Interventi di consolidamento strutturale con l'acciaio della parte sommitale di un edificio, su solai, pilastri e pareti

La presente progettazione strutturale ha riguardato un’ala di un complesso edilizio sito in un centro storico.

Le opere di consolidamento sono state necessarie per la rimozione delle anomalie strutturali presenti, ideate garantendo per la maggior parte dei casi, dove possibile, la loro riconoscibilità e reversibilità.

Nell’ala in oggetto erano presenti tre pilastri centrali in muratura di laterizio pieno, sui quali poggiavano le travi principali dell’orditura dei solai (figura 1).

Come si può notare dalle sezione di figura 2, i pilastri in oggetto sostenevano i carichi derivanti sia dai solai di piano che di copertura ed erano del tutto assenti elementi di controventamento di qualsiasi genere, presentandosi l’intera ala, ai diversi livelli, come un unico ambiente.

L’intervento previsto è stato diretto alla realizzazione di elementi di controvento, realizzati su tutti i livelli con profilati di acciaio intimamente connessi sia alle murature perimetrali che ai pilastri centrali.

Visto il notevole carico gravante sui pilastri, questi sono stati rinforzati, come visibile nella figura 2,  mediante cerchiature su più livelli, con fasce (200 x 10) mm di acciaio Fe360B (S235), ancorate per mezzo di perforazioni Φ20 mm, armate con barre filettate Φ16 mm (M16 cl. 8.8) passanti, saturate con resine epossidiche bicomponenti a media densità, con maturazione del 70% entro 30 minuti dall’iniezione e saldate di testa a completa penetrazione, previa svasatura del foro sulla fascia stessa.

Per la realizzazione dell’appoggio dei nuovi solai in corrispondenza dei pilastri in muratura è stato utilizzato un collare di rinforzo formato da un profilato angolare ad “L” (200 x 20) mm, visibile nelle figure 3, 4 e 5.

Per il piano terra (quota di estradosso delle volte + 5.15 m), il controventamento è stato ottenuto mediante fasce (200 x 10) mm di acciaio Fe360B (S235), connesse alle murature perimetrali e ancorate tramite perforazioni Φ20 mm, armate con barre filettate Φ16 mm (M16 cl. 8.8), saturate con resine epossidiche bicomponenti a media densità con maturazione del 70% entro 30 minuti dall’iniezione e saldate di testa a completa penetrazione, previo pretensionamento con il “ dispositivo Massimo Mariani ” e realizzazione di svasatura del foro sulla fascia stessa (figura 6).

Tali fasce, come mostra la figura 2, sono state inglobate e ancorate anche alla soletta di calcestruzzo leggero (Rck ≥ 250 Kgcm² – LC 16/25), prevista per il consolidamento della volta, mediante le stesse perforazioni armate.

Alle volte di laterizio presenti nell’ala nord del complesso è stato assicurato un incremento di resistenza ricorrendo ad un intervento di svuotamento, la successiva realizzazione di perforazioni Φ22 mm su due livelli armate con barre Φ18 mm di acciaio FeB44K (B450C) lungo tutto il perimetro e il conseguente getto di calcestruzzo leggero con Rck ≥ 250 Kgcm² (LC 16/25).

Dove necessario, all’intradosso delle volte, è stata eseguita un’opera di ripristino murario, in corrispondenza delle lesioni presenti, con l’inserimento di cunei di acciaio tra gli elementi licenziati e tramite stuccatura tra le connessure ricorrendo ad una malta di idonea composizione.

Al livello superiore del sottotetto (quota + 8,45 m), considerato il minore spessore delle murature rispetto alle sottostanti, il controventamento è stato realizzato con un telaio di acciaio costituito da profilati HE120A e HE160A, provvisti di tiranti Φ16 mm disposti a croce di Sant’Andrea, dotati di tenditore a manicotto centrale e uniti al telaio nei nodi con l’ausilio di un profilato tubolare (100 x 100 x 5) mm, saldati ai profilati HE120A costituenti il telaio stesso e ancorato con dadi M16, dotati di rondella (figura 7).

L’intero telaio suddetto, posizionato in corrispondenza dei pilastri centrali, ha funzione, in tal modo, anche di appoggio dell’orditura secondaria di copertura, costituita da travi HE120A che poggiano saldate sull’ala inferiore dello stesso (figura 8).

La trave superiore del telaio HE160A è stata invece saldata alle fasciature previste per i pilastri da una parte, mentre dall’altra è stata inserita all’interno del cordolo perimetrale di copertura e ad esso ancorata mediante una barra Φ16 mm di acciaio FeB44K (B450C), come visibile nella figura 9.

I telai suddetti sono stati tamponati nella fase successiva di finitura mediante laterizi forati a 6 fori che hanno inglobato anche i tiranti di acciaio, tenendo ovviamente conto delle aperture previste nella disposizione funzionale dell’immobile.
In corrispondenza dei punti di ancoraggio e di unione dei piedritti ai profilati e alle fasce sono stati posizionati fazzoletti di irrigidimento saldati all’interno delle ali dei profilati stessi, come mostrato dalla figura 10.

Il collegamento dei nuovi solai alle murature perimetrali è stato assicurato da un sistema di perforazioni Φ22 mm armate con barre Φ18 mm di acciaio FeB44K (B450C) lungo tutto il perimetro, inglobate in una soletta di calcestruzzo leggero dello spessore di 7 cm.

È stato anche realizzato un sistema di tirantature passive diffuse di irrigidimento, costituite da piatti di acciaio (50 x 5) mm posti ad interasse di 1 m, contenuti anch’essi nella soletta e saldati all’estradosso delle travi.

Il collegamento di tali profilati piatti alle murature perimetrali è stato ottenuto mediante saldatura degli stessi a barre filettate Φ18 mm (M18 cl. 8.8) , che sono state inserite in fori nelle murature eseguiti a carotaggio continuo, con punte al diamante o al Widia, senza utilizzo di acqua e senza percussione, saturati con resina epossidica bicomponente a media densità, previa accurata pulizia degli stessi con aria compressa.

L’utilizzo del calcestruzzo strutturale leggero Rck ≥ 250 Kgcm² (LC 16/25) ha reso possibile il mantenimento dei preesistenti carichi permanenti, cosicché i pesi dei nuovi solai sono stati incrementati solamente di 20÷30 kgm².

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Questo articolo è tratto dal volume "Particolari costruttivi nel consolidamento e restauro".