Strutture di contenimento post-sisma di murature e facciate con poliuretano espanso e strutture reticolari in acciaio. Rinforzo per il contenimento di volte in muratura

Nuovo Libro di Massimo Mariani
Testo e tavole progettuali tratti da
"INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO E RESTAURO DEGLI EDIFICI IN MURATURA. PARTICOLARI COSTRUTTIVI"
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In questo articolo trovi i paragrafi 1.1.7 e 1.1.8 del Capitolo 1 – Opere Provvisionali

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Strutture provvisionali di contenimento delle spinte generate dalle volte e strutture di contrasto di un campanile a vela in condizioni di pre-collasso

La prima parte dell’intervento provvisionale successivo al sisma, è stata finalizzata a bloccare le parti labili della struttura del campanile a vela non collassate di figura 1.1.7a anche per scongiurare pericoli durante le operazioni di messa in sicurezza stessa.

Per tutto ciò si è reso indispensabile stabilizzare le murature rimaste in bilico, facendo ricorso all’applicazione di poliuretano espanso a celle chiuse, totalmente rimovibile all’atto dei successivi interventi di consolidamento e restauro. Questa operazione è stata eseguita con l’applicazione del poliuretano spruzzato da una distanza di un paio di metri dall’àmbito da consolidare (figure 1.1.7b, 1.1.7c).

Tutto ciò è stato possibile con il ricorso ad una piattaforma oleodinamica che ha garantito la giusta distanza degli operatori dalla struttura in fase di pre-collasso e la protezione dalle sostanze spruzzate. Lo strato di poliuretano espanso è stato armato al suo interno con una rete in fibra di vetro adagiata durante l’operazione di spruzzo sulla parte da consolidare.

Una volta conclusa l’operazione di rivestimento con il poliuretano espanso, si è proceduto alla realizzazione di una impalcatura in tubi e giunti che ha avuto la funzione di sostegno delle murature del campanile, delle pareti esterne della chiesa adiacenti ad esso e di ausilio in futuro alle opere di consolidamento e restauro per il recupero post-sismico dell'edificio; in tal modo la quasi totalità dei ponteggi di contrasto per la messa in sicurezza della chiesa potrà essere recuperata per un suo utilizzo anche durante le opere di consolidamento (figure 1.1.7d, 1.1.7e, 1.1.7f, 1.1.7g).

Inoltre, sulle pareti esterne da contrastare è stata posta a contatto una rete di acciaio zincato. Tale adiacenza è stata garantita da basette regolabili dei tubi della struttura di contrasto.

Per impedire lo scorrimento dei piedi dell’impalcatura questa è stata bloccata con funi di acciaio e tenditori ancorati alla base delle facciate per mezzo di golfari avvitati su barre filettate di acciaio poste all'interno di perforazioni che sono state saturate con resine epossidiche bicomponenti. Questa operazione è possibile anche con sostanze cementizie o a base di calce additivate. Le funi sono state bloccate da morsetti ad attrito e messe in tensione con tenditori manuali.

La messa in sicurezza del campanile è stata completata attraverso la puntellatura delle aperture con legname e con una cerchiatura esterna per mezzo di fasce in poliestere fornite di tenditori “a cricchetto”.

Passando alla chiesa: per la messa in sicurezza delle volte soprastanti la navata e l’abside si è fatto ricorso a funi di acciaio poste perimetralmente e diagonalmente alla quota delle imposte delle volte. La “croce di Sant’Andrea” orizzontale disegnata dalle funi di acciaio ha avuto lo scopo di “controventare” gli ambienti nei confronti delle sollecitazioni sismiche trasversali e di costituire il vincolo per una rete in nylon ad alta tenacità che è stata resa solidale a tutte le funi di perimetro e diagonali per mezzo di fili avvolgenti, anch’essi in nylon (figura 1.1.7h). La rete così legata e tesa ha avuto il compito di impedire la caduta di parti, anche piccole di intonaco o di muratura sulle persone e sulle cose durante una qualsiasi scossa sismica ed è servita inoltre a scongiurare la frantumazione a terra di parti affrescate che, in questo modo, potranno essere recuperate e ricomposte al loro posto.

Le funi di acciaio sono state unite in ogni loro collegamento con morsetti ad attrito e sono state presollecitate manualmente per mezzo dei tenditori anch’essi di acciaio. Il vincolo delle funi alle strutture verticali è stato ottenuto per mezzo barre filettate inserite in fori nella muratura saturati con resine epossidiche bicomponenti (figure 1.1.7i e 1.1.7j).

