Prestazione a taglio di pareti in muratura non armata con aperture per porte e finestre rinforzate mediante rete metallica saldata

Perché le pareti in mattoni più sicure sono importanti

Molte abitazioni, scuole e piccoli edifici nel mondo sono realizzati con semplici pareti in mattoni prive di armatura interna in acciaio. Queste pareti sono economiche e facili da costruire, ma possono risultare pericolosamente fragili durante i terremoti, specialmente dove finestre e porte interrompono la continuità della parete. Questo studio esplora un metodo a basso costo per rendere tali pareti molto più robuste aggiungendo uno strato sottile di rete metallica saldata sotto un intonaco ordinario—un approccio che potrebbe contribuire a proteggere vite nelle aree sismiche senza richiedere una ricostruzione completa.

Come i terremoti danneggiano le pareti di uso comune

Quando il terreno trema, le pareti in mattoni possono guastarsi in diversi modi. Uno dei più comuni è una fessura diagonale che si estende da un angolo all’altro, simile allo strappo di un foglio di carta. Le aperture per porte e finestre aggravano questo problema concentrando le sollecitazioni nei loro angoli e interrompendo il flusso delle forze attraverso la parete. Nei test e nei terremoti reali, questi punti deboli spesso si fessurano per primi, spezzando mattoni e malta e talvolta provocando collassi parziali o totali. Poiché molti edifici esistenti sono stati progettati con scarsa considerazione per i terremoti, trovare modi pratici per rinforzare queste pareti vulnerabili è una questione urgente di sicurezza.

Una semplice «giacca» di rete per pareti deboli

I ricercatori hanno testato un metodo di rinforzo semplice: applicare una rete metallica saldata sottile sulla superficie della parete e coprirla con uno strato di malta, come in un normale intonaco. Hanno costruito undici pannelli in scala ridotta di pareti in mattoni—alcuni pieni e altri con un’apertura centrale che imita una porta o una finestra—and li hanno caricati diagonalmente per imitare le forze in piano generate dai terremoti. Sono stati provati diversi schemi della rete: strisce verticali e orizzontali, strisce inclinate diagonalmente, copertura parziale attorno all’apertura, copertura totale sull’intera parete e combinazioni miste. Ogni versione ha utilizzato gli stessi ingredienti di base familiari ai muratori: blocchi in argilla forata, malta cementizia standard e una rete metallica leggera a rombo.

Ciò che hanno rivelato i test

La parete non rinforzata con apertura ha avuto prestazioni scadenti: si sono formate rapidamente fessure agli angoli dell’apertura e la sua capacità di sopportare forze a taglio era circa la metà rispetto a una parete piena simile. L’aggiunta di un semplice strato di malta, senza rete, ha già migliorato resistenza e rigidezza confinando la superficie. Tuttavia, inserire una rete metallica saldata sotto quello strato ha portato a un comportamento nettamente migliore. Le fessure si sono comunque formate, ma erano più sottili, più diffuse e sono apparse più tardi durante il caricamento. Le pareti con rete diagonale, in particolare, hanno funzionato in armonia con il modello naturale di fessurazione diagonale, collegando le crepe e aiutando a sopportare le tensioni che mattoni e malta nudi non riescono a gestire bene.

Gli schemi di rete con le migliori prestazioni

Tra tutti gli schemi, il più efficace è risultato essere una «giacca» di rete completa che ricopriva l’intera parete attorno all’apertura. Questa configurazione ha aumentato la capacità di carico ultima di circa il 28 percento, ha raddoppiato approssimativamente la rigidezza iniziale e ha incrementato l’energia assorbibile dalla parete prima del collasso di più della metà, rispetto alla stessa parete senza rete. Le pareti con strisce di rete diagonali, specialmente se ampie, hanno anch’esse superato quelle con strisce ortogonali dritte, poiché la loro orientazione corrispondeva più da vicino alla direzione delle sollecitazioni diagonali dannose. Schemi misti più complessi hanno offerto alcuni vantaggi ma non hanno superato la semplice rete diagonale a copertura totale. È importante notare che nei test l’adesione tra rete, intonaco e mattone è rimasta solida, quindi il sistema ha funzionato come una pelle unificata che teneva insieme la muratura crepata.

Uno sguardo interno con modelli al computer

Per estendere i risultati oltre il limitato numero di provini di laboratorio, gli autori hanno sviluppato modelli numerici dettagliati che riproducevano le pareti, la rete e le condizioni di carico. Queste simulazioni hanno rispecchiato da vicino i risultati sperimentali in termini di formazione delle fessure, capacità di carico e comportamento post-picco. Utilizzando il modello convalidato, il team ha esplorato questioni progettuali difficili da studiare sperimentalmente, come l’effetto dell’aumentare la quantità di rete o del variare la dimensione delle aperture sulla prestazione. Hanno trovato che un rapporto di rete modesto, attorno allo 0,08 percento dello spessore della parete, offriva un equilibrio efficiente tra aumento di resistenza e uso del materiale, e che aperture più grandi riducono drasticamente la capacità—anche quando completamente avvolte dalla rete.

Cosa significa per gli edifici reali

Per i non specialisti, il messaggio principale è che una sottile rete metallica nascosta sotto un intonaco ordinario può migliorare significativamente la resistenza sismica di pareti in mattoni esistenti con porte e finestre. Pur non potendo trasformare un edificio debole in una struttura sismica moderna completa, può ritardare la fessurazione, aumentare le forze che una parete può sopportare e aiutare la parete a mantenersi integra più a lungo durante le scosse. Il lavoro mette anche in evidenza i compromessi tra semplicità, costo e prestazione: la copertura diagonale totale funziona meglio ma richiede più materiale e lavoro. Nel complesso, lo studio suggerisce che la rete metallica saldata è uno strumento pratico e scalabile per l’adeguamento—uno che potrebbe essere applicato a molti edifici vulnerabili nel mondo per ridurre danni e vittime nei terremoti futuri.

Citazione: Ghalla, M., Bazuhair, R.W., Mlybari, E.A. et al. Shear performance of unreinforced masonry walls with door and window openings strengthened using welded steel mesh. Sci Rep 16, 8704 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40618-z

Parole chiave: muratura non armata, adeguamento sismico, rete metallica saldata, pareti in mattoni con aperture, ingegneria sismica