Modifica dell organismo strutturale con aggiunta di nuovi elementi strutturali Incatenamenti di volte o di strutture spingenti

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Flaviano Papi
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1 Modifica dell organismo strutturale con aggiunta di nuovi elementi strutturali Incatenamenti di volte o di strutture spingenti Gli interventi sulle strutture ad arco o a volta possono essere realizzati con il ricorso alla tradizionale tecnica delle catene, che compensa le spinte indotte sulle murature di appoggio e ne impedisce l'allontanamento reciproco. Le catene andranno poste di norma alle reni di archi e volte. Qualora non sia possibile questa disposizione, si potranno collocare le catene a livelli diversi purché ne sia dimostrata l'efficacia nel contenimento della spinta.. 1

sulle murature di appoggio e ne impedisce l'allontanamento reciproco. Le catene andranno poste di norma alle reni di archi e volte.

2 Modifica dell organismo strutturale con aggiunta di nuovi elementi strutturali Incatenamenti di volte o di strutture spingenti Tali elementi devono essere dotati di adeguata rigidezza (sono da preferirsi barre di grosso diametro e lunghezza, per quanto possibile, limitata); le catene devono essere poste in opera con un adeguata presollecitazione, in modo da assorbire parte dell azione spingente valutata tramite il calcolo (valori eccessivi del tiro potrebbero indurre danneggiamenti localizzati). In caso di presenza di lesioni e/o deformazioni, la riparazione deve ricostituire i contatti tra le parti separate, onde garantire che il trasferimento delle sollecitazioni interessi una adeguata superficie e consentire una idonea configurazione resistente. 2

dell azione spingente valutata tramite il calcolo (valori eccessivi del tiro potrebbero indurre danneggiamenti localizzati).

3 Modifica dell organismo strutturale con aggiunta di nuovi elementi strutturali Presupposti e scopi del Consolidamento delle volte Teorici L intervento sulle volte è necessario quando siano presenti quadri fessurativi e fenomeni deformativi tali da far dubitare della stabilità nei confronti dei carichi verticali e quando si debba eliminare la spinta agente sui piedritti. L intervento è finalizzato a: 1.Migliorare la risposta nei confronti dei carichi statici verticali, incrementando rigidezza e resistenza o inserendo nuovi elementi collaboranti; 2.Eliminare la spinta agente sulle pareti di imposta. Pratici Per il consolidamento delle volte si può: a) sostituire il materiale di riempimento con materiali più leggeri; b) applicare una lastra in c.a. all estradosso; c) inserire incatenamenti di acciaio; d) sospendere la volta a capriate o a travi metalliche con di tiranti d acciaio; e) applicare un sistema di forze mediante un incremento di peso nei rinfianchi e un alleggerimento nella zona di chiave. 3

L intervento è finalizzato a: 1.Migliorare la risposta nei confronti dei carichi statici verticali, incrementando rigidezza e resistenza o inserendo nuovi elementi collaboranti; 2.

4 Consolidamento delle Volte Specifiche Tecniche ALLEGGERIMENTO DELLA VOLTA 1.Puntellamento della volta. 2.Messa a nudo dell estradosso della volta, senza eliminare le zone di rinfianco. 3.Realizzazione di imperniature di collegamento tra la volta muraria e i frenelli, finalizzata ad eliminare gli scorrimenti relativi tra i due elementi strutturali. 4.Realizzazione di una serie di archi in muratura con curvatura pari a quella della volta, i frenelli, di spessore pari a quello della struttura voltata in chiave e con interasse compreso tra 60 e 120 cm. 5.Messa in opera del nuovo solaio. 6.Eliminazione dei puntelli. 4

Realizzazione di imperniature di collegamento tra la volta muraria e i frenelli, finalizzata ad eliminare gli scorrimenti relativi tra i due elementi

5 Consolidamento delle Volte Specifiche Tecniche

6 Consolidamento delle Volte Specifiche Tecniche 6

7 Consolidamento delle Volte Specifiche Tecniche LASTRA IN C.A. ALL ESTRADOSSO 1.Puntellamento della struttura. 2.Messa a nudo dell estradosso della volta. 3.Pulitura dell estradosso della volta con abbondante lavaggio al fine di eliminare il materiale polverulento e i frammenti di materiale ormai distaccati. 4.Messa in opera della rete elettrosaldata, previa collocazione di distanziatori di almeno 2 cm dalla muratura. 5.Infissione di grappe metalliche di collegamento alla muratura, per garantire l aderenza. 6.Getto di calcestruzzo, additivato per un elevata fluidità, collegato ad un cordolo perimetrale incassato nelle pareti. 7.Ripristino del riempimento con calcestruzzo leggero e argilla espansa. 7

Messa in opera della rete elettrosaldata, previa collocazione di distanziatori di almeno 2 cm dalla muratura. 5.

8 Consolidamento delle Volte Specifiche Tecniche 8

9 Consolidamento delle Volte Specifiche Tecniche TIRANTATURA ORIZZONTALE 1. Foratura delle pareti per mezzo di trapani o sonde a rotazione con corona circolare diamantata o di acciaio extra-duro, in corrispondenza dei giunti alle reni (tiranti intradossali) o all altezza del centro di spinta, (tiranti estradossali). 2. Inserimento dei tiranti, che vengono fissati sull esterno delle pareti di imposta della volta per mezzo di piastre e tesati avvitando i dadi con chiavi dinamometriche pre-tarate. 3.Risarcitura delle cavità e/o lesioni presenti all intradosso della volta con malta. 4.Ricostituzione del rinfianco con materiale argilloso o avente basso peso specifico e buone proprietà meccaniche. 5.Realizzazione delle opere di completamento. 9

all altezza del centro di spinta, (tiranti estradossali). 2.

