Capriate lignee con assetto statico alterato, murature portanti deformate e collegamenti strutturali insufficienti: due interventi di consolidamento affrontano le criticità nella trasmissione delle sollecitazioni tra coperture e murature, attraverso il rinforzo dei vincoli e delle connessioni strutturali.
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Come ripristinare l’efficacia dei vincoli delle capriate e migliorare la collaborazione tra coperture lignee e murature? Il primo intervento, su un edificio storico, prevede la realizzazione di nodi rigidi con piastre e cuffie in acciaio, perforazioni armate e tirantature per contrastare le deformazioni della parete perimetrale. Il secondo impiega connettori metallici, una soletta in calcestruzzo leggero e un cordolo sommitale per rinforzare l’orditura e gli ancoraggi.
Gli interventi descritti sono tratti dal nuovo libro di Massimo Mariani, in corso di pubblicazione su INGENIO. Entrambi i casi sono corredati da particolari costruttivi e tavole progettuali, disponibili per il download gratuito e liberi da copyright, che illustrano nel dettaglio le soluzioni di consolidamento adottate e offrono riferimenti tecnici e applicativi a progettisti, direttori dei lavori e professionisti impegnati nel consolidamento strutturale e nel restauro degli edifici esistenti.
*Testo e tavole progettuali tratti dal NUOVO LIBRO di Massimo Mariani
INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO E RESTAURO DEGLI EDIFICI IN MURATURA. PARTICOLARI COSTRUTTIVI,
in corso di pubblicazione su INGENIO.
Per i paragrafi pubblicati già online
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Realizzazione di vincoli saldi alle murature portanti di capriate in legno
Intervento descritto nel capitolo “Interventi sulle coperture”, paragrafo 1.9.3
Una parte della copertura di un edificio vincolato (figure 1.9.3a e 1.9.3b) che ha interessato questo intervento, è formata da n°6 capriate lignee.
Purtroppo negli anni ’50 fu operata una trasformazione del sistema strutturale originario delle capriate, obbligata dalla necessità di ottenere un corridoio di collegamento di due parti dell’edificio. Per questo motivo fu necessario, per alcune delle capriate, di accorciare il puntone di falda il cui moncone fu appoggiato su una mensola costituita da profilati di acciaio che hanno avuto l’onere di sostenere il corridoio, motivo per cui tali profilati, oltre a costituire la struttura portante del corridoio, sono stati sottoposti anche alle azioni prodotte dalla copertura (figure 1.9.3c e1.9.3d).
La modifica statica aveva alterato l’assetto della struttura della copertura che prima distribuiva in maniera razionale, quindi ordinata, le sollecitazioni di compressione ai vincoli (appoggi semi-incastro) nelle murature portanti dell’edificio.
Un altro segno inequivocabile di sofferenza strutturale pregressa della parete, risultava il sistema di speroni (contrafforti) in pietra ad archi addossati alla stessa su cui insistono le capriate oggetto dell’intervento.
Da rilevare inoltre che lo stato di sofferenza strutturale era presente solamente all’ultimo livello di calpestio e alla copertura, là dove termina lo sperone – contrafforte sulla cui sommità poggia un balcone.
Gli interventi eseguiti sono stati finalizzati alla creazione di un definitivo collegamento tra gli orizzontamenti e le murature portanti, in particolare nelle zone in cui queste ultime mostravano una vulnerabilità originaria già manifestatasi con deformazioni strutturali sulla parete perimetrale, visibili e accentuatesi nel tempo.
L’intervento di consolidamento strutturale del sistema (parete esterna) ha rispettato il seguente percorso operativo:
- costituzione di nodi rigidi della struttura reticolare della capriata per mezzo di piastre di acciaio fissate con perforazioni, armate con barre e dadi o viti e creazione dei vincoli, incastri o semi-incastri delle capriate alle murature portanti con “cuffie” avvolgenti di acciaio e perforazioni, armate con barre filettate dadi e rondelle, saturate con resine epossidiche bicomponenti (o che possano garantire aderenza sicura alla trazione assiale pura sulla barra) (figura 1.9.3e, 1.9.3f, 1.9.3g e 1.9.3h).
- perforazioni verticali con asportazione di nucleo e in assenza di martellamento, armate con barre di acciaio eseguite nella muratura portante offesa dal fenomeno statico in atto. Le perforazioni hanno percorso tutta l’altezza della copertura e sono state inoltrate fino al sottostante livello di calpestio. Le perforazioni verticali rappresentate hanno avuto il compito di ricostruire la continuità della muratura lesionata e di conferire un’inerzia alle sollecitazioni statiche e dinamiche che dovessero manifestarsi (1.9.3i e 1.9.3j).
