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POLITECNICO DI MILANO
VI Facoltà Ingegneria Edile – Architettura
Corso di laurea magistrale in Ingegneria Edile
CONSOLIDAMENTO STRUTTURALE RESTAURO
CONSERVATIVO
Analisi Patologica e Diagnosi organismi edilizi a Torre
Relatore:
Prof. Ing. Lorenzo Jurina
Co-relatore: Ing. Andrea Bassi
Tesi di Laurea di:
Luca SCHETTINI
Anno Accademico 2010-2011
Matr. 711578
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
Indice
0.
Abstract ....................................................................................................... 5
1.
INQUADRAMENTO TERRITORIALE INTERVENTO ................................. 9
1.1
Contesto Urbano ............................................................................................ 9
1.1.1
1.1.2
1.1.3
2.
ANALISI STORICA .................................................................................. 13
2.1
Ubicazione della Cascina Casale.................................................................. 13
2.2
Caratteristiche morfologiche e tipologiche della cascina casale .................... 14
2.2.1
3.
Inquadramento area d’intervento - Carta tecnica regionale 1:25000 .................... 9
Inquadramento area d’intervento - Carta tecnica regionale 1:10000 .................. 11
Scheda dell’edificio .............................................................................................. 12
Evoluzione storico della cascina casale .............................................................. 17
EVOLUZIONE e TRASFORMAZIONE TORRIONE NEL TEMPO ............ 25
3.1
PARTICOLARI RILEVATI ............................................................................. 28
4.
STATO DI FATTO ..................................................................................... 33
5.
INDAGINE FOTOGRAFICA ...................................................................... 37
6.
5.1
Aprile 2008 ................................................................................................... 37
5.2
Novembre 2009 ............................................................................................ 41
IDENTIFICAZIONE SOLUZIONI TECNOLOGICHE ................................. 45
6.1
7.
IDEFINIZIONE TECNOLOGICA ELEMENTO TECNICO e FMEA ................ 46
CONTESTO ATTUALE ............................................................................. 49
7.1
Obiettivo dell’Amministrazione Pubblica di Cassina de’ Pecchi ..................... 49
7.2
Realizzazione del centro civico culturale “Cascina Casale” costituito dalla
nuova biblioteca e dal nuovo auditorium-teatro ....................................................... 49
7.3
Centro civico culturale Cascina Casale ......................................................... 50
Pagina 1
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
7.4
Luca Schettini
Biblioteca comunale “Roberto Camerani” ..................................................... 51
8.
STATO DI PROGETTO............................................................................. 53
9.
VALUTAZIONE STRUTTURALE .............................................................. 55
10. LAVORAZIONI .......................................................................................... 61
11. DIMENSIONAMENTO SOLAI COPERTURA e INTERPIANO .................. 63
11.1 ANALISI SOLAIO INTERPIANO ................................................................... 63
11.1.1
11.1.2
11.1.3
11.1.4
11.1.5
Peso proprio ........................................................................................................ 64
Carichi di esercizio .............................................................................................. 64
Verifiche di resistenza solaio interpiano .............................................................. 65
Verifiche di deformabilità ..................................................................................... 66
Conclusioni .......................................................................................................... 67
12. ANALISI SOLAIO COPERTURA ............................................................... 69
12.1.1
12.1.2
Calcolo peso proprio............................................................................................ 70
Carichi di esercizio .............................................................................................. 70
13. NEVE ........................................................................................................ 71
14. VENTO ...................................................................................................... 73
14.1.1
14.1.2
14.1.3
Verifiche di resistenza solaio interpiano .............................................................. 79
Verifiche di deformabilità ..................................................................................... 79
Coclusioni ............................................................................................................ 80
15. Verifica Azione Locale Dormiente Travi .................................................... 81
16. IRRIGIDIMENTO CON TREFOLI .............................................................. 83
17. TENDITORI ............................................................................................... 87
18. SUPPORTO INTERMEDIO ...................................................................... 89
19. ANCORAGGIO TERMINALE PIASTRA TIPO DISCO .............................. 91
20. INTERVENTI DI RINFORZO MEDIANTE CERCHIATURA ...................... 93
20.1 Rassegna dei possibili interventi ................................................................... 93
20.2 Campo di applicabilità ................................................................................... 94
20.3 Vantaggi e svantaggi della cerchiatura ......................................................... 95
Pagina 2
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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20.4 Modalità applicative ...................................................................................... 96
20.5 Esecuzione dell’intervento di cerchiatura .................................................... 101
20.6 Procedura di Dimensionamento .................................................................. 102
20.6.1
20.6.2
Cerchiature ........................................................................................................ 102
Tirantini antiespulsivi ......................................................................................... 106
21. INTERVENTI DI RINFORZO ALTERNATIVI ........................................... 109
21.1 Sistema di rinforzo C.A.M. .......................................................................... 110
21.2 Cerchiature con fasce di poliestere ............................................................. 112
21.3 Modalità applicative .................................................................................... 113
21.3.1
21.3.2
Cerchiature mediante il sistema CAM ............................................................... 113
Cerchiature mediante fasce di poliestere .......................................................... 114
21.4 Esecuzione di cerchiature mediante C.A.M. e fasce di poliestere ............... 114
21.5 Procedura di dimensionamento .................................................................. 114
22. Controlli ................................................................................................... 123
22.1 Tabelle per il dimensionamento semplificato............................................... 124
22.1.1
22.1.2
22.1.3
Tabelle per colonne di Sezione Circolare .......................................................... 125
Tabelle per colonne di sezione quadrata ........................................................... 126
Tabelle per colonne di sezione quadrata ........................................................... 127
23. ALLEGATI ............................................................................................... 129
23.1 TAVOLA STATO DI FATTO PIANTE SEZIONI PROSPETTI ...................... 130
23.2 TAVOLA
INQUADRAMENTO
FOTOGRAFICO
PATOLOGIE
E
SCHEDATURA NORMAL ..................................................................................... 142
23.3 TAVOLA STATO DI PROGETTO PIANTE SEZIONI PROSPETTI ............. 143
23.4 CALCOLO CONDENSA INTERSTIZIALE .................................................. 148
23.4.1
23.4.2
23.4.3
Calcolo Condensa Interstiziale Parete .............................................................. 148
Calcolo condensa interstiziale solaio interpiano ............................................... 150
Calcolo condensa interstiziale solaio interpiano ............................................... 152
24. Indice delle figure .................................................................................... 155
25. Bibliografia .............................................................................................. 159
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
0. ABSTRACT
Analizzando la realtà italiana si scopre che il nostro Paese è un bacino ricco di
capolavori che si esprimono in ogni loro forma artistica come la pittura, la
scultura e, unendosi alla tesi in questione, l’architettura. Vi si trovano, infatti,
una moltitudine di costruzioni storiche risalenti ad epoche diverse e, di
conseguenza, caratterizzate da uno stato di conservazione che a volte risulta
buono, ma spesse volte evidenziano scenari di ammaloramento avanzati che
richiedono interventi di risanamento urgenti. Penso che il tema della
riabilitazione e del consolidamento edilizio volto al recupero di tale patrimonio
sia una prerogativa importante che debba coinvolgere l’intera ingegneria e la
sensibilità di tutti i cittadini italiani.
È mia convinzione che fra i compiti più importanti che un cittadino italiano e,
prima ancora, un ingegnere edile debba assolvere vi siano la consapevolezza e
il senso di responsabilità che inducono ognuno di noi a tutelare e a
salvaguardare il patrimonio italiano. Esso rappresenta infatti una fonte di
conoscenza di inestimabile valore in quanto ci testimonia ancora oggi ogni
aspetto della vita passata e ci mostra quali fossero le straordinarie conoscenze
ingegneristiche e le innovative tecniche costruttive dell’epoca che hanno
permesso a moltissime opere di resistere nel tempo giungendo sino a noi e
contemporaneamente mantenendo intatta la loro funzionalità.
In un Paese che possiede uno dei patrimoni artistici più ampi e preziosi dello
scenario mondiale, quale l’Italia, edifici storici non monumentali si confondono
nel panorama del nostro quotidiano. Sempre più di frequente tali opere vengono
però dimenticate o demolite con l’intento di perseguire un processo costate di
miglioramento. Ciononostante occorre adoperarsi per tentare di dare nuova
linfa vitale anche a quegli edifici che, seppure non rivestendo un interesse
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monumentale, racchiudono il sapere che era dei nostri padri e cercano di
crearsi un loro spazio nel tessuto urbanistico dei nostri giorni.
È con questo spirito che la tesi si propone di analizzare un elemento tipico nel
contesto delle cascine lombarde il “Torrione” (Figura 1). Il fine è quello di
giungere ad una proposta studiata di recupero edilizio che risalti la struttura
stessa in modo che risulti in armonia con il contesto urbano in cui si trova
ubicata e che contemporaneamente mantenga gli aspetti essenziali che la
caratterizzano. Nella trattazione si procederà percorrendo prima il suo trascorso
storico, per proseguire poi con un’indagine ingegneristica sulle modalità di
recupero che interesserà sia le fasi di indagine, sia quelle di progetto e
dell’elaborazione finale della soluzione di recupero e conservazione individuata.
Figura 1 Ricostruzione 3D del “Torrione”, elemento tipico nel contesto delle cascine lombarde.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
ABSTRACT
By observation of the Italian reality you can discover that in our country there
exists a great number of masterpieces of great beauty in artistic terms like the
paintings, the sculptures and, with the reference to my thesis, the architectures.
Nowadays in Italy you can find a large number of historic constructions date
back to several time. Depending on their age, location and history, those works
of art may be sometime characterized by a good preservation, nevertheless
frequently you have to note advanced deterioration scenario
which require
pressing recovery interventions.
I believe that reliability and strengthening issues regarding Italian constructions
world are two very important aspects to consider in order to recover and to
preserve our artistic heritage. Therefore many efforts as well as more sensitivity
have to be required to whole engineering community and Italian nation.
I think that the most important task among those which Italian citizen or
construction engineer has to be discharged is the consciousness and the sense
of responsibility which lead each of us to protect and preserve Italian heritage. It
represents an inestimable knowledge source since to this day it testifies each
aspect of the past life and shows us the extraordinary engineering knowledge
and the innovative construction techniques in those days which had allowed to
a large number of works of art to preserve themselves over time coming to us
and remaining fully workable.
In a country, such as Italy, which has one of the most extensive and precious
artistic heritage all over the world, common historic buildings which have not
monumental importance are merged in a daily urban contest. It happen more
and more often that such constructions are forgotten or demolished in order to
follow a constant improvement process of a urban view. Nevertheless it is
important and necessary to make every effort to inspire a new life blood also to
those buildings which have not monumental interest, but contain the knowledge
of our founding fathers. With reference to these constructions, nowadays,
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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architects and engineers are obliged to find and create the best space for those
works of art into the effective urban texture.
In this sense my thesis wants to analyzed a typical element present in contest
of the Lombard farmsteads: the “Torrione” (Figura 2). The scope of my thesis is
to reach a conceived project which restores and brings out the structure so that
it will be in harmony with the urban contest in which it is located and, at the
same time, it will preserve the essential aspects that characterized itself.
The first part of my thesis will analyze the historic development of the “Torrione”
building. Therefore an engineering investigation over the possible reliability
interventions will be performed. Many researching phases will be considered
with reference to the design and the final execution of the recovery and
preservation solution adopted.
Figura 2 - 3D view of the “Torrione”, typical element into the Lombard farmsteads contest.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
1. INQUADRAMENTO TERRITORIALE INTERVENTO
1.1
Contesto Urbano
Cassina de' Pecchi è un comune di 13.096 abitanti della provincia
di Milano, situato lungo la Strada Statale 11 Padana Superiore a
circa 16 chilometri a nord-est dal –centro di Milano.
1.1.1
Inquadramento area d’intervento - Carta tecnica regionale
1:25000
Il “Torrione” si trova nel comune di Cassina de Pecchi, una piccola cittadina
della Provincia di Milano situata nella zona della Martesana. Confina a ovest
con Cernusco sul Naviglio, a nord con Bussero, a sud con Vignate, a est con
Gorgonzola e a sud-est con Melzo (Figura 3).
Il territorio risulta completamente pianeggiante ed è attraversato dal naviglio
Martesana e costeggiato a est dal torrente Molgora. Sono presenti inoltre
numerose rogge e canali che, prendendo l'acqua dal naviglio, formano una rete
di irrigazione che copre l'intero territorio.
Cassina de' Pecchi gode di una situazione particolarmente favorevole legata al
trasporto ad alla viabilità che la collegano ai paesi circostanti e a Milano.
Infatti, il paese è servito dalla Linea 2 della metropolitana di Milano con
l'omonima stazione “Cassina de Pecchi” ed è inoltre raggiungibile uscendo ai
caselli di Agrate oppure Cavenago/Cambiago della A4 Milano-Venezia, al
casello Melegnano della A1 Autostrada del Sole o all'uscita Carugate della
Tangenziale Est di Milano.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
CARUGATE
Luca Schettini
PESSANO C/B
Milano 16 Km
CERNUSCO S/N
CASSINA DE
PECCHI
Torrion
BUSSERO
Bergamo 40 Km
ee
Figura 3 - Estratto carta tecnica regionale - Scala 1 : 25 000
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Inquadramento area d’intervento - Carta tecnica regionale
1.1.2
1:10000
Scendendo più nel dettaglio si osserva che il “Torrione” appartiene alla Cascina
Casale, una frazione del paese Cassina de’ Pecchi dislocata ai margini orientali
dell’abitato della frazione stessa.
Il contesto di tale cascina è prettamente agricolo e si estende fino all’abitato
della frazione di Sant’Agata (Figura 4).
Cascina Casale testimonia, insieme a numerose altre cascine in parte inglobate
nell’abitato ed in parte andate distrutte, l’origine rurale del comune cassinese.
PERIMETRAZI
ONE
INTERVENTO
Viale Trieste
Figura 4 -
Estratto carta tecnica regionale [ Comune Cassina de’ Pecchi ] - Scala 1 :
10 000
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
1.1.3
Luca Schettini
Scheda dell’edificio
Denominazione: TORRIONE
Data di Realizzazione: …
Cassina de’ Pecchi
Ubicazione:
(MILANO)
Proprietà:
comune di Cassina de’
Pecchi
Vincoli: Vedi Tavola Allegata
Uso:
Attualmente Dismesso –
Abbandonato
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
2. ANALISI STORICA
2.1
Ubicazione della Cascina Casale
L’edificio in analisi, denominato “il Torrione”,
fa parte del complesso rurale
Cascina Casale, sito in via Trieste del territorio cassinese, il quale è composto
da tre frazioni principali:

Cassina de’ Pecchi

Camporicco

Sant’Agata.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
2.2 Caratteristiche morfologiche e tipologiche della cascina
casale
Il lotto della Cascina Casale ha una forma quadrangolare irregolare con
orientamento nord-ovest ed è caratterizzato da una superficie di circa 9.500m2.
Esso è delimitato (Figura 5):

A Ovest dalla Roggia Bianca, il cui percorso è visibile in superficie solo
parzialmente, e da via Trieste, che si collega alla Strada Statale Padana
Superiore tramite via Roma.

A Est dalla Roggia Trenzanesio che diparte dal Naviglio della Martesana
e che, a sud del lotto, forma un’ansa verso est.

A Nord da un vasto terreno.