Questo tipo di intervento sarà reversibile e non causerà alcuna minima alterazione agli stucchi e agli affreschi presenti.

Rinforzo murario provvisorio ottenuto con poliuretano espanso rigido a celle chiuse e costruzione di una struttura reticolare in acciaio di contrasto alle murature in fase di pre-collasso post-sismico

L’intervento post-sismico di messa in sicurezza è stato eseguito su una chiesa dell’Italia Centrale a pianta rettangolare, ad unico ambiente, diviso da un arco già oggetto di consolidamento del 1735, a seguito dei sismi del 1703.

I lavori del precedente intervento del 1735 sull’edificio furono finalizzati al rinforzo esterno delle pareti portanti di perimetro, ricorrendo a ringrossi (speroni) di spessore variabile (figura 1.1.8a).

Nei successivi interventi post-sismici fu ricostruita l’intera copertura, comprese le riprese murarie di sommità, nelle quali furono alloggiate le orditure portanti del tetto. Queste ultime sono costituite da travi di acciaio profilato e lamiera grecata sopra le quali fu eseguito un getto in c.a. Sempre in occasione dei consolidamenti post-sismici richiamati, furono conformate volte posticce (camere canna), in gesso, appese alle strutture del tetto per mezzo di tondini di acciaio.

Subito dalla prima analisi è risultato evidente che l’apertura sulla parete est aveva subìto un collasso esclusivamente di tipo disgregativo (figura 1.1.8a). Non erano infatti presenti segni di rottura a flessione e a taglio, ma testimonianze di un crollo per alterazione della costituzione muraria originaria sommata alla “memoria del danno” cumulata dalla parete dai precedenti sismi. Era presente anche una lesione orizzontale laddove fu effettuata la ripresa muraria già descritta. Tale testimonianza è giustificata dagli studi e dalle pubblicazioni, riportati in “Appendice”, eseguiti da Francesco Pugi, da Alessio Francioso e dallo scrivente sui danni dovuti anche alla componente verticale del sisma.

In sintesi, le opere provvisorie per la messa in sicurezza della chiesa sono state le seguenti:

• fissaggio preliminare delle frange di muratura rimaste dopo il crollo facendo ricorso al poliuretano espanso a celle chiuse, applicato a spruzzo da una distanza non inferiore a due metri.

Durante l’operazione di spruzzo a distanza nel poliuretano è stata inserita, tra due strati successivi, una rete in fibra di vetro che ha conferito rigidezza al corpo murario così da poter accogliere i puntelli di contrasto al ribaltamento.

• costruzione di telai reticolari, esterni alle facciate, composti da elementi tubolari e giunti di acciaio che hanno avuto l’onere di coadiuvare le strutture murarie portanti durante il perdurare sismico, in attesa dell’intervento di consolidamento definitivo.

All’interno della chiesa è stata costruita una struttura intelaiata reticolare composta di cavalletti prefabbricati e giunti di acciaio che è servita per raggiungere le volte, ormai pericolanti, puntellandole diffusamente e per consentire di poter operare in sicurezza anche durante la futura fase del consolidamento finale (figura 1.1.8b e 1.1.8c). I telai esterni sono stati rinforzati con una catenaria orizzontale composta da funi, tenditori e morsetti ad attrito di acciaio che ha avuto il compito di tenere il sistema di supporto in aderenza alla struttura da coadiuvare e di costituire un presidio al ribaltamento della stessa.

Le strutture di contrasto sono state rese solidali alle murature per mezzo di piedini regolabili.

Per placcare la coltre muraria nei confronti della sua ulteriore alterazione disgregativa, fenomeno già manifestato nella parte crollata, si è fatto ricorso anche ad una rete di acciaio zincata a caldo, diffusa su tutte le superfici esterne e interne alla chiesa. (figure 1.1.8d, 1.1.8e, 1.1.8f, 1.1.8g)

La struttura reticolare è stata coadiuvata anche da ancoraggi al piede ottenuti con funi di acciaio, morsetti ad attrito e tenditori che sono stati vincolati ai tubolari e alla muratura.

L’insieme reticolare in tubi e giunti di acciaio ha avuto la duplice funzione di formare un’armatura di rinforzo e di contrasto alle pareti e alle strutture in difficoltà e di divenire apparato di cantiere per le future opere di consolidamento strutturale e di restauro architettonico. Si è stimato che in questo modo il costo delle opere provvisionali è stato ridotto di più del 60%.

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