Con gli interventi previsti le capriate modificate hanno assunto un assetto strutturale coerente e reagente che potranno trasferire ai vincoli, in particolare a quelli sulla parete di valle attualmente soggetta a flessione.
Un’altra parte del progetto di consolidamento strutturale ha riguardato le opere di tirantatura (incatenamento) tra la parete esterna e quella interna ottenute con barre di acciaio che sono state messe in tensione con il serraggio di dadi, e capi-chiave anch’ essi di acciaio.
Ogni elemento di rinforzo è stato progettato ed eseguito nella logica della maneggiabilità operativa dello stesso e della restrizione di lavorare all’interno del sottotetto, in particolare sopra al cassettonato del soffitto in legno della sala sottostante di notevole interesse storico-artistico.
Per questi motivi le saldature sugli elementi di rinforzo, sono state limitate al minimo per proteggere il cassettonato da qualsiasi danneggiamento a causa del fuoco provocabile durante i lavori.
Ai fini della sicurezza e della tutela del bene, prima dell’inizio di qualsiasi operazione, è stata eseguita un’adeguata puntellatura di tutto il cassettonato della sala e dei vani attigui, nonché la protezione dello stesso nei confronti dei danni provocabili dal calpestio del sottotetto durante i lavori.
Rinforzo del solaio di copertura in legno a capanna mediante l’inserimento di connettori fra gli elementi. realizzazione di una nuova soletta e di un cordolo sommitale
Intervento descritto nel capitolo “Interventi sulle coperture”, paragrafo 1.9.4
L’edificio oggetto di intervento di rinforzo è interamente realizzato in muratura di pietra e laterizio e composto da due piani fuori terra ed un piano sottotetto. Entrambi gli orizzontamenti sono realizzati con travi di acciaio e voltine di laterizi forati, con getto di completamento di calcestruzzo e soletta armata dello spessore medio di cm 5.
La copertura è composta da capriate di legno, sormontate da arcarecci e da travetti, tavelle di laterizio e massetto di calcestruzzo.
L’intervento di rinforzo strutturale ha previsto le seguenti opere:
- il consolidamento dei solai successivo alla rimozione della pavimentazione esistente, della malta di allettamento del pavimento e del massetto. Sulle travi di acciaio sono stati previsti connettori del tipo “a piolo con chiodatrice pneumatica” dopodiché è stato eseguito il getto in calcestruzzo leggero dello spessore di cm 5, armato con rete elettrosaldata zincata a caldo. La soletta è stata ancorata alle murature su tutto il perimetro mediante la realizzazione di perforazioni armate con barre di acciaio, saturate con resina epossidica bicomponente (figure 1.9.4a,1.9.4b e 1.9.4c);
- il rifacimento della copertura a padiglione del corpo scala è stato eseguito previo smontaggio della stessa e della posa in opera di nuova struttura avente la stessa tipologia e la stessa orditura dell’esistente ammalorata;
- il rinforzo dell’altra copertura a capanna esistente è avvenuto con la demolizione della soletta esistente di sp.=5cm, l’inserimento di connettori di acciaio sugli arcarecci e sulle travi dell’orditura principale nonché sui i puntoni delle capriate, previa esecuzione di perforazioni da saturare con resina epossidica bicomponente a media densità e il successivo getto di soletta in calcestruzzo leggero. È stato inoltre realizzato un cordolo sommitale in calcestruzzo leggero con possibilità di rimozione con utensili a mano, in grado di assicurare un adeguato ancoraggio sia per le travi principali e le capriate che per lo sporto di gronda che è risultato del tutto scollegato ed in alcuni tratti crollato, a causa del suo notevole aggetto esterno (figure 1.9.4b, 1.9.4c e 1.9.4d);
- il rinforzo dei pilastri esistenti ottenuto con profilati angolari di acciaio ed il loro adeguato collegamento lungo la verticale, dalla quota del piano terra a quella di sommità. Questo intervento ha portato ad un notevole incremento della sicurezza nei confronti della vulnerabilità sismica, essendo i pilastri soggetti allo stato attuale a carichi notevoli e fungendo essi da elementi di importanza fondamentale dal punto di vista strutturale; (figure 1.9.4b e 1.9.4c).
Nella sezione ALLEGATI è possibile scaricare tutte le TAVOLE PROGETTUALI
NON COPERTE DA COPYRIGHT
Leggi l’articolo precedente dedicato al miglioramento dei vincoli e dei collegamenti strutturali negli edifici storici in muratura: dal rinforzo di una scala in pietra con fasce di acciaio all’impiego di appoggi scorrevoli bidirezionali nella copertura di un chiostro, fino all’ancoraggio di capriate e travi lignee alle murature portanti senza smontare le orditure esistenti.