A Sud da una strada vicinale.
Figura 5 – Posizione del “Torrione” e descrizione delle delimitazioni geografiche.
L’organizzazione della Cascina Casale è ben descritta in un rilievo fatto
eseguire negli anni Ottanta da parte del Cavalier Invernizzi, l’allora proprietario
(Figura 6).
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 6 - Rilievo fatto eseguire negli anni Ottanta da parte del Cavalier Invernizzi.
La Cascina Casale appare come un complesso edificato costituito da più corpi
di fabbrica diversamente orientati nel lotto in modo tale da definire una struttura
edilizia a due corti.
In particolare l’organizzazione distributiva degli edifici è caratterizzata da una
corte principale, a nord del lotto, delimitata da:

un corpo di fabbrica in linea, con orientamento est-ovest, a due piani,
con destinazione residenziale e di deposito, caratterizzato da una da una
scala esterna

un corpo di fabbrica a nord-est, con orientamento nord-sud, ad un piano,
destinato a portico
e da una corte secondaria, a sud del lotto, delimitata da :

Un corpo di fabbrica a sviluppo longitudinale, con orientamento estovest, a due piani, con porticato a tutta altezza. Il piano Terra è destinato
a stalla ed a locali di deposito, mentre il piano primo a fienile

Un corpo di fabbrica con orientamento nord-sud
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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La corte principale è separata da quella secondaria tramite un edificio a
sviluppo longitudinale, con orientamento est-ovest, a cui è addossato un corpo
di fabbrica con destinazione di “porcilaia senza tetto”.
L’edificio, contraddistinto dal mappale n. 56 (Figura 7), è costituito da un
fabbricato a due piani e dal “Torrione”.
Figura 7 – Mappale contenente il fabbricato a due piani e il “Torrione”.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
2.2.1
Luca Schettini
Evoluzione storico della cascina casale
Le origini della Cascina Casale non sono documentate da alcuna fonte indiretta.
E’ stato possibile ricostruire il suo percorso evolutivo confrontando ed
analizzando le mappe catastali antiche a partire dagli inizi del secolo XVIII,
durante il quale Cassina de’ Pecchi risultava compresa nella Pieve di
Gorgonzola.
Nel Catasto Teresiano del Comune di Cassina de’ Pecchi, redatto nel 1721 per
mano del Geometra Sebastiano Brunner, in corrispondenza del sedime
dell’attuale Cascina Casale e dell’appezzamento di terreno confinante verso
est, è assente il disegno dei fabbricanti e delle coltivazioni, al posto dei quali
vi è un’area perimetrata di giallo con un rimando al “Cassate Cenderar”.
La mappa rivela chiaramente la cancellazione del disegno della cascina da
parte del Geometra Brunner, che venne riprodotta nel Foglio 6 di Cassate
Cenderar.
Figura 8 –Cascina riprodotta nel Foglio 6 di Cassate Cenderar.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
Agli inizi del Settecento infatti il comune di Cassina de’ Pecchi contava 228
anime, comprese quelle della vicina comunità di Casal Conderano (allora
Cassate Cenderar), che era ad esso fisicamente aggregato.
Cassate Cenderar comprendeva anche quattro appezzamenti di terra del
territorio del Comune di Cassina de’ Pecchi, oltre a quello corrispondente alla
Cascina Casale, tutti di proprietà del Conte Brebbia.
Nella Mappa Teresiana di Cassate Cenderar (Figura 9) il complesso cascinale
appare già strutturato in due corti, in analogia alla situazione rappresentata
nella planimetria generale redatta negli anni Ottanta.
La corte principale (identificata dalla lettera P), a nord del lotto, è delimitata da
due corpi di fabbrica, di cui uno ad L.
Figura 9 - Mappa Teresiana di Cassate Cenderar.
Il corpo di fabbrica posto a nord-est è identificabile con la parte terminale del
corpo di fabbrica contraddistinto del mappale 52. Mentre l’edificio ad L
corrisponde alla zona residenziale ed a quella adibita a stalla ed a fienile.
La corte secondaria (identificata dalla lettera P), a sud del lotto, è delimitata da
tre corpi di fabbrica separati di cui uno con impianto loneare, lungo tutta la
corte, e gli altri due piccoli a delimitare i confini inferiori della corte stessa.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
Il corpo di fabbrica stretto e lungo è identificabile con l’edificio contraddistinto
dal mappale 56, che ingloba il “Torrione”, mentre gli altri due sono identificabili
con le due estremità est ed ovest dell’edificio contraddistinto dal mappale 55.
I lati est ed ovest del lotto sono lambiti da due rogge, tutt’oggi riconoscibili,
sebbene completamente asciutte.
I terreni di immediata pertinenza del complesso cascinale erano destinati ad orti
(identificati dalla lettera Q) ed a pascolo (identificati dalla lettera I), necessari
all’autosussistenza della piccola comunità rurale ivi residente.
Le coltura del terreno confinante, disegnate con una grafia semplificata,
raffigurano prevalentemente prato aratorio, avitato e adacquario, ovvero un
prato irrigato caratterizzato da zone ad arativo, miste alla coltura della vite.
Nel Catasto Lombardo-Veneto il complesso cascinale è documentato in due
mappe datate l’una agli anni 1855-1857, l’altra al 1865.
Nella mappa del 1855-1857 (Figura 10) permane la denominazione Cassate
Cenderaro e la cascina e le aree di sua pertinenza sono contraddistinte
rispettivamente dai mappali 100, 128, 98 e 99.
L’edificio prospiciente la corte principale appare modificato tramite la
realizzazione di un corpo di fabbrica di collegamento tra i due precedentemente
separati, in modo tale da formare una sagoma a C.
Gli edifici prospicienti la corte secondaria risultano poco modificati rispetto alla
struttura originaria, a meno del corpo di fabbrica verso ovest, nel quale si rileva
l’eliminazione della sporgenza verso nord.
L’edificio stretto e lungo quanto la corte rimane pressoché inalterato, a meno
dell’addossamento di un fabbricato verso nord.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 10 – Particolare della Mappa del Comune Censuario di Cassina de’ Pecchi (Catasto
Lombardo-Veneto, 1855-1857)
Nella mappa del 1865 (Figura 11), redatta dall’Ing. Bianchi Angelo, la
denominazione Cassate Canderano viene sostituita da quella di Cascina
Casale,
contraddistinta dai mappali 131,135,137,133,132,136 e 137, che
risultano di proprietà del nobile De Speck Giovanni, fu Andrea.
Il lotto risultava regolarmente inserito nella mappa del Comune Censuario di
Cassina de’ Pecchi, probabilmente a seguito della decaduta del feudo del
Conte Trebbia.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 11 – Particolare della Mappa del Comune Censuario di Cassina de’ Pecchi (Catasto
Lombardo-Veneto, 1865).
Il lotto lambito ad est dalla Roggia Tranzanesio ed a ovest dalla Roggia Bianca,
è collegato alla Strada Provinciale detta La Veneta tramite la Strada Comunale
per Casale.
La struttura cascinale è identica a quella presente nella mappa del 1855-1857,
a meno dell’individuazione di un cavedio nel corpo a C prospiciente la corte
principale ad illuminare lo spazio coperto di collegamento tra i rustici e la
residenza.
Dai registi catastali si evince la destinazione dell’edificio a C a “fabbricato per
azienda rurale” (mappale 136) e la destinazione degli edifici prospicienti la corte
secondaria a “casa colonica” (mappale 135), mentre le aree di pertinenza alla
cascina sono destinati a prati adacquatori (Figura 12).
Nelle mappe dell’IGM del 1888 e del Cessato Catasto risalente agli anni 18971902 la struttura cascinale rimane pressoché invariata.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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In quella del Cessato Catasto in particolare trovano maggior specificazione gli
accessi coperti alla corte secondaria.
Cascina Casale è stata oggetto di un recente intervento di recupero e di
ristrutturazione, che ha previsto il riuso degli edifici esistenti convertendone
l’originaria destinazione rurale a residenziale.
Nell’ambito di questo intervento di riqualificazione dell’area l’Amministrazione
Comunale ha previsto il restauro conservativo del Torrione, proponendone una
funzione pubblica di carattere museale ed espositivo.
A causa dell’incuria e dell’abbandono, alcuni edifici della Cascina Casale sono
giunti a noi in una condizione di pessima conservazione a tal punto da rendere
pressoché impossibile il loro recupero.
In particolare è andato quasi totalmente distrutto il corpo di fabbrica in linea, con
orientamento est-ovest, prospiciente la corte secondaria.
Il “Torrione” è quanto rimane di ancora esistente di suddetto edificio in linea,
sebbene riversi in condizioni di assoluta precarità statica (Figura 13). Si
rendono pertanto necessari tempestivi interventi di consolidamento e di
conservazione onde evitarne la perdita totale.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 12 –Estratti dei registi catastali da cui è presente l’edificio a C, gli edifici prospicienti la
corte secondaria nonché le aree di pertinenza alla cascina.
Figura 13 – Vista aerea del complesso in cui si trova il “Torrione”.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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3. EVOLUZIONE E TRASFORMAZIONE TORRIONE
NEL TEMPO
Le origini e la destinazione del Torrione non sono documentate da fonti
indirette. Tuttavia è possibile ricostruire delle ipotesi evolutive in relazione alle
informazioni storiche della Cascina Casale e delle sue caratteristiche
tipologiche, costruttive e materiche.
In considerazione delle sue dimensioni e della sua attuale giacitura, il Torrione,
sebbene non specificatamente individuato nel Catasto Teresiano del 1721,
appare inserito nel corpo di fabbrica in linea, con orientamento est-ovest,
prospiciente la corte secondaria.
La sua funzione pertanto risulta strettamente connessa alla vita rurale della
cascina posta a sud del lotto-, costituita da tre edifici (vedi edificio A, edificio B,
edificio C in Figura 14).
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 14 – Estratto in cui si trovano gli edifici A, B e C.
I due edifici a sud della corte (A e B) erano destinati a fienile, stalla e depositi.
E’ presumibile che quindi l’edificio C avesse destinazione residenziale,
compreso il Torrione stesso.
Le caratteristiche tipologiche del Torrione appaiono del tutto uniche ed originali,
rispetto alle strutture cascinali di Milano e del Territorio circostante.
Le analisi dell’edilizia rurale raccolte e rielaborate da Carlo Perlogalli nel libro
“Cascine del Territorio di Milano” del 1977 e dall’Assessorato Demanio e
Patrimonio del Comune di Milano nel libro “Cascine di Milano” del 1986 non
riportano infatti alcun caso analogo o somigliante, né nell’ambito delle cascine
di origine feudale private, né in quello delle cascine di origine monastica, né in
quello delle cascine con edifici “colti” eminenti.
Il Torrione potrebbe ascriversi alla categoria “casoni” destinati all’alloggio
collettivo di manodopera stagionale, organizzati in ampi spazi per garantire una
maggiore capienza e dotati di un camino interno.
L’edificio ad esso addossato probabilmente era invece destinato ad una
funzione residenziale privata.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Il Torrione presenta evidenti tracce materiche che documentano alcune
trasformazioni subite nel corso del tempo, che hanno alterato le sue
caratteristiche originarie.
Figura 15 - Tracce materiche che documentano alcune trasformazioni subite nel corso del tempo e
che hanno alterato le caratteristiche originarie del Torrione.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
3.1
Luca Schettini
PARTICOLARI RILEVATI
Di seguito vengono riassunti i particolari rilevati dall’analisi del Torrione.

È presumibile che l’edificio originario fosse più basso rispetto alla
situazione attuale di circa 1 metro. L’ipotesi sembra infatti poter essere
confermata dalla presenza di sedi passati di travi lignee, corrispondenti
all’antica quota del tetto.

L’edificio originario è stato dotato di un camino. La realizzazione
posteriore di tale elemento è documentato dalla traccia della canna
fumaria, presente sul prospetto nord. Si può infatti notare che la canna
fumaria, caratterizzata da una tessitura muraria di file di mattoni, è
realizzata in rottura rispetto alla muratura originaria, costituita da file di
mattoni miste a file di ciottoli (Figura 16).
Figura 16 – Prova dell’esistenza di una canna fumaria avente una tessitura muraria di file di mattoni
e realizzata in rottura rispetto alla muratura originaria costituita da file di mattoni miste a file di
ciottoli.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo

Luca Schettini
L’edificio originario aveva porte e finestre con arco a tutto sesto. Le
finestre e le porte del piano terra e del piano primo terminavano con
archi a tutto sesto, in analogia alle aperture tamponate presenti al piano
terra sui lati nord ed ovest (Figura 17).
Figura 17 - Finestre e porte del piano terra e del piano primo terminano con archi a tutto sesto.
La forma originaria delle aperture è rintracciabile nel contorno ad arco dei
tamponamenti realizzati per la formazione delle attuali aperture ad arco
ribassato (Figura 18).
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 18 - Forma originaria delle aperture rintracciabile nel contorno ad arco dei tamponamenti
realizzati per la formazione delle attuali aperture ad arco ribassato.

Sul lato ovest del Torrione era addossato originariamente un
edificio alto, che successivamente è stato abbassato. Sul lato ovest
della torre sono visibili le tracce di due diverse quote delle falde di
copertura dell’edificio addossato; la presenza di tracce di tinteggiatura
bianca lungo le falde più basse permette di ipotizzare l’originaria
presenza di un edificio che è stato abbassato per qualche ragione a noi
al momento ignota (Figura 19).
Figura 19 – Tracce di due diverse quote delle falde di copertura presenti sul lato ovest della torre.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo

Luca Schettini
Il Torrione era collegato all’edificio addossato sul lato ovest tramite
due aperture. La presenza di due porte, ora tamponate, al piano terra
sul lato ovest del Torrione documento l’esistenza di collegamenti con
l’edificio addossato, ora distrutto (Figura 20).
Figura 20 - Presenza di due passati collegamenti tra l’edificio addossato e al piano terra sul lato
ovest del Torrione.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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4. STATO DI FATTO
Il “Torrione” della Cascina Casale è un corpo di fabbrica isolato a pianta
rettangolare che comprende un unico locale senza divisioni interne con
dimensioni in pianta di sagoma rettangolare di ml. 14.38 x 7.73 e raggiunge
un’altezza di circa 15 m.
Figura 21 – Facciata sud del Torrione
Figura 22 - Facciata Nord del Torrione
Esso appare come un edificio completamente isolato, sebbene originariamente
fosse addossato ad un edificio in linea, documentato dalle Mappe Teresiane del
1721.
Originariamente oltre alla copertura erano previsti 2 piani intermedi e il piano
terra con una destinazione nei tempi trascorsi di tipo residenziale.
Attualmente allo stato di fatto la copertura e gli elementi orizzontali sono in uno
stato di degrado tale da considerarli come inesistenti, per cui il Torrione non
presenta alcun elemento orizzontale di collegamento delle murature perimetrali.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Alla semplicità dell’impostazione planimetrica corrisponde il rigore quasi
simmetrico dei prospetti, scanditi da una distribuzione piuttosto regolare delle
aperture che, visibilmente rimaneggiate nella forma originaria, sono ora
parzialmente tamponate.
Il prospetto ovest è privo di aperture e corrisponde al lato originariamente
addossato all’edificio in linea totalmente distrutto, ma documentato dalle tracce
delle falde del tetto ancora leggibili.
All’esterno il Torrione è quasi completamente intonacato, nonostante traspaia in
più punti la tessitura muraria sottostante, a causa del distacco parziale
dell’intonaco.
Scatta con evidenza il motivo decorativo di sottogronda, caratterizzato da una
greca a dentelli in cotto, ancora ben conservata, che fa da coronamento a tutto
l’edificio.
L’accesso al Piano Terra dell’edificio è posizionato sul lato sud (-Figura 23),
tramite una porta in asse rispetto al prospetto.
-Figura 23 - Vista Lato Sud, con porta di accesso al Piano Terra
L’accesso al piano primo è permesso da una piccola porta arcuata posizionata
all’estremità ovest del lato nord (Figura 24).
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 24 – Particolare apertura arcuata posta all’estremità ovest della facciata nord.
Essa si apre su una scala lignea, posta in posizione asimmetrica verso ovest,
che risale i due piani del Torrione tramite due rampe (Figura 25).
Figura 25 – Lato Nord del Torrione ove è posta l’apertura arcuata.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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L’edificio è privo di tramezze interne e presenta uno spazio completamente
libero, ripartito verticalmente da due solai lignei attualmente non praticabili a
causa della fatiscenza delle strutture (Figura 26). I solai sono orditi da travi e
travetti lignei, ora privi dell’assito di calpestio.
Figura 26 – Particolare di solaio ligneo attualmente non praticabile.
Il Torrione pertanto necessita di rapidi interventi di consolidamento
presentando un quadro fessurativo di notevole gravità.
Allo stato attuale si constata che la torre è stata rinforzata mediante due
cerchiature esterne temporanee su due livelli. Tali rinforzi si compongono di funi
in acciaio messe in tensione al fine di garantire la stabilità statica delle murature
isolate che si presentano in una situazione di precaria stabilità, mentre
all’interno non è stato eseguito alcun consolidamento strutturale.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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5. INDAGINE FOTOGRAFICA
5.1
Aprile 2008
Di seguito viene riportato il materiale per le indagini di tipo fotografico effettuate
durante l’Aprile del 2008.
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5.2
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Novembre 2009
Nota: In tale data non è stato possibile accedere alla valutazione dello stato
attuale della parte interna del Torrione
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6. IDENTIFICAZIONE SOLUZIONI TECNOLOGICHE
La parete perimetrale risulta essere una parete monostrato in mattoni pieni in
laterizio (Figura 27).
Figura 27 - Schema della parete perimetrale.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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6.1 IDEFINIZIONE TECNOLOGICA ELEMENTO TECNICO e
FMEA
Tipologia: CHIUSURA VERTICALE
Denominazione: Parete perimetrale verticale opaca, a paramento semplice in
piccoli elementi
Componenti:

Pitturazione esterna con prodotto a base di resine acriliche in uno o più
strati, di spessore variabile

Intonaco esterno in malta bastarda di cemento e calce (strato di protezione)

Paramento Murario in mattoni pieni (strato portante)

Intonaco interno in malta bastarda, stabilitura di calce (strato di finitura
interna)

Pitturazione interna
FMEA analisi dei metodi di guasto
Punti Critici e Interfaccia:

Sezione d’angolo

Pilastri e solette a filo della muratura

Connessioni tra elementi murari (voltini, parapetti di logge o balconi)

Piccole superfici orizzontali e suborizzontali (fasce marcapiano, cornici delle
finestre)

Attacco a terra

Pluviali inseriti nella muratura (paramento murario in mattoni pieni e giunti di
malta)
Modi di Guasto Significativi
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
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MG01 Distacco della Pellicola di finitura esterna per esfoliazione da
subflorescenze

MG02 Corrugamento della Pellicola di finitura

MG03 Alterazione Cromatica per dilavamento da acque meteoriche

MG04 Alterazione Cromatica per formazione di depositi e incrostazioni

MG05 Alterazione Cromatica per formazione di muschi, licheni o muffe

MG06 Distacco di porzioni di intonaco

MG07 Alterazione Cromatica per formazione di efflorescenze

MG08 Alterazione Chimica delle malte dell’intonaco e/o dei giunti della
muratura da attacco solfatico