10 Consolidamento delle Volte Specifiche Tecniche TIRANTATURA VERTICALE 1.Puntellamento della volta. 2.Messa a nudo e rigenerazione dell estradosso della volta per mezzo di resine epossidiche o con malte cementizie additivate con fluidificanti espansivi. 3.Foratura delle pareti per mezzo di trapani o sonde a rotazione con corona circolare diamantata o di acciaio extra-duro. 4.Accurato lavaggio dei fori con getto di acqua e/o aria a bassa pressione. 5.Posizionamento dei tiranti 6.Cementazione dell intradosso della volta per mezzo di una malta con elevate caratteristiche antiritiro. 7.Creazione di un solaio in c.a. o in acciaio al quale si vincolano i tiranti, per annegamento o per saldatura o bullonatura. 10

Foratura delle pareti per mezzo di trapani o sonde a rotazione con corona circolare diamantata o di acciaio extra-duro. 4.

11 Consolidamento delle Volte Controlli La procedura di alleggerimento dell orizzontamento tramite eliminazione del materiale di riempimento è utile ai piani alti di edifici civili al fine di diminuire le forze d inerzia in occasione di eventi sismici, ma è opportuno verificare la sua necessità ed efficacia ai piani bassi in relazione alle seguenti considerazioni: 1.il meccanismo di rottura di archi e volte comporta un innalzamento delle reni, ostacolato dal peso del riempimento; 2.il peso del riempimento sposta i baricentri delle due semivolte verso le imposte, producendo un raddrizzamento della spinta; 3.il permanere della linea delle pressioni all interno dello spessore resistente al variare delle azioni accidentali è tanto più facile da conseguire quanto minore è l incidenza dei carichi accidentali rispetto ai permanenti. 11

il meccanismo di rottura di archi e volte comporta un innalzamento delle reni, ostacolato dal peso del riempimento; 2.

12 Consolidamento delle Volte Controlli ALLEGGERIMENTO DELLA VOLTA Verifica della capacità della struttura voltata di assorbire la presenza dei carichi concentrati costituiti dai frenelli, soprattutto in presenza di volte realizzate per cantieri successivi affiancati e non ben ammorsati. LASTRA IN C.A. ALL ESTRADOSSO Controllo costante durante la fase di lavaggio e di posa in opera delle grappe metalliche. 12

soprattutto in presenza di volte realizzate per cantieri successivi affiancati e non ben ammorsati.

13 Consolidamento delle Volte Controlli TIRANTATURA ORIZZONTALE Controllo costante durante la fase di tesatura affinché essa venga applicata molto lentamente e si evitino effetti dinamici. Particolare attenzione alla valutazione delle caratteristiche meccaniche della muratura in corrispondenza delle piastre di ancoraggio, per avere un buon margine di sicurezza nei confronti dello strappo. Verifica della possibilità di lasciare ai piedritti un aliquota di spinta orizzontale per poter ricorrere alle catene estradossali, che preservano l estetica della volta, ma che non eliminano completamente l azione orizzontale sulle pareti di appoggio. Verifica complessiva delle pareti di imposta vincolate al piede e alle spalle e sollecitate dalla spinta orizzontale alle reni. 13

14 Consolidamento delle Volte Controlli TIRANTATURA VERTICALE La fase delicata nell intervento di tirantatura verticale delle volte è rappresentata dalla foratura della muratura. Un attento controllo deve quindi essere rivolto alla realizzazione dei fori per ciò che concerne diametro e posizione degli stessi. 14

15 Consolidamento delle Volte con FRP 15

16 Realizzazione e/o ampliamento di giunti tra corpi di fabbrica Martellamento tra corpi di fabbrica contigui 16

17 Modifica dell organismo strutturale Realizzazione e/o ampliamento di giunti tra corpi di fabbrica Correzione di irregolarità planimetriche 17

18 Modifica dell organismo strutturale Eliminazione di eventuali elementi e/o piani deboli 18

19 Modifica dell organismo strutturale 19

20 Cerchiatura pilastri L espansione laterale delle colonne in muratura soggette a compressione viene contrastata dalla cerchiatura, migliorandone la resistenza e la duttilità d insieme DiSGG -Università della Basilicata - Potenza

dalla cerchiatura, migliorandone la resistenza e la

Cerchiatura pilastri - confinamento passivo Il dispositivo di cerchiatura entra in funzione solo per carichi aggiuntivi rispetto alla condizione di messa in opera, non

21 Cerchiatura pilastri - confinamento passivo Il dispositivo di cerchiatura entra in funzione solo per carichi aggiuntivi rispetto alla condizione di messa in opera, non applicando alcuna precompressione alla muratura Tipologie: Intonaco cementizio armato Fibre di carbonio, vetro, etc. (FRP) DiSGG -Università della Basilicata - Potenza

22 Cerchiatura pilastri - confinamento attivo Il dispositivo di cerchiatura entra in funzione anche per i carichi agenti durante la messa in opera, grazie alla precompressione applicata alla muratura Tipologie: Angolari + calastrelli Sistema CAM DiSGG -Università della Basilicata - Potenza

23 Cerchiatura pilastri - confinamento attivo Sistema CAM - Semplicità di applicazione - Precompressione controllabile - Uso accaio inox o ad A.R. - Calibrato in relazione alle necessità DiSGG -Università della Basilicata - Potenza

24 Cerchiatura pilastri - confinamento attivo sistema CAM - 6 avvolgimenti acciaio A.R. - Angolari continui Forza [KN] Spostamento [mm] Forza [KN] Spostamento [mm]

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