MG09 Abrasione e ammaccatura delle superficie esterne

MG10 Perdita della tenuta all’aria/acqua per fessurazione

MG11 Formazione di muffe sulla superficie interna per condensazione
superficiale
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7. CONTESTO ATTUALE
7.1 Obiettivo dell’Amministrazione Pubblica di Cassina de’
Pecchi
L’Amministrazione ha investito nel patrimonio e nelle strutture.
La città ha finalmente un Centro Civico Culturale che ospita la biblioteca ed
un nuovo Auditorium-Teatro,
uno spazio a disposizione di tutti che è in grado di rispondere alle esigenze del
territorio e dei cittadini per un offerta culturale ampia e di qualità.
7.2 Realizzazione del centro civico culturale “Cascina Casale”
costituito dalla nuova biblioteca e dal nuovo auditorium-teatro
Il centro ospita la
sede della biblioteca
comunale
“Roberto
Camerani”,
800mq
su due piani, e una
struttura
polifunzionale
auditorium-teatro con
220 posti.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Il Centro comprende
i locali per la scuola
civica
di
musica,
l’università 2000 e la
casetta del custode
(sede
temporanea
della
chiesa
evangelica).
Il torrione è stato pensato dall’amministrazione come spazio espositivo.
Questo spazio ha visto al suo interno presentazioni di libri, un concorso
letterario e, in ambito musicale, ha ospitato la stagione concertistica, il concorso
pianistico internazionale e altri numerosi eventi oltre alla rassegna “aspettando
il teatro” e mostre di pittura, scultura e fotografia. [Estratto dal Periodico di
Informazione a cura del Comune di Cassina de’ Pecchi n° 1/2009]
7.3
Centro civico culturale Cascina Casale
Il centro si sviluppa su due edifici, costruiti in seguito alla demolizione della
Cascina Casale, da molti anni in disuso. Tale centro comprende anche il
torrione, oggetto di un futuro restauro e la graziosa casetta del custode, che
temporaneamente ospiterà la Chiesa Evangelica Apostolica di Cassina de’
Pecchi.
Figura 28 - Reception Biblioteca Camerani.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Nei due edifici più ampi si collocano la Biblioteca Comunale “Roberto
Camerani” (800mq) e la struttura polifunzionale Auditorium/Teatro (200 posti).
Quest’ultima ospita altri due servizi comunali – la Scuola Civica di Musica e
l’Università 2000.
7.4
Biblioteca comunale “Roberto Camerani”
Già attiva dal 16 settembre, la Biblioteca
Comunale
“R.Camerani”completamente
rinnovata negli arredi, occupa due piani: al
piano
terra
si
trovano
la
reception,
l’emeroteca, 4 postazioni internet, uno ampio
locale per la consultazione e la lettura dei
libri; sul lato opposto un altro grande locale,
con ingresso indipendente, verrà utilizzato
per
manifestazioni
dell’Universita2000
culturali,
e,
su
per
lezioni
richiesta,
per
iniziative delle associazioni cassinesi. Al
secondo piano si trovano: una mini reception
con un ampio spazio libri/consultazione, una
piccola
aula
studio,
uno
spazio
Figura 29 - Sala Ragazzi Biblioteca
Camerani
prescolare/bambini/ragazzi.
La cascina ed il Torrione rientrano nell’ambito del P.I.I. denominato P.I.I.
CASCINE CASALE – BINDELLERA finalizzato ad un recupero residenziale
degli edifici ed al restauro del Torrione proponendone per il riuso una funzione
pubblica (Figura 30).
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 30 - Vista del progetto a lavori ultimati.
Le opere di restauro e consolidamento sono eseguite dal Soggetto attuatore del
P.I.I
a
scomputo
oneri
di
urbanizzazione
primaria
e
secondaria.
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8. STATO DI PROGETTO
Analizzando il contesto edilizio ove è sito
il ” Torrione” e analizzando in
maniera critica le infrastrutture presenti nel nuovo centro civico realizzato
dall’amministrazione comunale, si nota come all’interno di tale struttura trovano
sede numerose attività culturali qui elencate:

la biblioteca comunale

l’università 2000

la sede della Chiesa Evangelica Apostolica

l’Auditorium/ teatro

la Scuola Civica di Musica
Analizzando tali destinazioni d’uso si evidenzia che tale luogo punterà a
divenire un forte polo attrattore per le attività culturali dei cittadini di Cassina de’
Pecchi e non.
Sull’onda dei centri civici presenti e realizzati in tempi odierni nei vari comuni
limitrofi quali Cernusco sul Naviglio, Segrate, Pioltello ove si può constatare
come tali luoghi oltre a divenire punti d’interesse per attività formative e
divulgative diventano spesso punti d’incontro e ritrovo sempre più rari nella
società attuale.
La nostra proposta di destinazione d’uso per il Torrione per armonizzare le
molteplici attività è quella di un piccolo luogo di svago mantenendo e
proteggendo il contesto “Rurale” dell’intervento.
Rimanendo distaccato dalle attività culturali quindi con il minimo disturbo per
attività che richiedono un determinato tipo di contesto per garantire la
concentrazione della persona, il Torrione a nostro parere si presta quale luogo
per una “pausa” con una breve passeggiata nell’area verde dell’area si giunge
al Torrione ove si collocherà una piccola area ristoro/bar che permetta durante
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l’anno ai cittadini la fruizione quale luogo di ritrovo all’interno del complesso
culturale.
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9. VALUTAZIONE STRUTTURALE
Il problema della valutazione strutturale delle strutture antiche, finalizzata alla
loro conservazione, passa attraverso tre fasi successive:

FASE 1 – FASE INDAGINE COGNITIVA: l’esame delle condizioni
statiche della torre, con l’individuazione di tutte le situazioni di degrado.

FASE 2 – GIUDIZIO SUL LIVELLO DELLA SICUREZZA ATTUALE
DELLA STRUTTURA: con l’identificazione delle cause responsabili delle
situazioni di degrado, che in termini medici corrisponde alla diagnosi

FASE 3 – STUDIO DEI RIMEDI
La fase di indagine prevede come primo passo l’anamnesi, ovvero la
ricostruzione delle vicissitudini storiche delle strutture, le eventuali successive
aggiunte o sottrazioni di parti questo è stato eseguito nelle prima parte di tale
relazione tecnica
Il passo successivo è l’esame obiettivo che ha lo scopo di “fotografare” con
completezza la situazione della struttura in relazione agli aspetti geometrici e
cinematici, agli aspetti costruttivi circa la natura e proprietà dei materiali, agli
aspetti statici, ovvero la natura e l’entità delle sollecitazioni.
Uno degli aspetti innovativi degli studi è il monitoraggio con la tecnica delle
emissioni acustiche EA che permette di introdurre in concetto dell’evoluzione
del degrado.
La tecnica delle emissioni acustiche (EA) sembra rappresentare uno strumento
particolarmente utile a tal fine, dal momento che è in grado di rilevare le onde
elastiche provocate dall’improvviso rilascio di energia dovuto alla propagazione
di lesioni.
Pagina 55
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Dall’esame contestuale dei diagrammi carico - tempo e conteggi EA - tempo è
possibile individuare il processo di microfessurazione che precede la rottura e la
formazione di una macro-fessura in corrispondenza del carico di picco.
Il metodo delle emissioni acustiche (EA) si usa nell’intervallo di frequenze 30250 kHz e si presta al monitoraggio di piccoli volumi di campioni di laboratorio
(YOUNG R.P., 1999).
Il sistema ha il vantaggio di essere poco invasivo ed una volta installato
consente di effettuare il monitoraggio per lunghi periodi di tempo senza
eccessivi oneri di manutenzione.
La strumentazione consiste in una batteria di sensori che in sito sono disposti a
contatto con le pareti in appositi fori di sondaggio.
Una volta installato, il sistema può essere utilizzato sia per la rilevazione dei
fenomeni acustici (monitoraggio passivo), sia per la misura delle proprietà dei
materiali (monitoraggio attivo).
I sensori rilevano le onde sonore transienti prodotte dall’improvviso rilascio di
energia elastica dovuto alle modifiche strutturali di un materiale posto in una
generale condizione di carico.
Nel caso di una muratura tra le possibili cause di queste modifiche ci sono la
formazione, la propagazione
e la coalescenza di microfessure.
I dati, registrati sotto forma di impulsi elettrici, consentono di trarre informazioni
differenti a seconda del tipo e numero dei sensori e del sistema di acquisizione.
Con i normali trasduttori disponibili in commercio i parametri che si possono
valutare (conteggi, ampiezza, durata ed energia degli eventi) permettono solo
un’analisi qualitativa dei fenomeni da monitorare.
Per ottenere dati quantitativi, viceversa, è richiesto l’impiego di trasduttori ad
elevata tecnologia e di un sistema di acquisizione dati estremamente veloce, di
modo che siano disponibili le informazioni relative alla forma delle onde
acustiche.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Studi recenti effettuati hanno evidenziato la molteplicità delle informazioni che
è possibile trarre dall’impiego di queste tecniche.
I metodi acustici, infatti, consentono di:
1) sapere dove avvengono i fenomeni di danno: noti i tempi di arrivo
delle onde acustiche a ciascun sensore e la velocità di propagazione
delle onde nel materiale, è possibile localizzare un evento EA/MS
all’interno della roccia con grande accuratezza.
2) valutare l’estensione della zona danneggiata o fratturata: l’insieme
dei punti relativi a tutti gli eventi localizzati in un dato intervallo di tempo
permette di fotografare la densità del danno nel materiale. Quando la
distribuzione geometrica dei punti localizzati si concentra secondo un
percorso ben delineato, si assiste alla progressiva formazione di una
fessura. Inoltre la velocità delle onde sismiche nelle zone danneggiate è
significativamente più bassa di quella nelle zone intatte.
3) avere informazioni sul meccanismo di danno: la forma delle onde
registrate da ciascun sensore è funzione del meccanismo sorgente e
dipende dal percorso effettuato dall’onda acustica quando essa viaggia
dalla sorgente al ricevitore. L’analisi della forma delle onde consente di
distinguere tra i diversi meccanismi di propagazione delle fessure (per
taglio o per trazione).
4) ricavare informazioni sullo stato tensionale: è stato accertato che
esiste una relazione tra zone che presentano una elevata anomalia della
velocità e regioni soggette ad un elevato stato di tensionale, e dunque
potenzialmente danneggiate.
5) determinare le proprietà del materiale: la frequenza e l’ampiezza di un
onda che viaggia in un materiale dipendono direttamente dalle sue
proprietà.
Misure
della
velocità
sismica,
dell’anisotropia
e
dell’attenuazione sono dunque sensibili a qualsiasi variazione delle
proprietà dei materiali.
6) valutazione del comportamento dipendente dal tempo: attraverso il
monitoraggio continuo si ottengono informazioni sull’evoluzione della
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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risposta meccanica di un materiale, e dunque sui fenomeni di
degradazione e progressiva formazione di fessure.
Il monitoraggio acustico è dunque ideale per l’osservazione dei meccanismi di
fatturazione e la risposta deformativa
sotto carico; inoltre ha dimostrato di
essere uno strumento particolarmente efficace per l’individuazione del grado di
danneggiamento a seguito di variazioni dello stato tensionale e di degradazione
del materiale nel tempo.
Di conseguenza rappresenta una soluzione all’avanguardia per affrontare il
problema d’instabilità.
Un’ altra prova non distruttiva da effettuare in sito per conoscere i parametri
dello stato tensionale attuale della muratura del Torrione è la prova con
Martinetti Piatti che si sviluppa in primo luogo con l’introduzione e utilizzo di un
Martinetto singolo al fine di determinare:

Distribuzione dei carichi e stato tensionale

Carico di rottura

Moduli di elasticità e di Poisson
Il rilascio è segnalato dalla parziale chiusura del taglio, cioè dalla riduzione della
distanza tra i margini superiore e inferiore del taglio.
Un sottile martinetto piatto viene inserito all'interno della muratura e la sua
pressione aumentata gradualmente fino a ripristinare la distanza misurata prima
dell’esecuzione del taglio.
La variazione di distanza tra alcuni punti a cavallo del taglio è misurata
mediante un estensimetro removibile prima e dopo il taglio e durante l’aumento
di pressione nel martinetto.
Pf corrisponde alla pressione del sistema idraulico che riporta le basi di misura
a una distanza pari a quella letta prima dell’esecuzione del taglio.
L’equilibrio è la condizione fondamentale da soddisfare in tutte le applicazioni
della tecnica con martinetto piatto:
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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𝑆𝑓 = 𝐾𝑗 × 𝐾𝑎 × 𝑃𝑓
dove:
Sf = valore di sforzo calcolato;
Kj = costante adimensionale di taratura del martinetto (<1);
Ka= cost. adimensionale data dal rapporto area del martinetto/area del taglio
(<1);
Pf
=
pressione
nel
martinetto
corrispondente
all’annullamento
dello
spostamento provocato dal taglio.
Al termine della fase di taglio i valori di spostamento determinati sulle basi di
misura di riferimento non sono costanti, ma tendono ad essere maggiori al
centro del taglio a causa della ridistribuzione dello stato di sforzo.
Il valore dello stato di sforzo è calcolato secondo la ASTM C 1196 1991, nella
quale vengono anche definite le possibili tolleranze.
Dopo aver scaricato il martinetto già inserito nella muratura, si esegue un
secondo taglio, parallelo al primo, in cui viene introdotto un secondo martinetto
ad una distanza di circa 40 – 50 cm dall’altro.
I due martinetti delimitano un campione di muratura di dimensioni apprezzabili
al quale si può applicare uno stato di sforzo monoassiale.
Alcune basi di misura (trasduttori di spostamento LVDT - Linear Variable
Differential Transformer, è un dispositivo elettronico usato per misurare lo
spostamento rispetto ad un punto) sulla superficie del campione forniscono
informazioni sugli spostamenti in direzione verticale e orizzontale durante la
prova.
In questo modo è possibile effettuare una prova di compressione su di un
campione indisturbato di considerevoli dimensioni.
Si possono applicare più cicli di carico e scarico a livelli di sollecitazione sempre
crescenti per determinare il modulo di deformabilità durante le diverse fasi.
Nel caso del martinetto doppio l’acquisizione dei dati è compiuta interfacciando
gli LVDT di spostamento ed un pressostato collegato al sistema idraulico con
un computer.
Pagina 59
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
In questo modo è possibile visualizzare l’andamento della prova direttamente
su schermo, attraverso un grafico sforzi-deformazioni
Costruito il grafico “sforzi – deformazioni, si procede all’interpretazione dei
risultati ottenuti: raramente le deformazioni dei singoli LVDT presentano un
comportamento uniforme.
Per comprendere il comportamento non omogeneo delle singole basi di misura,
è necessario conoscere le caratteristiche della muratura provata, partendo da
un corretto rilievo della tessitura e del quadro fessurativo.
 Calcolo del modulo elastico
𝑬=
∆𝝈𝒗 𝝈𝟐 − 𝝈𝟏
=
∆𝜺𝒗
𝜺𝟐 − 𝜺𝟏
 Calcolo del coefficiente di contrazione trasversale
𝑪𝒐𝒆𝒇𝒇. 𝑪. 𝒕. =
∆𝜺𝒉 𝜺𝒉,𝟐 − 𝜺𝒉,𝟏
=
∆𝜺𝒗 𝜺𝒗,𝟐 − 𝜺𝒗,𝟏
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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10. LAVORAZIONI
Le lavorazioni da eseguire sono da iniziare con un’attività di analisi chimicofisica svolte sul paramento murario con lo scopo di individuare il reale stato di
fatto dei mattoni e delle malte.
Si opererà poi l’idrolavaggio da abbinare a una pulizia con spazzole di saggina
tra le fughe dei mattoni, eliminando così tutti quei funghi e quelle muffe nate nel
corso degli anni.
In diversi punti si dovrà procedere anche alla rimozione di vecchi intonaci a
base cementizia non originali al paramento murario.
La lavorazione successiva sarà il consolidamento mediante ricucitura armata
con barre in acciaio disposte a X inclinate l’una opposta all’altra delle
lacune dei paramenti murari irregolari in mattoni, con corsi orizzontali di testa
e di fascia e la sigillatura dei paramenti stessi con iniezioni diffuse (Figura 31).
Pagina 61
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
Figura 31 - Ricucitura armata con barre in acciaio disposte a X.
Si dovrà altresì garantire il comportamento scatolare dell’edificio mediante la
posa di catene metalliche a livello della copertura e di cappe in calcestruzzo
armate in corrispondenza dei solai intermedi collegate alle murature perimetrali.
I mattoni rimossi saranno valutati singolarmente escludendo i peggiori e
sostituendoli con altri identici agli originali sia per estetica che per la natura dei
componenti.
Ogni mattone rimosso sarà completamente ripulito tramite spazzolatura
meccanica e spruzzatura di aria compressa.
La malta di allettamento da utilizzare per la ricucitura è a base di calce idraulica
naturale a basso tenore di sali idrosolubili e pH 10,5.
Una volta terminata la pulitura e l’eventuale ricucitura del paramento, si
applicherà un trattamento con sostanze erbicide.
A protezione finale si stenderà sulla muratura un idrorepellente e consolidante
realizzato con metodo a tampone a base di silani, ottenendo un risultato finale
privo di depositi e filmazioni superficiali, forte penetrazione sul supporto e totale
assenza di variazione cromatica.
Oltre al trattamento di tutte le murature si è intervenuti con una riqualificazione
dell’area in cui è insidiata la Torre.
Al Piano terra si realizzerà un vespaio armato con garanzia di una migliore
distribuzione delle sollecitazioni oltre a una diminuzione notevole della
possibilità di cedimenti differenziali.
La Torre sarà dotata di un sistema elettrificato a basso voltaggio di dissuasione
dei volatili per limitare il più possibile il degrado nel corso degli anni.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
11. DIMENSIONAMENTO
INTERPIANO
SOLAI
Luca Schettini
COPERTURA
E
11.1 ANALISI SOLAIO INTERPIANO
Si considerano le caratteristiche di resistenza, di rigidezza e di massa relative al
tipo di legno presente al solaio di interpiano (Figura 32).
Figura 32 - Tabella riassuntiva delle caratteristiche meccaniche del legno secondo la UNI EN 338.
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
11.1.1
Luca Schettini
Peso proprio
Il peso proprio per il solaio interpiano è stato calcolato tenendo conto della
geometria degli elementi strutturali e del peso specifico del legno pari a 600
kg/m3.
Valutata poi l’area d’influenza dei singoli elementi, si è distribuito il carico su
tutta l’area espressa in kg/m2.
ANALISI CARICHI SOLAIO INTERPIANO IN LEGNO
Elemento
Dimensioni
Peso Specifico
Carico
Correnti
2 (0.10 x 0.10 x 1.00)
600 kg / mc
12 Kg / m
Assito
0.025 x 1 x 1
600 kg / mc
15 Kg / m
Caldana
0.04 x 1 x 1
700 kg / mc
28 Kg / m
Isolamento termico
0.06 x 1 x 1
39 kg / mc
23,4 Kg / m
Cls armato
0.025 x 0.1 x 0.4
1800 kg / mc
100 Kg / m
Pavimento parquet
0.025 x 0.1 x 0.5
600 kg / mc
15 Kg / m
TOTALE CARICO SOLAIO
172,34 Kg/m
1,72 KN/m
11.1.2
Carichi di esercizio
ANALISI CARICHI SOLAIO INTERPIANO IN LEGNO
Carico permanente
Carico esercizio
Carico totale
1.75 KN / m
3.00 KN / m
4.75 KN/m
1.75 KN / m
1.20 x 3.00 KN / m (coef.sicurezza)
5.35 KN/m
Pagina 64
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Area Sezione : 0.25 x 0.25 = 0.0625 m2
Momento Inerzia (Jx) = ( b x h3 ) / 12 = 32552
cm4
Momento Resistente (Wx) = ( b x h 2 ) / 6 = 2604
cm3
Altezza Trave = 0.25 m
Momento Flettente = ( P x L2 ) / 8 = 28.95 KNm
Taglio : ( P x L ) / 2 = ( 5.35 x 6.58 ) / 2 = 17.6 KN
11.1.3
11.1.3.1
Verifiche di resistenza solaio interpiano
Verifica SLU a Flessione
6𝑀
Per la verifica allo SLU si verifica che il valore della 𝜎𝑦𝑑 = 𝑏ℎ2 sia minore del
valore di calcolo della resistenza a flessione 𝑓𝑚𝑦𝑑 pari a 24N/mm2.
In particolare con valori di:
M = 2895 kgm;
b=25cm;
h=25cm;
Pagina 65
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
𝜎𝑦𝑑 = 111.16 < 240
Luca Schettini
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
A taglio non si riportano i calcoli di verifica rimanendo la trave verificata amm =
2.5MPa >> esercizio = 0.42MPa
11.1.4
Verifiche di deformabilità
Per la verifica allo stato limite di esercizio nella condizione frequente occorre
verificare che la massima freccia subita dalla trave sia inferiore a 1/300 della
luce della trave stessa.
In questo caso i carichi da considerare sono quelli permanenti e accidentali
presi con valore caratteristico, ovvero con coefficiente di sicurezza pari a 1.
Si avranno pertanto i seguenti carichi e relative sollecitazioni:
qtot
= qperm + qacc
= 1.75 + 3.00
= 4.75 kN/m
Tmax = TA,dx = TB,sx = ½ × qtot × l = ½ × 4.75 × 6.58 =15.63 kN
Mmax
= qtot × l2 / 8 = 4.75 × 6.582 / 8
= 25.71 kNm
Per il calcolo della freccia massima occorre definire la rigidezza della trave:
J = b × h3 /12 = 0.25 × 0.253 / 12 = 3.25×10-4 m4 = 3.25 × 108 mm4
Pertanto la freccia massima risulta:
fmax = 5/384 × q × l4 / (EJ) = 5/384 × 4.75 × 65802 / (11000 × 3.25 × 108) =
32.43mm > l/300 = 21.93mm
Pertanto la verifica non è verificata. Si procede a un ridimensionamento della
sezione della trave al fine di verificare anche la deformabilità in esercizio. A tal
fine si suppone una sezione di dimensioni pari a 30x30cm 2 caratterizzata da
un’inerzia flessionale di:
J = b × h3 /12 = 0.30 × 0.303 / 12 = 6.75×10-4 m4 = 6.75 × 108 mm4
Pertanto la freccia massima risulta:
fmax = 5/384 × q × l4 / (EJ) = 5/384 × 4.75 × 65802 / (11000 × 6.75 × 108) =
15.61mm < l/300 = 21.93mm
Pagina 66
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
11.1.5
Luca Schettini
Conclusioni
Ipotizzando una sezione per le travi del solaio di copertura di 25x25cm2 con i
nuovi carichi adottati derivati dall’introduzione di un nuovo solaio, a scanso di
difetti presenti nelle travi esistenti (dovuti alla mancata possibilità di mantenere
le condizioni igrometriche adeguate al mantenimento delle prestazioni strutturali
per cui erano state adottate visto il crollo della copertura) che ne escludono la
possibilità di un loro ulteriore utilizzo nel restauro del Torrione, le travi presenti
risultano idonee a sopportare i nuovi carichi successivi ai lavori di restauro .
In caso contrario potranno essere sostituite o rinforzate con i più svariati metodi
di accoppiamento di un elemento metallico a supporto delle travi principali o con
inserimento nella sezione della trave lignea di un rinforzo di un trefolo o cavo in
acciaio atto a supportare le carenze prestazionali.
Nel caso le condizioni delle travi esistenti rendessero le travi ancora utili alla
funzione strutturale saranno adottati connettori utili al trasferimento delle
sollecitazioni tra le travi esistenti e la soletta in C.A. realizzata nel nuovo solaio
presentato precedentemente, tali connettori saranno disposti come presentato
da Tecnaria nell’immagine che segue (Figura 33).
Figura 33 - Realizzazione Rinforzo Connettori solaio esistente
Pagina 67
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Pagina 68
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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12. ANALISI SOLAIO COPERTURA
Si riporta la tabella IV che sintetizza le caratteristiche prestazionali del legno
utilizzato per la progettazione
Pagina 69
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
12.1.1
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Calcolo peso proprio
Il peso proprio in copertura è stato calcolato tenendo conto della geometria
degli elementi strutturali e del peso specifico del legno pari a 600 kg/m 3.
Valutata poi l’area d’influenza dei singoli elementi, si è distribuito il carico su
tutta l’area espressa in kg/m2.
ANALISI PESO PERMANENTE SOLAIO COPERTURA IN LEGNO
Peso
Elemento
Dimensioni
Carico
Specifico
2 (0.10 x 0.10 x
Correnti
600 kg / mc
12 Kg / m
1.00)
Assito
0.025 x 1 x 1
600 kg / mc
15 Kg / m
Bitume
0.004 x 1 x 1
150 kg / mc
1 Kg / m
impermeabilizzante
Isolamento termico
0.06 x 1 x 1
39 kg / mc
23,4 Kg / m
Bitume
0.004 x 1 x 1
150 kg / mc
1 Kg / m
impermeabilizzante
Cls alletamento
0.06 x 1 x 1
1800 kg / mc
100 Kg / m
Pavimento
0.025 x 1 x 1
800 kg / mc
20 Kg / m
172,4 Kg /
m
1,75 KN / m
TOTALE CARICO SOLAIO
12.1.2
Carichi di esercizio
ANALISI CARICHI SOLAIO INTERPIANO IN LEGNO
Carico permanente Carico esercizio
1.75 KN / m
3.00 KN / m
Carico neve
Carico vento
1,28 KN / m
(vedi calcolo seguente)
1.31 KN / m
CARICO TOTALE = 6,19 KN / m
Pagina 70
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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13. NEVE
Per valutare l’azione dei carichi generati dalla neve occorre prendere in
considerazione svariati parametri, tra cui, le caratteristiche del sito (definizione
della zona e del valore caratteristico del carico neve al suolo), i parametri della
struttura (che determinano il coefficiente di forma) e tener conto di eventuali
effetti locali come l’accumulo di neve contro parapetti o pareti verticali.
Nel caso del seguente elaborato il carico provocato dalla neve sulla copertura è
stato valutato mediante la seguente espressione: qs = µi qsk
a) µ i è il carico neve sulla copertura;
b) q s è il coefficiente di forma della copertura;
c) q sk è il valore di riferimento del carico neve al suolo.
Pagina 71
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Nel caso in esame l’edificio, essendo situato a Cassina de Pecchi, a meno di
200 m sul livello del mare rispetto alla suddivisione territoriale si trova nella
zona I e quindi avrà un sovraccarico da neve pari a 1,6 kN/m2.
Tale valore dovrà essere moltiplicato per un coefficiente di forma µ pari a 0,8.
Si ha dunque il seguente valore: 1,6 x 0,8 = 1,28 kN/m2 = 128 kg / m2
Pagina 72
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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14. VENTO
Il vento esercita sugli edifici e costruzioni, azioni dirette che variano nel tempo e
nello spazio provocando in generale effetti dinamici. Dunque queste situazioni
possono minare le capacità prestazionali e di sicurezza dell’opera e dovranno
essere prevenite, controllate o eliminate.
Per calcolare le azioni del vento bisogna studiare i parametri che caratterizzano
il sito dell’opera (macro e micro zonizzazione ), i parametri che caratterizzano la
tipologia strutturale e i parametri che caratterizzano l’opera specifica.
La
determinazione
dell’azione
del
vento
dall’individuazione della velocità di riferimento
v ref
sulla
costruzione
parte
: questa è definita come il
valore massimo della velocità media su un intervallo di tempo di 10 minuti del
vento, misurata a 10 m dal suolo.
Pagina 73
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 34 - Individuazione della microzonazione per li calcolo dell’azione del vento
Nella stesura dei calcoli si è considerato che il valore della velocità di
riferimento sia v ref = v ref
0
così come esplicitato nella Normativa per situazioni in
cui as, ossia l’altitudine sul livello del mare del sito ove sorge la costruzione
risulta essere minore di a0 espresso nella tabella sopra stante.
Per valutare inoltre la Velocità Media del Vento vm del sito, si è presa in
riferimento la seguente formula:
v M ( z )  k r  Ct  a( z )  v ref
Pagina 74
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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che fornisce, in funzione della quota altimetrica z del sito in esame, l’andamento
della velocità media del vento, essendo:
a( z )  ln( z / z 0 )
I valori di Kr,zo,zmin si sono desunti dalla tabella riportata di seguito:
Il valore della C t , noto come coefficiente di topografia risulta essere pari a 1.
v M ( z )  k r  Ct  a( z )  v ref = 0,22*1*6,77*25m/s = 37,25 m/s
Si analizza ora la velocità di picco del vento v p (z ) , che tiene conto degli
incrementi di velocità relativi a fenomeni di raffica.
Dunque si ottengono i seguenti risultati:
cev (z )  2,125
v R (TR )  v ref = 25,00 m/s dunque si ottiene:
vp(z)= 53,117 m/s
Pagina 75
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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A tale velocità di picco v p (z ) fa riferimento la pressione cinetica di picco q(z):
E sostituendo tutti i valori si ottiene:
q(z)= 1,76 kN/m2
Le azioni statiche del vento si traducono in pressioni (positive)e depressioni
(negative) agenti normalmente alle superfici, sia esterne che interne, degli
elementi che compongono la costruzione. L’azione del vento sul singolo
elemento è quindi determinata considerando la combinazione più gravosa della
pressione agente sulla superficie esterna della pressione agente sulla superficie
interna dell’elemento.
Le pressioni interne ed esterne sono definite rispettivamente come:
dove:
Il valore della quota altimetrica del baricentro della copertura della costruzione è
pari a 9,98 m. Dunque si ha, prendendo i valori dalla Norma:
Cpe = coefficiente di pressione esterna per elementi sopravvento= 0,80
Cpi = coefficiente di pressione interna per elementi sottovento = -0,40
Cd = coefficiente dinamico, ricavato dal seguente grafico = 0,930
Pagina 76
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Considerando un coefficiente di attrito pari a 0,01 si ottengono i seguenti valori:
We sopravento: pressione esterna sopravento = 1,31 kN/m2
We sottovento: pressione esterna sottovento = -0,33 kN/m2
We = -0,007 kN/m2
Area Sezione : 0.25 x 0.25 = 0.0625 m2
Momento Inerzia (Jx) = ( b x h
3
) / 12 = 32552
cm4
Momento Resistente (W x) = ( b x h
2
) / 6 = 2604
cm3
Altezza Trave = 0.25 m
Momento Flettente = ( P x L2 ) / 8 = 33.5 KNm
Pagina 77
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Taglio : ( P x L ) / 2 = ( 6.19 x 6.58 ) / 2 = 20.3 KN
Pagina 78
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
14.1.1
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Verifiche di resistenza solaio interpiano
14.1.1.1
Verifica SLU a Flessione
6𝑀
Per la verifica allo SLU si verifica che il valore della 𝜎𝑦𝑑 = 𝑏ℎ2 sia minore del
valore di calcolo della resistenza a flessione 𝑓𝑚𝑦𝑑 pari a 24MPa.
In particolare con valori di:
M = 3350 kgm;
b=25cm;
h=25cm;
𝜎𝑦𝑑 = 128.64 < 240
𝑘𝑔
𝑐𝑚2
A taglio non si riportano i calcoli di verifica rimanendo la trave verificata amm =
25MPa >> esercizio = 0.49MPa
14.1.2
Verifiche di deformabilità
Per la verifica allo stato limite di esercizio nella condizione frequente occorre
verificare che la massima freccia subita dalla trave sia inferiore a 1/300 della
luce della trave stessa.
In questo caso i carichi da considerare sono quelli permanenti e accidentali
presi con valore caratteristico, ovvero con coefficiente di sicurezza pari a 1.
Essendo:
qtot = 6.19 kN/m
J = b × h3 /12 = 0.25 × 0.253 / 12 = 3.25×10-4 m4 = 3.25 × 108 mm4
la freccia massima risulta:
fmax = 5/384 × q × l4 / (EJ) = 5/384 × 6.19 × 65804 / (11000 × 3.25 × 108) =
42.26mm > l/300 = 21.93mm
Pertanto la verifica non è verificata. Si procede a un ridimensionamento della
sezione della trave al fine di verificare anche la deformabilità in esercizio. A tal
fine si suppone una sezione di dimensioni pari a 30x30cm 2 caratterizzata da
un’inerzia flessionale di:
Pagina 79
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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J = b × h3 /12 = 0.30 × 0.303 / 12 = 6.75×10-4 m4 = 6.75 × 108 mm4
Pertanto la freccia massima risulta:
fmax = 5/384 × q × l4 / (EJ) = 5/384 × 6.19 × 65802 / (11000 × 6.75 × 108) =
20.35mm < l/300 = 21.93mm
14.1.3
Coclusioni
Ipotizzando una sezione per le travi del solaio di copertura di 25x25 con i nuovi
carichi adottati derivati dall’introduzione di un nuovo solaio, a scanso di difetti
presenti nelle travi esistenti (dovuti alla mancata possibilità di mantenere le
condizioni igrometriche adeguate al mantenimento delle prestazioni strutturali
per cui erano state adottate visto il crollo della copertura) che ne escludono la
possibilità di un loro ulteriore utilizzo nel restauro del Torrione le travi presenti
risultano idonee a sopportare i nuovi carichi successivi ai lavori di restauro .
Nel caso contrario potranno essere sostituite o rinforzate con i più svariati
metodi di accoppiamento di un elemento metallico a supporto delle travi
principali o con inserimento nella sezione della trave lignea di un rinforzo di un
trefolo o cavo in acciaio atto a supportare le carenze prestazionali.
Nel caso le condizioni delle travi esistenti rendessero le travi ancora utili alla
funzione strutturale saranno adottati connettori utili al trasferimento delle
sollecitazioni tra le travi esistenti e la soletta in C.A realizzata nel nuovo solaio
presentato precedentemente, tali connettori saranno disposti come presentato
da Tecnaria nell’immagine che segue (Figura 35).
Figura 35 - Realizzazione Rinforzo Connettori solaio esistente
Pagina 80
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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15. VERIFICA AZIONE LOCALE DORMIENTE TRAVI
σamm della muratura posta come dormiente 25 kg / cm2
L0 = 6.58 x 1.05 = 6.90 m Rv = ( 619 kg / m x 6.90 m ) / 2 = 2135,5 Kg
σ max = 2 N / ( a x b ) = (2 x 2135.5 ) / ( 22.5 x 25) = 7.60 kg / cm2 << σamm
Pagina 81
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Pagina 82
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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16. IRRIGIDIMENTO CON TREFOLI
Al fine di garantire il comportamento scatolare e irrigidire il Torrione ricreando
un valido collegamento tra le murature della Torre, ormai perso dall’inesistenza
strutturale
dei
solai,
si
ricorre
al
consolidamento
tramite
trefoli
longitudinalmente al Torrione(cavi in acciaio) muniti di appositi tenditori atti a
garantire un adeguato livello di sollecitazione e appunto
tensione dei cavi.
Tali Cavi con relativa piastra di ancoraggio e tenditori
saranno posizionati a livello del solaio in maniera tale
da far assorbire la tensione assiale dovuta al “tiraggio”
al solaio stesso e non alla muratura in mattoni pieni.
Si effettua un calcolo approssimato dei carichi dovuti alla muratura e ai solai
agenti in maniera da dimensionare in maniera grossolana i cavi e i tenditori da
utilizzare.
Le altezze di interpiano sono di 4,10 m, solai e copertura si considerano
gravanti sulla parete di facciata e quindi spingenti su di essa con pesi propri qs1
= 200 Kg /m e qs2 = 200 Kg /m e carichi accidentali
qs1 = 300 Kg/m e q
copertura
= 400 Kg/m, si assume lo spessore del muro pari a
50 cm ed il suo peso proprio γmuro = 1800 Kg/m3 .
Pagina 83
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Le fasce di solaio e copertura gravanti sulla
parete hanno una larghezza B1 = B2 = 3.80 m .
Si inseriranno n° 2 cavi per solaio,
i carichi
quindi dovranno essere ripartiti per il numero di
trefoli in tensione che in totale saranno 6
Carico Area Influenza Trefolo
[ (7.73 x 4.10 x 1800 ) / 2 ] + (3.80 x 7.10 x 200)
+ 0.6 ( 3.80 x 7.10 x 300) = circa 39 000 Kg
Dalla tabella che segue estratta dall’azienda
TECI approssimata si sceglierà la fune adatta a
sopportare i carichi appena calcolatisi userà la
fune di diametro 22 mm che riporta un carico
minimo di rottura di
42 200 Kg.
Pagina 84
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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L’irrigidimento lungo il lato più corto del Torrione viene affidato al nuovo
solaio interpiano che ricuce il tessuto solaio – muratura tramite l’ordito di
Travi e la nuova soletta in c.a. che irrigidisce ulteriormente le murature
con connettori in acciaio soletta-muratura oltre al concreto aiuto dei
tenditori in acciaio.
Pagina 85
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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17. TENDITORI
Nell’utilizzo dei trefoli Teci per il trasferimento delle tensioni e il mantenimento
del comportamento scatolare della struttura saranno utilizzati dei Tenditori
come del tipo qui riportato al fine di mantenere i cavi in tensione.
Essendo tali tenditori inseriti nel solaio saranno predisposte apposite scatole di
ispezione nel solaio al fine di poter agire manualmente e periodicamente sul
livello di tensione del cavo.
Pagina 87
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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18. SUPPORTO INTERMEDIO
per ancoraggi strutturali intermedi, costituito piastra
circolare dotata di due fori per l’accoppiamento con l’ancoraggio strutturale e di
due alette semicilindriche per il passaggio continuo del cavo. È realizzato sia in
acciaio con trattamento anticorrosione di tipo galvanico che in acciaio
inossidabile AISI 316.
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19. ANCORAGGIO TERMINALE PIASTRA TIPO DISCO
impiegato come componente terminale per linea flessibile orizzontale.
Progettato per essere installato su supporti in cemento armato, metallo o
muratura (tramite l’uso di idonea piastra di ripartizione sul lato interno
della parete su cui è installato).
E’ utilizzato su superfici verticali.
La nervatura centrale è dotata di un foro per l’aggancio dell’assorbitore di
energia e del tenditore del cavo La piastra circolare di appoggio (di dimensioni d
= 200 mm e sp. 10 mm), dotata di 4 forature asolate, garantisce la possibilità di
realizzare un fissaggio sia con ancorante meccanico che con tassello chimico,
in funzione della natura del supporto.
Nel caso in cui la struttura di supporto sia costituita da elementi in muratura,
l’ancoraggio può essere realizzato mediante l’impiego di una piastra di
ripartizione dei carichi da installarsi sul lato interno della parete, con barre
filettate di collegamento.
Il dispositivo di ancoraggio è realizzato sia in acciaio con trattamento
anticorrosione di tipo galvanico che in acciaio inossidabile AISI 316.
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20. INTERVENTI
CERCHIATURA
DI
RINFORZO
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MEDIANTE
Al fine di contrastare efficacemente la rottura per schiacciamento di elementi
strutturali sottoposti a compressione o a presso flessione, quali colonne e
pilastri composti da materiali fragili non resistenti a trazione (muratura e
calcestruzzo), è possibile intervenire con cerchiature. Queste ultime, infatti, oltre
a fornire un’azione di confinamento che limita la dilatazione trasversale, induce
un benefico stato di compressione triassiale ed aumenta il carico di collasso per
sforzo normale e la relativa duttilità, migliorando, al contempo anche la
resistenza a taglio dell’elemento strutturale.
Gli interventi di cerchiatura sono inoltre applicabili a intere strutture con lo scopo
di contenere la separazione tra le pareti perimetrali attraverso l’applicazione di
forze agli angoli dirette verso il centro della struttura.
20.1 Rassegna dei possibili interventi
Il rinforzo di elementi strutturali esistenti può essere necessario sia nel caso di
deficienze locali che nel caso di deficienze globali. Nel primo caso l’area di
intervento è limitata ad una porzione circoscritta dell’edificio; nel secondo,
l’intervento è esteso alla maggior parte degli elementi presenti.
Le principali soluzioni adottate per raggiungere l’incremento di resistenza e
duttilità necessarie di singoli elementi strutturali si possono differenziare a
seconda del materiale utilizzato:

incamiciatura in c.a (ringrosso);

incamiciatura con elementi in acciaio;

incamiciatura con materiali innovativi.
Pagina 93
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Il semplice ringrosso è una tecnica comunemente adottata nel passato che
garantiva di ottenere un incremento della capacità degli elementi strutturali a
fronte di una maggiore rigidezza dell’intero edificio. L’applicazione comporta
essenzialmente un incremento in termini di resistenza e rigidezza. Può essere
applicata sia per sanare danneggiamenti locali che come tecnica di rinforzo.
L’utilizzo di elementi in acciaio o di materiali innovativi permette invece di
raggiungere il necessario incremento in termini di capacità locale senza però
incrementare la rigidezza. L’applicazione comporta un incremento in termini di
resistenza e duttilità.
Altre differenze, importanti nella scelta della soluzione da preferire, sono
rappresentate dalle modalità realizzative (più invasive quelle relative al
ringrosso in c.a., meno quelle con materiali fibrorinforzati) e dal costo
(economica la soluzione in c.a., più onerosa quella con materiali firborinforzati).
20.2 Campo di applicabilità
Gli interventi di cerchiatura vengono usualmente applicati sia agli elementi in
muratura sia a quelli in cemento armato. Sebbene si sia soliti pensare che tali
rinforzi siano da praticare a colonne ed a pilastri, in realtà, essi risultano
particolarmente efficaci anche su intere strutture, specie se caratterizzate da
una pianta compatta e dimensioni contenute. Infatti la capacità di contenimento
della cerchiatura si riduce all’aumentare delle dimensioni in pianta della
struttura e per di più, eccessive lunghezze in pianta aumentano le difficoltà
operative, rendendo talvolta impraticabili tali interventi. Ecco perché spesso tali
interventi vengono adottati per rinforzare anche i campanili e le torri. Accanto a
queste applicazioni di cerchiature globali ve ne sono poi altre altrettanto
importanti aventi lo scopo di assorbire le spinte di volte a doppia simmetria,
quali cupole a base circolare o poligonale (ottagonale, etc.), e le volte a
padiglione.
Accanto agli effetti benefici descritti sopra è necessario sottolineare l’aumento
di efficienza delle armature longitudinali mediante la limitazione dello
Pagina 94
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sbandamento delle armature compresse contenute nei pilastri in c.a. e
migliorando le condizioni di aderenza tra acciaio e calcestruzzo.
20.3 Vantaggi e svantaggi della cerchiatura
I dissesti da schiacciamento che possono caratterizzare le strutture in muratura
e in calcestruzzo armato conducono ad un collasso dell’elemento di tipo
repentino e fragile. A causa delle conseguenze catastrofiche che ne potrebbero
derivare con il collasso della struttura, ma anche della pericolosità e la velocità
con cui si può presentare tale evento, spesso è si preferisce arrestare lo
sviluppo di dissesti avanzati con interventi immediatamente attivi quali le
cerchiature.
Questi interventi condotti a livello locale o globale inducono uno stato di
coazione negli elementi compressi con il vantaggio di evitare la messa in opera
di ingombranti puntelli di sostegno e/o ritegno o di più complesse opere di
contenimento. L’esecuzione di tali interventi su intere strutture esclude da un
lato la necessità di accedervi all’interno e dall’altro l’esigenza di impiegare
manodopera specializzata e materiali facilmente reperibili.
Tuttavia è necessario osservare che le saldature richieste in cantiere possono
creare condizioni di fragilità, con conseguenti rotture per incrementi di carico.
Inoltre l’efficacia nel confinamento attivo dipende dalla corretta esecuzione delle
fasi di pretensionamento delle fasce. Tali interventi di rinforzo, se applicati ad
edifici con geometrie irregolari, possono risultare molto onerosi. Infine la
cerchiatura di elementi strutturali richiede l’accessibilità all’interno della struttura
da presidiare e la permanenza per tutta la durata dell’intervento.
La cerchiatura di singoli elementi strutturali ha in generale l’obiettivo di
realizzare un contenimento perimetrale, teoricamente ascrivibile all’intera
superficie laterale di colonne e pilastri. Chiaramente tali interventi risultano più
efficaci se applicati a elementi di sezione circolare in quanto la cui cerchiatura
comporta un contenimento uniforme della dilatazione, con un’uniforme
distribuzione degli sforzi.
Pagina 95
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
Estendendo questo concetto a strutture snelle, quali campanili, torri, ciminiere
che necessitano di un consolidamento, è possibile:
-
migliorare la resistenza a compressione nelle parti più sollecitate (base);
-
contenere la tendenza al distacco delle singole parti, talvolta favorita
dalla presenza di aperture con archi spingenti;
-
migliorare la resistenza a taglio;
-
contrastare i fenomeni d’instabilità locale che possono nascere dalla
snellezza che caratterizza le strutture stesse.
Per rendere più efficace l’intervento, si applicano delle doppie fasce, una
interna e l’altra esterna, unite fra loro con tiranti antiespulsivi passanti (Figura
36).
Figura 36 – Cerchiatura di struttura a torre eseguita con doppia fascia di acciaio (interna ed
esterna) resa solidale tramite tiranti.
20.4 Modalità applicative
La realizzazione classica delle cerchiature di rinforzo avviene applicando delle
fasce metalliche preriscaldate e adeguatamente dimensionate. A montaggio
avvenuto, il raffreddamento induce una contrazione delle fasce e quindi la
nascita di uno stato di coazione nel materiale contenuto, bilanciato dalla
trazione nelle fasce stesse. Chiaramente tale stato può essere imposto anche
con azione meccanica, utilizzando per esempio cunei o barre filettate, ma la
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sua presenza fin dal montaggio fa sì che la cerchiatura si opponga all’istante
agli incrementi di dilatazione o di spostamento orizzontale, assolvendo da
subito al compito presidiario.
L’interevento di consolidamento mediante cerchiatura vede come elemento
principale le fasce in acciaio, ossia dei ferri piatti di vario spessore e varie
dimensioni (Figura 37).
Figura 37 – Colonna cerchiata con anelli metallici e ferri piatti verticali.
Gli anelli di cerchiatura si realizzano con almeno 2 pezzi o 4 pezzi uniti tra loro
alle estremità con un giunto a forchetta e biette di serraggio (Figura 38).
Figura 38 – Giunzione a forchetta con biette di serraggio.
È possibile inoltre impiegare longheroni verticali in acciaio posti tra le fasce e
l’elemento oggetto dell’intervento allo scopo di diffondere meglio l’azione di
ritegno della cerchiatura, tra fasce successive (Figura 37). Tali elementi
tendono ad avvicinare la disposizione reale della cerchiatura a quella
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dell’involucro teorico, sulla base del quale si effettua il dimensionamento. La
presenza
degli
interstizi
fra
la
cerchiatura
e
la
colonna a
seguito
dell’interposizione dei longheroni sono riempiti con una malta di cemento
antiritiro.
Nel caso di elementi a sezione rettangolare, al fine di distribuire meglio l’azione
di confinamento e preservare queste zone dallo schiacciamento locale, è
opportuno applicare agli spigoli degli angolari verticali, (Figura 39).
Figura 39 – Cerchiatura di pilastro a sezione rettangolare a mezzo di calastrelli e angolari verticali
e, nel disegno, tirantini antiespulsivi.
Usualmente l’intervento prevede la disposizione di quattro angolari sugli spigoli,
eventualmente con un allettamento di malta atto ad evitare la concentrazione
degli sforzi in pochi punti di contatto, e la saldatura dei calastrelli preriscaldati
agli angolari, tenuti temporaneamente in posizione mediante appositi morsetti.
Per pilastri con particolari sezioni poligonali, con spigoli smussati, si può evitare
l’uso degli angolari di ripartizione, se la resistenza del materiale confinato
(pietre, mattoni o calcestruzzo) è sufficiente ad evitare schiacciamenti locali,
anche in relazione alla larghezza delle fasce.
L’utilizzo di tirantini antiespulsivi è previsto in interventi su pilastri rettangolari
a sezione allungata. Tali dispositivi, disposti in maniera alternata ai lati
dell’elemento, hanno una testa ad un’estremità ed un dado all’altra, entrambe
munite di rondelle per la ripartizione del carico, o più semplicemente sono
costituiti da barre filettate con dadi e rondelle ad entrambe le estremità.
Pagina 98
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Possono essere messi in opera “a freddo”, applicando la pretensione per
avvitamento del dado.
La cerchiatura dei pilastri può essere eseguita anche con un’armatura
elicoidale, singola o doppia, di ferri Ø6/5cmØ10/10cm, talvolta completata
da cuciture metalliche passanti il pilastro attraverso fori realizzati mediante
trapanatura con sonde a rotazione, unite con punti di saldatura all’armatura
elicoidale; il tutto è poi annegato in un getto di latte di cemento in modo da dare
continuità (Figura 40).
Figura 40 – Cerchiatura di pilastri mediante armatura elicoidale e cuciture metalliche "a freddo".
Il passo di applicazione delle fasce di confinamento dipende dalla distribuzione
delle sollecitazioni lungo l’altezza. Nel caso di un elemento strutturale soggetto
a sola compressione, allontanandosi dalla sezione a metà altezza della colonna
in cui non si possono risentire effetti favorevoli di confinamento ai bordi, si
aumenta il passo delle fasce metalliche o dell’armatura elicoidale. Nel caso in
cui sia presente anche la flessione sarà richiesto un infittimento del passo nelle
zone dove tale sollecitazione è maggiore.
Talvolta le ragioni estetiche fanno preferire i tirantini antiespulsivi alle
cerchiature.
Questi
sono
disposti
“a
caldo”
sia
diametralmente
che
diagonalmente (Figura 41).
Pagina 99
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 41 – Cerchiatura di un pilastro tramite soli tirantini antiespulsivi diametrali e diagonali.
Un’altra alternativa, valida nei casi di dissesto meno grave, è data da semplici
cuciture passanti “a freddo”. In questi casi le teste ed i dadi di estremità, con
le rondelle, si fanno alloggiare in cavità realizzate insieme ai fori e ricoperte con
mastice da scalpellino dello stesso colore della pietra dell’elemento strutturale
consolidato.
Al fine di realizzare lo stato di coazione desiderato è necessario procedere ad
un controllo della temperatura di preriscaldamento attuabile mediante i “corpi di
prova” ovvero frammenti di materiali dei quali è nota la temperatura di fusione
(Tabella 1).
Tabella 1 – Temperature di fusione dei vari corpi di prova di comune uso.
corpo di prova temperatura di fusione in °C
Zolfo
115°
Caucciù
125°
Ceralacca
150°
Stagno
230°
Piombo
325°
Zinco
420°
Pagina 100
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20.5 Esecuzione dell’intervento di cerchiatura
Di
seguito
si
riassumono
brevemente
le
principali
fasi
da
seguire
nell’esecuzione dell’intervento di rinforzo mediante classiche cerchiature.
Colonne
1. Preparazione
dei
Pilastri
pezzi
comporranno la cerchiatura.
dei pezzi
che 1. Preparazione
comporranno la cerchiatura
che
2. Disposizione dei longheroni, ove 2. Disposizione degli angolari
3. Disposizione dei longheroni, se
previsti.
previsti
3. Riscaldamento
dei
pezzi
4. Riscaldamento dei pezzi costituenti
costituenti la cintura
la cintura
4. Disposizione della cerchiatura e
5. Disposizione della cerchiatura e
messa in forza delle biette
messa in forza delle biette
5. Riempimento degli interstizi con
6. Preparazione
malta di cemento antiritiro
l’inserimento
6. Protezione degli elementi metallici
dei
fori
per
dei
tirantini
dei
tirantini
antiespulsivi
7. Inserimento
antiespulsivi
8. Riempimento degli interstizi con
malta di cemento antiritiro
9. Protezione degli elementi metallici
Per completezza si riporta di seguito anche la sequenza delle principali fasi da
seguire nell’esecuzione di interventi di rinforzo mediante classiche elicoidali
disposte su colonne o pilastri.
Colonne
1. Preparazione dei fori per la successiva disposizione delle staffe di cucitura
2. Rimozione dell’intonaco
3. Disposizione delle staffe di cucitura
4. Disposizione dell’armatura elicoidale
5. Saldatura delle staffe all’armatura elicoidale
Pagina 101
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6. Sigillatura dei fori
7. Montaggio della cassaforma
8. Getto del latte di cemento
9. Rimozione della cassaforma (Dopo 2 o 3 giorni dall’ultimo getto)
20.6 Procedura di Dimensionamento
In letteratura sono disponibili relazioni utili al dimensionamento dell’intervento di
confinamento mediante fasce o tirantini. Tali relazioni si basano sull’ipotesi di
comportamento elastico dell’acciaio e della muratura.
20.6.1
Cerchiature
Le fasce metalliche, riscaldate ad opportuna temperatura e poste in aderenza
alla colonna, a seguito del raffreddamento si contraggono dando luogo a un
regime tensionale di trazione
f ed esercitando, al contempo, uno stato
tensionale di compressione radiale
r sulla colonna muraria già sottoposta ad
una tensione di compressione longitudinale
v dovuta ai carichi statici. Si
assume la seguente nomenclatura:
-
r0
indica il raggio della colonna scarica
-
r1
indica il raggio della colonna sottoposta ai carichi statici ed in
regime di compressione raggiunto in seguito al riscaldamento
-
re
indica il raggio di equilibrio della colonna in seguito all’intervento di
cerchiatura.
-
ri
raggio iniziale della fascia metallica a temperatura ambiente t0
di modo che sarà:
r1  re  ri  ro
La deformazione trasversale della colonna dovuta ai soli carichi statici è:
c  
m
Em
v
 v  0
comp.;  c  0 dilat. 
Pagina 102
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c 
r1  ro
ro

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r1  ro 1   c 
Il raggio della colonna scarica è quindi:
ro 
r1
(a)
 m

1 
 v 
Em


La lunghezza della fascia metallica a seguito del riscaldamento è:


2r1  2ri 1   f t1  t o 
essendo f il coefficiente di dilatazione termica dell’acciaio, da questo segue
ri 
r1
1   f t1  t o 
(b)
Fissato lo spessore s, occorre determinare:
-
il raggio di equilibrio re,
-
la tensione di trazione nella cerchiatura f
-
la tensione di compressione radiale nella muratura r.
Nell’ipotesi che la cerchiatura sia costituita da una camicia metallica di spessore
s che ricopre interamente la colonna, si considera una fascia di cerchiatura di
altezza unitaria. Pertanto lo sforzo di trazione agente su quest’ultima è pari a:
F  f s
Impostando l’equilibrio fra lo sforzo di trazione F della fascia metallica e la
pressione radiale p dovuta alla reazione della muratura (Figura 42), si ottiene:

  p cos 'r d '  2F cos  2F sin 
e

pre sin   sin     2 F sin 
2 pre sin   2 F sin 
p
F
re
Pagina 103
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Figura 42 – Equilibrio di un elemento monodimensionale curvo sottoposto a trazione.
Ponendo  r   p , si giunge alla relazione finale
r 
s
f
re
(c)
Lo stato di deformazione trasversale della colonna è il seguente:
c 
re  ro  r  m
1
 r   m v 


v 
ro
Em Em
Em
da cui si ricava il valore del raggio di equilibrio


1
 r   m v 
re  ro 1 
 Em

(d)
A raffreddamento concluso, la cerchiatura ha subito un allungamento e si trova
in uno stato deformativo longitudinale il cui valore è:
f 
2 re  ri  re  ri  f


2ri
ri
Ea
da cui si ricava una seconda espressione per il raggio di equilibrio
 f
re  ri 1 
Ea





(e)
Le equazioni (c), (d) e (e), con l’ausilio delle (a) e (b), forniscono la soluzione
del problema.
Calcolato l’involucro totale, di spessore s, è facile determinare il sistema
equivalente di fasce metalliche costituenti la cerchiatura; queste devono fornire
Pagina 104
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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la stessa quantità di acciaio dell’involucro. Sia la colonna di altezza h e
l’involucro di spessore s, le fasce di spessore sf e di altezza hf, il numero n di
anelli metallici da utilizzare ed il loro passo i sono dati da:
ns f h f  sh
i

n
sh
s f hf
h
n 1
Utilizzando le 5 relazioni ricavate in precedenza è possibile anche calcolare il
valore del carico di schiacciamento della colonna cerchiata nelle due situazioni
limite:
-
Collasso per snervamento della cerchiatura metallica; nel qual caso le
incognite sono re, σr e σv.
-
Collasso per raggiungimento della dilatazione trasversale pari alla
dilatazione da schiacciamento della colonna non cerchiata; nel qual caso le
incognite sono σf, σr e σv.
20.6.1.1
Influenza delle variazioni termiche stagionali
Le variazioni termiche stagionali influenzano lo stato deformativo e tensionale
delle cerchiature e di conseguenza delle colonne. Un aumento della
temperatura ambiente, rispetto a quella del momento della posa in opera,
provoca una dilatazione longitudinale delle fasce e trasversale delle colonne,
con la prima maggiore della seconda, essendo il coefficiente di dilatazione
termica dell’acciaio maggiore di quello della muratura; ciò si traduce in una
caduta di tensione nelle cerchiature, con perdita della capacità di contenimento.
Al contrario una diminuzione della temperatura ambiente rispetto a quella
all’atto della posa in opera, provoca una contrazione longitudinale delle fasce
metalliche e trasversale della muratura che porta, questa volta, ad un
incremento di tensione nella cerchiatura, con aumento della compressione
trasversale della colonna; in questo caso il pericolo è il raggiungimento della
tensione di snervamento dell’acciaio. Sostituendo al posto di to le temperature
massime e minime annuali tmax e tmin del luogo nelle equazioni di cui sopra, si
Pagina 105
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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può verificare l’influenza degli sbalzi termici stagionali sullo stato tensionale
della cerchiatura e sulla sua capacità di lavoro.
20.6.2
Tirantini antiespulsivi
Per il dimensionamento dei tirantini si segue una procedura simile a quella
presentata per le cerchiature.
Si consideri, a titolo di esempio, un pilastro a sezione rettangolare di lato corto a
e lato lungo b. Sul lato corto sia applicato un solo tirantino mentre sul lato lungo
una coppia (Figura 43). Con notazione simile a quella usata per le cerchiature,
sia ao la lunghezza di un lato a pilastro scarico, a1 la lunghezza dello stesso lato
per pilastro sottoposto alla tensione σv dovuta ai carichi assiali statici, ae la
lunghezza di equilibrio a consolidamento avvenuto.
Figura 43 – Dimensionamento dei tirantini antiespulsivi.
La deformazione trasversale del pilastro lungo la direzione y dovuta ai soli
carichi statici è:
y 
m
Em
v 
 

a1  ao 1   y   ao 1  m  v 
 Em

La lunghezza del lato a pilastro scarico è dunque:
ao 
a1
 m

1 
 v 
Em


(a)
Pagina 106
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Il tirantino disposto parallelamente al lato a, di lunghezza iniziale li, viene
riscaldato dalla temperatura ambiente to a quella t1 tale da fargli raggiungere la
lunghezza a1:


a1  l i 1   f t1  t o 
essendo αf il coefficiente di dilatazione termica dell’acciaio.
La lunghezza iniziale del tirantino è data da:
li 
a1
1   f t1  t o 
(b)
Sicuramente sarà:
a1  ae  li  ao
A seguito del raffreddamento, si ha una contrazione del tirantino di sezione ωt
alla quale si oppone la massa muraria, ingenerandosi così una tensione di
trazione σt nel tirantino bilanciata dalla tensione di compressione trasversale σy
sul pilastro. Ponendo i come interasse orizzontale dei tirantini ed h come
interasse verticale degli stessi, si imposta l’equilibrio:
 t  t  ih  y
(c)
All’equilibrio, la deformazione trasversale del pilastro lungo la direzione y è data
da:
y 
y
Em

m
Em
v

y
 0 comp.; σ v  0 comp.;  y  0 dilat. 
Si ricava, pertanto, la seguente espressione della lunghezza di equilibrio:

1
 y   m v 
ae  ao 1 
 Em

(d)
La deformazione elastica residua longitudinale del tirantino a raffreddamento
concluso è:
t 
t
Ef
per cui si giunge ad una seconda espressione della lunghezza di equilibrio:
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
 
a e  l i 1  t 

E f 

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(e)
Mediante le relazioni ricavate si ottiene la soluzione del problema in maniera
analoga a quella delle cerchiature.
Pagina 108
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21. INTERVENTI DI RINFORZO ALTERNATIVI
In alternativa agli interventi di cerchiatura tradizionali, nell’emergenza sismica
possono utilizzarsi dei sistemi innovativi in grado si sviluppare un confinamento
attivo controllato e di agevole messa in opera. Tra questi si ricordano:
-
il sistema Cuciture Attive per la Muratura (C.A.M.) [ 2 ] impiegato
soprattutto per il consolidamento e rafforzamento antisismico definitivi
(Figura 44);
-
Il confinamento mediante fasce di poliestere adatto per interventi di
messa in sicurezza temporanea grazie alla sua celerità.
Figura 44 – Intervento di adeguamento sismico eseguito con il sistema C.A.M. su un edificio di
Petrella Tifernina (CB)
Pagina 109
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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21.1 Sistema di rinforzo C.A.M.
L’applicazione del sistema CAM è finalizzato a conseguire i seguenti obiettivi
per il miglioramento del comportamento strutturale:

Incremento della resistenza a compressione degli elementi strutturali
attraverso il contenimento della dilatazione della sezione trasversale;

Incremento della resistenza a taglio;

Incremento della duttilità;

Disponibilità immediata delle forze di confinamento, queste ultime utili
soprattutto dove è imminente il collasso per schiacciamento.
In particolare le caratteristiche del sistema lo rendono utile anche per
aumentare la resistenza flessionale e tagliante di pareti e maschi murari. A
differenza del confinamento eseguito con i sistemi tradizionali, non richiede
l’uso dei tiranti antiespulsivi, poiché il sistema prevede che per pareti o pilastri di
forma allungata si realizzino fori intermedi, che permettono di richiudere i nastri
su anelli di dimensione più piccola, così da generare anche delle
precompressioni trasversali alla sezione muraria, particolarmente efficace nel
compattare i paramenti delle pareti multistrato. Il numero dei fori richiesto è
limitato se si segue la disposizione a quinconce come riportato in (Figura 45).
Figura 45 – Disposizione a quinconce dei fori su una parete, con indicazione della maglia
ortogonale.
Il sistema C.A.M. è realizzato con nastri in acciaio inox oppure in acciaio ad alta
resistenza, di spessore 0.8mm e larghezza di 19mm. Le resistenze
caratteristiche a snervamento e a rottura dipendono dal materiale usato. A titolo
Pagina 110
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di esempio si citano le resistenze dell’acciaio inossidabile austenitico pari a 250
e 450Mpa rispettivamente, con allungamento a rottura almeno pari al 40%. I
nastri vengono utilizzati per cucire e/o confinare la muratura, richiudendo il
singolo nastro ad anello mediante una macchina capace di imprimere una
pretensione regolabile, e dunque una precompressione triassiale nella
muratura. Il sistema poi fa uso di piastre conformate a imbuto e di angolari a
spigolo smussato (Figura 46).
Figura 46 – Elementi base e schema di confinamento con il sistema C.A.M.
Sia le piastre imbutite che gli angolari svolgono una funzione di distribuzione
delle forze di contatto del nastro, altrimenti concentrate nella muratura intorno al
foro oppure in corrispondenza degli spigoli, con pericolo di schiacciamento del
materiale e conseguente perdita di tensione nei nastri.
Il principale vantaggio del sistema C.A.M. è che l’intervento provvisionale può
agevolmente essere parte attiva di un intervento definitivo, grazie alla
durevolezza dei materiali, particolarmente se si utilizza l’acciaio inossidabile, al
piccolo spessore dei nastri, facilmente ricopribili con un intonaco di spessore
normale, all’affidabilità nel tempo dell’azione di confinamento. Altri vantaggi
sono legati al ruolo attivo dei nastri di acciaio, il cui stato di pretensione è
assicurato dall’affidabilità delle operazioni meccaniche di messa in opera,
all’efficacia negli elementi strutturali allungati o di forma irregolare, alla rapidità
di posa in opera.
Pagina 111
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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21.2 Cerchiature con fasce di poliestere
Questa tecnologia di confinamento, molto efficiente e rapida nell’applicazione,
permette di applicare una pretensione alle fasce meccanicamente, mediante dei
dispositivi (cricchetti) a regolazione manuale. Essendo necessario l’uso di un
cricchetto (solitamente riutilizzabili) per la chiusura e la messa in tiro di ciascuna
fascia, questo sistema può risultare dispendioso e applicabile solo per interventi
di confinamento di pochi elementi strutturali (Figura 47), sebbene sia le fasce
che i cricchetti siano totalmente recuperabili. Negli interventi di estrema urgenza
possono essere utilizzati anche senza angolari. In genere tale intervento pur
non essendo definitivo, può comunque essere parte integrante di un intervento
definitivo di adeguamento.
Figura 47 – Confinamento di pilastri in muratura di mattoni mediante il sistema C.A.M.(a sinistra) e
mediante fasce di Poliestere con cicchetti di chiusura (a destra)
Rispetto agli interventi tradizionali il sistema C.A.M. e il confinamento mediante
fasce in poliestere presentano innumerevoli vantaggi. In particolare si osserva
che l’intervento è immediatamente attivo grazie alla pretensione dei nastri o
delle fasce di poliestere e non richiede l’impiego di manodopera specializzata
essendo semplice da attuare. Inoltre interventi di questo tipo non producono
aumenti delle masse strutturali e non risultano invasivi. Si fa notare che la
tensione nelle fasce in poliestere è regolabile anche successivamente
all’intervento, ma accanto agli innumerevoli vantaggi di cui gode questa tecnica
Pagina 112
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
di rinforzo si osserva che purtroppo è richiesta l’accessibilità all’interno della
struttura da presidiare, sebbene i tempi di esecuzione dell’intervento siano
sicuramente più brevi rispetto alle tecnologie tradizionali.
21.3 Modalità applicative
21.3.1
Cerchiature mediante il sistema CAM
Gli elementi di base con cui s’interviene mediante questo sistema sono:

Angolari in acciaio inossidabile (AISI304 o AISI316) o in acciaio Fe360
zincati, di dimensioni tipiche 100x100 o 125x125 mm;

Piastre imbutite con foro del diametro di circa 35 mm;

Nastri in acciaio inossidabile (AISI304 o AISI316) oppure ad alta resistenza
zincati.
Solo in casi particolari possono utilizzarsi degli angolari speciali oppure di
altezza maggiore. Nei pilastri a sezione allungata o nei maschi murari devono
essere realizzati dei fori intermedi, sui quali vengono allettate le piastre imbutite.
Di seguito viene riportata l’attrezzatura tipicamente impiegata nella messa in
opera degli interventi di cerchiatura con il sistema C.A.M.:

Cesoie a lame dritte (per il taglio dei nastri in acciaio).

Banco svolgitore per bobine di nastro (per evitare lo srotolamento
disordinato del nastro).

Tensionatore (per imprimere il carico di tensionamento alla maglia)

Compressore da 6-8 bar (per l’azionamento del tensionatore) e serbatoio di
almeno lt. 50. In alternativa è possibile utilizzare dei tensionatori manuali.

Perforatore con possibilità di percussione (per esecuzione dei fori), oppure
carotatore (per esecuzione di fori in murature particolarmente vulnerabili).

Punta da 32 mm al vidia (per perforatore) oppure corona diamantata (per
carotatore) da 32 mm, di lunghezza pari ad 1.2 volte la larghezza massima
della muratura.

Punte da 10-14 mm al vidia per eventuale avvio forature
Pagina 113
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
21.3.2
Luca Schettini
Cerchiature mediante fasce di poliestere
Nel caso di confinamento con fasce di poliestere l’intervento di presidio si
realizza con pochi dispositivi e in maniera semplice e veloce. L’attrezzatura
base comprende un rotolo di fasce in poliestere e un set di cricchetti. Negli
interventi di estrema urgenza si possono omettere gli angolari (con spigolo
smussato). Tuttavia, è preferibile il loro impiego sia per ripartire le tensioni sugli
spigoli di muratura che per prevenire la rottura per tranciamento delle fasce.
21.4 Esecuzione di cerchiature mediante C.A.M. e fasce di
poliestere
La procedura di esecuzione del sistema di rinforzo C.A.M. è decisamente più
semplice quando si deve effettuare la cerchiatura di colonne circolari o pilastri di
forma approssimativamente quadrata. La procedura diviene più articolata se
occorre applicarla alle pareti.
Di
seguito
si
riassumono
brevemente
le
principali
fasi
da
seguire
nell’esecuzione dell’intervento di rinforzo mediante il sistema C.A.M. o
applicazione di fasce di poliestere.
Sistema C.A.M.
Cerchiature con fasce di poliestere
1. Tracciatura del percorso dei nastri
1. Allettamento degli angoli
2. Esecuzione dei fori
2. Posizionamento delle fasce
3. Allettamento dei fori
4. Allettamento degli angoli
5. Ingrassaggio degli angoli
6. Posizionamento dei nastri
21.5 Procedura di dimensionamento
Consultando
la
letteratura
è
possibile
individuare
modelli
per
il
dimensionamento di sistemi di confinamento di validità generale e quindi utili
anche per il dimensionamento dei sistemi di rinforzo in esame. Il calcolo della
resistenza di elementi strutturali confinati soggetti a compressione fu studiato
Pagina 114
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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per la prima volta da Richart [ 4]. In questi casi le strutture in muratura o in
calcestruzzo non armato sono caratterizzate da non linearità presenti già a
bassi valori del carico applicato.
I modelli di letteratura maggiormente diffusi si rifanno al lavoro di Richart,
cercando di introdurre parametri e coefficienti correttivi in modo da
generalizzare i risultati sperimentali dedotti con riferimento a provini in scala
ridotta di colonne confinate di forma circolare. Nella realtà, infatti, le sezioni
possono assumere diverse forme e il comportamento degli elementi confinati si
può scostare sensibilmente da quello della sezione circolare. Il criterio di
dimensionamento che presentato nel seguito parte dagli studi sopra citati.
Si consideri una sezione circolare in muratura o in calcestruzzo di diametro d c
e soggetta ad uno sforzo di compressione. La tensione di rottura della sezione
soggetta a confinamento si può scrivere come:
f cc  f c 0  k1  fl
dove f c 0 rappresenta la resistenza senza confinamento, k1 è una “costante”
che misura l’efficacia del confinamento e f l rappresenta la pressione laterale di
confinamento.
Figura 48 – Equilibrio di una sezione confinata
Per determinare il valore di f l possiamo scrivere le equazioni di equilibrio
(Figura 48):
fl  dc  s  2  f c  Ac
da cui si ricava:
Pagina 115
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
fl 
Luca Schettini
2  f c  Ac
dc  s
in cui
-
f c rappresenta la tensione nel dispositivo di confinamento
-
Ac è l’area del dei nastri impiegati per il confinamento
-
d c è il diametro del nucleo confinato
-
s è il passo con cui sono disposti i nastri.
Quest’ultima relazione può essere impiegata per determinare la pressione
laterale di confinamento sia nel caso in cui il collasso dell’elemento avviene per
la rottura del dispositivo di confinamento sia nel caso contrario.
Le prove di laboratorio hanno mostrato che nei pilastri in muratura trattati con il
C.A.M. oppure con le fasce di poliestere la rottura avviene nella muratura e non
nei dispositivi di confinamento. Per cui questa relazione può essere usata a
patto che per la tensione f c si consideri la tensione presente nel nastro al
momento della rottura.
Impostando
la
congruenza
tra
l’espansione
laterale
della
sezione
e
l’allungamento del nastro si perviene, mediante semplici passaggi, alla
seguente relazione:
fc   0  n  fc0
dove
-
 rappresenta un modulo di Poisson fittizio, assumibile pari a 0.7, per
tener conto della dilatazione dovuta a microfessurazioni interne, [ 1 ]
-
n = Ec/Em è il coefficiente di omogeneizzazione, ossia il rapporto tra il
modulo elastico del dispositivo di confinamento e quello della muratura.
Combinando le relazioni sopra riportare si ottiene:

A 
fcc  fc 0  1  k1  2  0  n  c 
s  dc 

La relazione permette la stima della resistenza delle sezioni confinate di forma
circolare.
Pagina 116
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
Per sezioni rettangolari le pressioni di confinamento si distribuiscono nella
sezione trasversale in maniera non uniforme con benefici sicuramente minori.
È necessario sottolineare che tuttora il problema richiede degli studi
approfonditi e la messa a punto di modelli matematici specifici per queste
sezioni. Tuttavia, in letteratura sono disponibili delle relazioni che in maniera
empirica permettono di adattare il modello di confinamento per sezioni circolari
alle sezioni di forma quadrata o rettangolare e di tener conto anche degli effetti
volumetrici delle pressioni di confinamento [ 3 ].
Una prima correzione che è possibile applicare è legata ad un arrotondamento
degli angoli delle sezioni rettangolari, o all’effetto equivalente ottenibile con
l’adozione di angolari allettati con malta. In questo caso la pressione laterali di
confinamento può essere moltiplicata per il coefficiente:
ks 
2 R
dc
dove R rappresenta il lato dell’angolare.
Per tener conto degli effetti volumetrici, la pressione laterale di confinamento
deve essere moltiplicata per il coefficiente:
ke 
Ae
Ac  1  l 
dove Ae rappresenta l’area della sezione effettivamente confinata [ 3 ]:

w2  
s  
s 
Ae   L  t   i   1  1   1  1 
6   2  L1   2  t1 

in cui:
L
t

 wi

 s1
 L1

t1
Lunghezza della sezione in muratura
Spessore della sezione in muratura
Larghezza delle corde di parabola non confinate
Passo Confinamento (depurato dalla larghezza del nastro)
Lunghezza della sezione depurata dalla larghezza degli angolari
Spessore della sezione depurata dalla larghezza degli angolari
Ac = L · t
area di muratura racchiusa dalla “staffa” di confinamento
Pagina 117
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
l
Luca Schettini
rapporto tra l’area dell’armatura longitudinale (angolari) e l’area della
sezione di muratura.
L’area della sezione effettivamente confinata viene determinata considerando
solo l’area delimitata da archi di parabola con tangente iniziale a 45° (Figura
49). Alla luce di queste considerazioni si può ottenere la pressione laterale di
confinamento “efficace” per le sezioni rettangolari:
f l '  k s  ke  f l
Occorre infine stabilire il valore da dare al coefficiente k1 utilizzato nella
relazione di Richart.
Figura 49 – Volume di Muratura effettivamente confinata
In letteratura sono riportate varie formulazioni del coefficiente k1, ognuna delle
quali fornisce delle stime calibrate sull’entità e la tipologia del confinamento
(attiva o passiva) spesso eseguito con FRP. Le espressioni più accreditate
sono di seguito riportate:
Pagina 118
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
f'

k1  2.1  l

f
c0 

k1  6   fl ' 
0.3
Luca Schettini
0.13
(Karbhari e Gao 1997)
, fl ' in N
f'

k1  2.2   l

f
c0 

0.16
f'

k1  2.4   l

f
c0 

0.17
f'

k1  3.5   l

f
c0 

mm 2
(Samaan et al. 1998)
(Saafi et al. 1999)
(Borri e Grazini 2004)
0.15
f'

k1  3.7   l

f
c0 

(Toutanji 1999)
0.13
(Ordinanza P.C.M. 3274/03)
Si precisa che la relazione di Grazini e Borri è l’unica calibrata su colonne in
muratura confinate con FRP, mentre tutti gli altri modelli sono stati calibrati con
dati sperimentali ottenuti su campioni di calcestruzzo. Per le sezioni in muratura
l’uso sistematico potrebbe pertanto indurre a degli errori grossolani. Nell’ambito
di una campagna sperimentale condotta presso il Laboratorio Prove Materiali e
Strutture dell’Università degli Studi della Basilicata, le relazioni precedenti sono
state impiegate per valutare a quale reale grado di approssimazione portano. E’
stato osservato che per murature di buona qualità, ad esempio per la muratura
di mattoni, la relazione che porta a delle stime migliori della resistenza è quella
di Samaan [ 5], mentre per le murature di scarsa resistenza, ad esempio
murature di tufo, valori attendibili si ottengono con la formula di Borri e Grazini [
1 ]. Inoltre, l’uso di queste relazioni in un intervento di confinamento eseguito
con il sistema C.A.M. oppure con le fasce di poliestere richiede ulteriori
correttivi, che tengano conto della modalità di applicazione delle pressioni di
confinamento.
Entrambe
le
tecnologie,
infatti,
esplicano
pressioni
di
confinamento attive, distinguendosi, però, per i differenti moduli elastici, e
dunque per la rigidezza del sistema di confinamento. Le fasce di poliestere pur
presentando un modulo elastico molto basso (10000MPa) sono messe in
tensione mediante i cricchetti e al momento della rottura presentano un modulo
elastico apparente sicuramente maggiore. Di questo se ne può tener conto
introducendo un ulteriore coefficiente moltiplicativo della pressione laterale di
Pagina 119
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
confinamento km che permetta di considerare l’elasticità del confinamento al
momento della rottura. Le prove di laboratorio hanno suggerito l’adozione di un
coefficiente km  4 .
È evidente che lo scopo di un intervento provvisionale di confinamento su
elementi compressi danneggiati dal sisma è almeno il recupero della resistenza
iniziale, oltre che un incremento della duttilità. Applicando le formule esaminate,
eventualmente con i correttivi suggeriti, con l’obiettivo di conseguire un
incremento di resistenza di almeno il 20%, è immediato dimensionare il
confinamento dell’elemento con la tecnologia prescelta.
Per facilitarne l’applicazione di seguito è riportata la formula di progetto ricavata
dalla con i correttivi suggeriti. La stessa formula di progetto può essere usata
per determinare il passo dell’elemento di confinamento oppure la sua area
trasversale :
 f

An
dc  f c01.7

  cc  1
s 0.57  ks  ke  km  0  n  f c 0 
dove al rapporto fcc/fc0 si assegneranno valori compresi tra 1.2 e 1.4, in
relazione allo stato di danneggiamento (fessurazione) della muratura, mentre km
dipende dal dispositivo di confinamento.
Nel caso di confinamento con fasce di poliestere esso sarà preso pari a 4. Nei
casi di confinamento con il sistema C.A.M. si porrà sempre pari a 1. In
alternativa alla è possibile usare la formula di Richart assumendo per il
coefficiente k1 l’espressione di Grazini e Borri [ 1 ]. In questo modo la relazione
precedente diviene:
 1  f cc

An
dc



 1 
s 2  ks  ke  km  0  n  3.7  f c 0  
1
0.87
In cui il rapporto As/s non dipende in termini assoluti dalla resistenza della
muratura ma solo dal rapporto fcc/fc0. In questa formula di progetto è possibile
fissare un interasse dell’elemento di confinamento e determinarne l’area oppure
nota la sezione del dispositivo di confinamento è possibile determinarne il
passo. In questo ultimo caso occorrerà fissare dei valori di tentativo dei
coefficienti k1 e ke poiché gli stessi dipendono dal valore del passo. E’
Pagina 120
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
opportuno dopo aver determinato un valore di tentativo del passo verificare
l’aumento effettivo del confinamento con la formula diretta.
Pagina 121
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
Pagina 122
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
22. CONTROLLI
Negli interventi tradizionali, devono essere controllate le giunzioni a forchetta ed
in particolare che le biette siano stabilmente posizionate e non ci sia rischio di
una loro anche minima espulsione, la quale comporterebbe una caduta di
tensione nella cerchiatura. Importante è che il contatto fra fasce metalliche e
parete muraria sia completo, il che è indice della buona riuscita della
cerchiatura. In particolare vanno ispezionati gli interstizi, riempiti con malta di
cemento antiritiro, che si creano fra fascia metallica e superficie muraria quando
si utilizzano i longheroni, onde valutare la necessità di ripetere l’operazione di
riempimento.
Nel caso in cui si osservi una qualche fascia non efficacemente posizionata, si
passa allo smontaggio e rimontaggio della stessa.
Il controllo della evoluzione del dissesto da schiacciamento non si può fare con
l’osservazione
delle
fratture
sull’elemento
dissestato
tramite
biffe
o
deformometri, come nel caso di dissesti da pressoflessione, spinta, rotazione,
potendosi verificare l’espulsione delle biffe o delle basi del deformometro dalla
muratura. Il progredire del dissesto deve essere controllato con l’osservazione
delle lesioni che si ingenerano negli elementi vicini a quello soggetto a
schiacciamento; infatti il cedimento verticale dovuto allo schiacciamento
innesca un moto rototraslatorio nelle strutture limitrofe, che determina un tipico
quadro fessurativo da taglio, flessione e torsione. In presenza di ossature
schiacciate, si sottolinea ancora la necessità della tempestività dell’intervento di
consolidamento provvisorio, a mezzo di puntelli o quant’altro, data l’estrema
pericolosità del tipo di dissesto.
Nel caso di interventi di tipo innovativo, è necessario controllare la tesatura dei
nastri del CAM o delle fasce di poliestere, per verificare la corretta realizzazione
dell’intervento. Tale operazione può esser fatta “pizzicando” i nastri come le
Pagina 123
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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corde della chitarra. Il nastro deve essere sostituito, qualora se ne riscontri
l’allentamento. Le fasce di poliestere, invece, possono essere rimesse in
tensione, riprendendo il tiro mediante gli appositi cricchetti. E’ opportuno anche
verificare, particolarmente nelle applicazioni del sistema CAM, che i tratti
intermedi tra due angolari o piastre imbutite siano effettivamente rettilinei,
dunque senza punti o zone di contatto forzato con l’elemento strutturale
confinato.
22.1 Tabelle per il dimensionamento semplificato
A partire dalle relazioni riportate nei paragrafi precedenti, con i correttivi
suggeriti, sono state redatte delle tabelle che forniscono l’area di confinamento
occorrente rapportata al quadrato del diametro della sezione circolare oppure al
quadrato del lato della sezione quadrata (Ac/dc²). I valori forniti dalla stessa
tabella sono stati ottenuti invertendo le relazioni prima definite e, dove richiesto,
facendo delle approssimazioni o fissando a priori i valori di alcuni parametri
incogniti. La scelta di questi parametri è stata fatta individuando dapprima il loro
campo di variabilità ed attribuendo a loro un valore che fornisce una stima in
eccesso dell’area di confinamento. Sono stati definiti tre diversi livelli di
danneggiamento (Basso, Medio e Alto) e cinque valori del rapporto r = s/dc tra il
passo del dispositivo di confinamento e il diametro del nucleo confinato. Il livello
di danno è teoricamente definito come: “basso”, “medio” ed “elevato” quando la
resistenza del pilastro danneggiato è, rispettivamente, del 10%, del 25% e del
40% minore di quella dell’elemento integro. Queste condizioni sono traducibili
nell’evidenza rispettivamente di: minime lesioni verticali (10%), di un quadro
fessurativo diffuso, prevalentemente determinato da lesioni verticali (25%), di
un quadro fessurativo come il precedente, o più accentuato, ma con segni di
espulsioni e schiacciamenti.
Per le sezioni di forma quadrata, inoltre, occorre fissare il rapporto r1  l
dc
tra
la larghezza dell’angolare e il diametro del nucleo confinato in modo da definire
il valore del coefficiente ks . Per un uso corretto è richiesta la conoscenza delle
caratteristiche della muratura sia in termini di resistenza che di stato di
Pagina 124
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Luca Schettini
danneggiamento. Stabilita la resistenza della muratura, si determinano i valori
del rapporto Ac
in funzione del parametro r . Pur con le approssimazioni
d c2
sopra descritte, procedendo in questo modo si ottengono delle stime realistiche
dell’area di confinamento, a patto di generare ogni volta le tabelle in funzione
della muratura presente. Tale procedura si presta ad un calcolo automatico,
mentre in un intervento provvisionale occorrono dei valori che pur essendo
affetti da un errore maggiore forniscano rapidamente e in sicurezza le
dimensioni dell’intervento da realizzare. Per questo motivo le tabelle seguenti
sono ottenute dalle relazioni per gli elementi confinati riportate in [ 1 ],
rielaborate in maniera da poter prescindere dalle caratteristiche meccaniche
assolute della muratura, con l’obiettivo non di raggiungere un prefissato valore
della resistenza ma di ripristinare, attraverso l’intervento provvisionale, la
resistenza originaria dell’elemento strutturale. L’operatore deve stabilire un
passo da dare al dispositivo di confinamento in funzione delle caratteristiche
della
muratura
e
dell’eseguibilità
dell’intervento,
stabilire
l’entità
del
danneggiamento (e quindi la percentuale di resistenza persa, da recuperare
con l’intervento) e determinare i rapporti dimensionali. Da tali rapporti si ottiene
il valore di
22.1.1
Ac
d c2
e, quindi, l’area del dispositivo di confinamento.
Tabelle per colonne di Sezione Circolare
Rapporto r=s/d
C.A.M.
Danno
Basso
0.1
0.2
0.35
0.5
0.00002 0.00004 0.00008 0.00014
Poliestere 0.00009 0.00020 0.00041 0.00072
Calastrelli 0.00002 0.00004 0.00008 0.00014
C.A.M.
Danno
Medio
0.00005 0.00011 0.00024 0.00041
Poliestere 0.00027 0.00060 0.00125 0.00216
Calastrelli 0.00005 0.00011 0.00024 0.00041
C.A.M. 0.00009 0.00020 0.00042 0.00073
Danno
Poliestere 0.00047 0.00106 0.00220 0.00380
Elevato
Calastrelli 0.00009 0.00020 0.00042 0.00073
Tabella 2 – Rapporti Ac/d2 secondo [ 1]
Pagina 125
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Rapporto r=s/d
C.A.M.
Danno
Basso
0.2
0.35
0.5
0.00001 0.00003 0.00006 0.00010
Poliestere 0.00006 0.00014 0.00030 0.00052
Calastrelli 0.00001 0.00003 0.00006 0.00010
C.A.M.
Danno
Medio
0.1
Luca Schettini
0.00004 0.00008 0.00016 0.00028
Poliestere 0.00019 0.00041 0.00086 0.00149
Calastrelli 0.00004 0.00008 0.00016 0.00028
C.A.M. 0.00006 0.00014 0.00028 0.00049
Danno
Poliestere 0.00032 0.00071 0.00148 0.00255
Elevato
Calastrelli 0.00006 0.00014 0.00028 0.00049
Tabella 3 – Rapporti Ac/d2 secondo (Ordinanza n. 3274/03, 2003)
22.1.2
Tabelle per colonne di sezione quadrata
Si riportano le tabelle per pilastri a sezione quadrata ottenute implementando le
relazioni di [ 1 ].
Rapporto r=s/d
C.A.M.
Danno
Basso
0.1
0.2
0.35
0.5
0.00043 0.00095 0.00198 0.00343
Poliestere 0.00224 0.00499 0.01039 0.01797
Calastrelli 0.00043 0.00043 0.00043 0.00043
C.A.M.
Danno
Medio
0.00129 0.00287 0.00598 0.01034
Poliestere 0.00675 0.01505 0.03135 0.05419
Calastrelli 0.00129 0.00129 0.00129 0.00129
C.A.M. 0.00227 0.00506 0.01054 0.01822
Danno
Poliestere 0.01190 0.02652 0.05523 0.09546
Elevato
Calastrelli 0.00227 0.00227 0.00227 0.00227
Tabella 4 – Rapporti Ac/d2 (r1=0.05, [ 1])
Rapporto r=s/d
0.1
0.2
0.35
0.5
C.A.M. 0.00019 0.00041 0.00086 0.00148
Danno
Poliestere 0.00097 0.00216 0.00450 0.00778
Basso
Calastrelli 0.00019 0.00019 0.00019 0.00019
C.A.M. 0.00056 0.00124 0.00259 0.00448
Danno
Poliestere 0.00292 0.00652 0.01357 0.02346
Medio
Calastrelli 0.00056 0.00056 0.00056 0.00056
C.A.M. 0.00098 0.00219 0.00456 0.00789
Danno
Poliestere 0.00515 0.01148 0.02391 0.04133
Elevato
Calastrelli 0.00098 0.00098 0.00098 0.00098
Tabella 5 – Rapporti Ac/d2 (r1=0.1, [ 1])
Pagina 126
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Rapporto r=s/d
0.1
Luca Schettini
0.2
0.35
0.5
C.A.M. 0.00011 0.00024 0.00051 0.00088
Danno
Poliestere 0.00057 0.00128 0.00266 0.00460
Basso
Calastrelli 0.00011 0.00011 0.00011 0.00011
C.A.M. 0.00033 0.00074 0.00153 0.00265
Danno
Poliestere 0.00173 0.00386 0.00803 0.01388
Medio
Calastrelli 0.00033 0.00033 0.00033 0.00033
C.A.M. 0.00058 0.00130 0.00270 0.00467
Danno
Poliestere 0.00305 0.00679 0.01415 0.02445
Elevato
Calastrelli 0.00058 0.00058 0.00058 0.00058
Tabella 6 – Rapporti Ac/d2 (r1=0.15, [ 1])
Rapporto r=s/d
0.1
0.2
0.35
0.5
C.A.M. 0.00007 0.00017 0.00034 0.00060
Danno
Poliestere 0.00039 0.00087 0.00181 0.00312
Basso
Calastrelli 0.00007 0.00007 0.00007 0.00007
C.A.M. 0.00022 0.00050 0.00104 0.00180
Danno
Poliestere 0.00117 0.00261 0.00545 0.00941
Medio
Calastrelli 0.00022 0.00022 0.00022 0.00022
C.A.M. 0.00039 0.00088 0.00183 0.00317
Danno
Poliestere 0.00207 0.00461 0.00959 0.01658
Elevato
Calastrelli 0.00039 0.00039 0.00039 0.00039
Tabella 7 – Rapporti Ac/d2 (r1=0.2, [ 1])
22.1.3
Tabelle per colonne di sezione quadrata
Si riportano le tabelle per pilastri a sezione quadrata ottenute implementando le
relazioni dell’Ordinanza n. 3274/03, 2003.
Rapporto r=s/d
0.1
0.2
0.35
0.5
C.A.M. 0.00031 0.00069 0.00144 0.00249
Danno
Poliestere 0.00162 0.00362 0.00754 0.01303
Basso
Calastrelli 0.00031 0.00031 0.00031 0.00031
C.A.M. 0.00089 0.00198 0.00412 0.00713
Danno
Poliestere 0.00466 0.01037 0.02160 0.03735
Medio
Calastrelli 0.00089 0.00089 0.00089 0.00089
C.A.M. 0.00153 0.00340 0.00708 0.01224
Danno
Poliestere 0.00799 0.01781 0.03708 0.06410
Elevato
Calastrelli 0.00153 0.00153 0.00153 0.00153
Tabella 9.8 Rapporti Ac/d2 (r1=0.05, Ordinanza n. 3274/03, 2003)
Pagina 127
Consolidamento strutturale e restauro conservativo
Rapporto r=s/d
C.A.M.
Danno
Basso
0.2
0.35
0.5
0.00013 0.00030 0.00062 0.00108
Poliestere 0.00070 0.00157 0.00326 0.00564
Calastrelli 0.00013 0.00013 0.00013 0.00013
C.A.M.
Danno
Medio
0.1
Luca Schettini
0.00038 0.00086 0.00179 0.00309
Poliestere 0.00202 0.00449 0.00935 0.01617
Calastrelli 0.00038 0.00038 0.00038 0.00038
C.A.M. 0.00066 0.00147 0.00306 0.00530
Danno
Poliestere 0.00346 0.00771 0.01606 0.02775
Elevato
Calastrelli 0.00066 0.00066 0.00066 0.00066
Tabella 9.9 Rapporti Ac/d2 (r1=0.1, Ordinanza n. 3274/03, 2003)
Rapporto r=s/d
C.A.M.
Danno
Basso
0.1
0.2
0.35
0.5
0.00008 0.00018 0.00037 0.00064
Poliestere 0.00042 0.00093 0.00193 0.00334
Calastrelli 0.00008 0.00008 0.00008 0.00008
C.A.M.
Danno
Medio
0.00023 0.00051 0.00106 0.00183
Poliestere 0.00119 0.00266 0.00553 0.00957
Calastrelli 0.00023 0.00023 0.00023 0.00023
C.A.M. 0.00039 0.00087 0.00181 0.00313
Danno
Poliestere 0.00205 0.00456 0.00950 0.01642
Elevato
Calastrelli 0.00039 0.00039 0.00039 0.00039
Tabella 9.10 Rapporti Ac/d2 (r1=0.15, Ordinanza n. 3274/03, 2003)
Rapporto r=s/d
C.A.M.
Danno
Basso
0.1
0.2
0.35
0.5
0.00005 0.00012 0.00025 0.00043
Poliestere 0.00028 0.00063 0.00131 0.00226
Calastrelli 0.00005 0.00005 0.00005 0.00005
C.A.M.
Danno
Medio
0.00015 0.00034 0.00072 0.00124
Poliestere 0.00081 0.00180 0.00375 0.00649
Calastrelli 0.00015 0.00015 0.00015 0.00015
C.A.M. 0.00026 0.00059 0.00123 0.00213
Danno
Poliestere 0.00139 0.00309 0.00644 0.01113
Elevato
Calastrelli 0.00026 0.00026 0.00026 0.00026
Tabella 9.11 Rapporti Ac/d2 (r1=0.2, Ordinanza n. 3274/03, 2003)
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23. ALLEGATI
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23.1 TAVOLA STATO DI FATTO PIANTE SEZIONI PROSPETTI
Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di fatto - Piano terra
Pianta
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di fatto - Piano primo
Pianta
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di fatto - Piano secondo
Pianta
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Consolidamento strutturale e restauro conservativo
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di fatto - Piano copertura
Pianta
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di fatto – Prospetto NORD
Prospetto
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di fatto – Prospetto SUD
Prospetto
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di fatto – Prospetto EST
Prospetto
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di fatto – Prospetto OVEST
Prospetto
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Piano terra
Pianta
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Piano primo
Pianta
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Piano secondo
Pianta
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Piano copertura
Pianta
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23.2 TAVOLA INQUADRAMENTO FOTOGRAFICO PATOLOGIE
E SCHEDATURA NORMAL
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23.3 TAVOLA STATO DI PROGETTO PIANTE SEZIONI PROSPETTI
Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Prospetto NORD
Prospetto
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Prospetto SUD
Prospetto
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Prospetto EST
Prospetto
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Prospetto OVEST
Prospetto
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Oggetto: Intervento di risanamento del Torrione – Cassina de’ Pecchi, Milano
Stato di progetto- Sezione A-A
Sezione
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23.4 CALCOLO CONDENSA INTERSTIZIALE
23.4.1
Calcolo Condensa Interstiziale Parete
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23.4.2
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Calcolo condensa interstiziale solaio interpiano
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23.4.3
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Calcolo condensa interstiziale solaio interpiano
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24. INDICE DELLE FIGURE
Figura 1 Ricostruzione 3D del “Torrione”, elemento tipico nel contesto delle
cascine lombarde. .............................................................................................. 6
Figura 2 - 3D view of the “Torrione”, typical element into the Lombard
farmsteads contest. ............................................................................................ 8
Figura 3 - Estratto carta tecnica regionale - Scala 1 : 25 000 ........................... 10
Figura 4 -
Estratto carta tecnica regionale [ Comune Cassina de’ Pecchi ] -
Scala 1 : 10 000 ............................................................................................... 11
Figura 5 – Posizione del “Torrione” e descrizione delle delimitazioni
geografiche....................................................................................................... 14
Figura 6 - Rilievo fatto eseguire negli anni Ottanta da parte del Cavalier
Invernizzi. ......................................................................................................... 15
Figura 7 – Mappale contenente il fabbricato a due piani e il “Torrione”. ........... 16
Figura 8 –Cascina riprodotta nel Foglio 6 di Cassate Cenderar. ...................... 17
Figura 9 - Mappa Teresiana di Cassate Cenderar. .......................................... 18
Figura 10 – Particolare della Mappa del Comune Censuario di Cassina de’
Pecchi (Catasto Lombardo-Veneto, 1855-1857) .............................................. 20
Figura 11 – Particolare della Mappa del Comune Censuario di Cassina de’
Pecchi (Catasto Lombardo-Veneto, 1865). ...................................................... 21
Figura 12 –Estratti dei registi catastali da cui è presente l’edificio a C, gli edifici
prospicienti la corte secondaria nonché le aree di pertinenza alla cascina. ..... 23
Figura 13 – Vista aerea del complesso in cui si trova il “Torrione”. .................. 23
Figura 14 – Estratto in cui si trovano gli edifici A, B e C. .................................. 26
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Figura 15 - Tracce materiche che documentano alcune trasformazioni subite nel
corso del tempo e che hanno alterato le caratteristiche originarie del Torrione.
......................................................................................................................... 27
Figura 16 – Prova dell’esistenza di una canna fumaria avente una tessitura
muraria di file di mattoni e realizzata in rottura rispetto alla muratura originaria
costituita da file di mattoni miste a file di ciottoli. .............................................. 28
Figura 17 - Finestre e porte del piano terra e del piano primo terminano con
archi a tutto sesto. ............................................................................................ 29
Figura 18 - Forma originaria delle aperture rintracciabile nel contorno ad arco
dei tamponamenti realizzati per la formazione delle attuali aperture ad arco
ribassato. .......................................................................................................... 30
Figura 19 – Tracce di due diverse quote delle falde di copertura presenti sul lato
ovest della torre. ............................................................................................... 30
Figura 20 - Presenza di due passati collegamenti tra l’edificio addossato e al
piano terra sul lato ovest del Torrione. ............................................................. 31
Figura 21 – Facciata sud del Torrione .............................................................. 33
Figura 22 - Facciata Nord del Torrione ............................................................. 33
-Figura 23 - Vista Lato Sud, con porta di accesso al Piano Terra .................... 34
Figura 24 – Particolare apertura arcuata posta all’estremità ovest della facciata
nord. ................................................................................................................. 35
Figura 25 – Lato Nord del Torrione ove è posta l’apertura arcuata. ................. 35
Figura 26 – Particolare di solaio ligneo attualmente non praticabile................. 36
Figura 27 - Schema della parete perimetrale. .................................................. 45
Figura 28 - Reception Biblioteca Camerani. ..................................................... 50
Figura 29 - Sala Ragazzi Biblioteca Camerani ................................................. 51
Figura 30 - Vista del progetto a lavori ultimati. ................................................. 52
Figura 31 - Ricucitura armata con barre in acciaio disposte a X. ..................... 62
Figura 32 - Tabella riassuntiva delle caratteristiche meccaniche del legno
secondo la UNI EN 338. ................................................................................... 63
Figura 33 - Realizzazione Rinforzo Connettori solaio esistente ....................... 67
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Figura 34 - Individuazione della microzonazione per li calcolo dell’azione del
vento ................................................................................................................ 74
Figura 35 - Realizzazione Rinforzo Connettori solaio esistente ....................... 80
Figura 36 – Cerchiatura di struttura a torre eseguita con doppia fascia di acciaio
(interna ed esterna) resa solidale tramite tiranti. .............................................. 96
Figura 37 – Colonna cerchiata con anelli metallici e ferri piatti verticali. ...... 97
Figura 38 – Giunzione a forchetta con biette di serraggio. ............................ 97
Figura 39 – Cerchiatura di pilastro a sezione rettangolare a mezzo di calastrelli
e angolari verticali e, nel disegno, tirantini antiespulsivi. ................................. 98
Figura 40 – Cerchiatura di pilastri mediante armatura elicoidale e cuciture
metalliche "a freddo". ....................................................................................... 99
Figura 41 – Cerchiatura di un pilastro tramite soli tirantini antiespulsivi diametrali
e diagonali. ..................................................................................................... 100
Figura 42 – Equilibrio di un elemento monodimensionale curvo sottoposto a
trazione. ......................................................................................................... 104
Figura 43 – Dimensionamento dei tirantini antiespulsivi. ................................ 106
Figura 44 – Intervento di adeguamento sismico eseguito con il sistema C.A.M.
su un edificio di Petrella Tifernina (CB) .......................................................... 109
Figura 45 – Disposizione a quinconce dei fori su una parete, con indicazione
della maglia ortogonale. ................................................................................. 110
Figura 46 – Elementi base e schema di confinamento con il sistema C.A.M. 111
Figura 47 – Confinamento di pilastri in muratura di mattoni mediante il sistema
C.A.M.(a sinistra) e mediante fasce di Poliestere con cicchetti di chiusura (a
destra) ............................................................................................................ 112
Figura 48 – Equilibrio di una sezione confinata .............................................. 115
Figura 49 – Volume di Muratura effettivamente confinata .............................. 118
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25. BIBLIOGRAFIA
[ 1] Borri, A. Grazini, A. (2004) Criteri e metodologie per il dimensionamento
degli interventi con FRP nel miglioramento sismico degli edifici in
muratura. XI Congresso Nazionale “L’ingegneria Sismica in Italia”, Genova
25-29 gennaio 2004.
[ 2] Dolce, M. Cacosso, A. Ponzo, F.C. Marnetto, R. (2002) New
Technologies for the Structural Rehabilitation of Masonry Constructions:
Concept, Experimental Validation and Application of the CAM System,
Seminar “The Intervention On Built Heritage: Conservation and
Rehabilitation Practices”, Porto, 2-4 October 2002. Invited lecture.
[ 3] Mander, J. B. Priestley, M. J. N. Park, R. (1988). Theoretical Stress –
Strain Model for Confined Concrete. Journal of Structural Engineering,
Vol. 114, No 8, August 1988.
[ 4] Richart, F.E., Brandtzaeg, A. e Brown, R.L. (1929). The failure of plain
and spirally reinforced concrete in compression. Engineering Experiment
Station Bulletin, 190, University of Illinois, Urbana, USA, April.
[ 5] Samaan, M., Mirmiran, A. e Shahawy, M. (1998). Model of concrete
confined by fiber composites. Journal of Structural Engineering, ASCE,
Vol. 124(9), 1025-1031.
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