Consolidamento di un solaio realizzato in parte in legno e in parte in acciaio

Rinforzo di un solaio con struttura in legno e acciaio mediante l'uso di travi, funi e tenditori

Il solaio oggetto dell'intervento, facente parte di un edificio monumentale, presentava una singolarità strutturale: era portato per metà da travi di legno, travicelli e pianelle e per metà da travi d’acciaio profilato e laterizio, nella tipicità costruttiva dell'inizio del secolo scorso (figura 1).

È sembrato possibile che quest’ultima parte, la più recente, fosse stata costruita in sostituzione alle membrature di legno precedenti, ormai inefficaci.

Lo stato delle strutture, evidenziato dopo la demolizione del controsoffitto presente, giustificava le deformazioni del solaio visibili sulla superficie di calpestio del solaio sovrastante.
Ad una prima verifica risultò evidente l’insufficienza delle sezioni degli elementi portanti, sia di legno che di ferro, poi avvalorata dai calcoli per le verifiche statiche antecedenti al progetto.

La scelta dell’intervento è ricaduta su tecniche da eseguire all'intradosso del solaio, onde evitare la rimozione delle strutture dei pavimenti esistenti, anche in ragione del rispetto che si è dovuto all'immobile vincolato ai sensi della legge 1089/39 e avendo avuto la possibilità di approfittare della presenza di un controsoffitto da demolire e ricostruire perché pesante, che ha consentito di lavorare in uno spessore utile per l’apposizione di elementi di rinforzo senza modificare preesistenti geometrie dell’ambiente sottostante.

Le opere eseguite hanno avuto la prerogativa della possibile rimozione e della sostituibilità di ogni loro parte.

Le tipologie di intervento di rinforzo adottate sono state le seguenti (figura 1):

• consolidamento della parte di solaio avente struttura di legno (A);
• consolidamento della parte di solaio avente struttura di acciaio e laterizio (B).

Figura 1 - Consolidamento di un solaio in legno con intervento dall’intradosso, senza alcuna modifica della struttura esistente. Pianta.

Consolidamento della parte di solaio con struttura in legno

Per la prima tipologia di intervento (A), sul solaio in legno sono state poste in opera travi profilate di acciaio parallele a quelle lignee esistenti, sistemate sotto i travetti, tra una trave portante e l’altra. Ciò ha permesso di sostenere, senza alcuna sostituzione, l'orditura secondaria palesemente deformata e, al contempo, quella primaria, con l'ausilio di funi e piatti di acciaio (figure 2 e 4).

Figura 2 - Inserimento di profilati in acciaio sotto i travetti in legno (orditura secondaria) e sostegno dell'orditura primaria con funi di acciaio. Sezione.

Nell’articolo sono riportati solo alcuni particolari costruttivi. Per scaricare tutte le tavole progettuali vai negli ALLEGATI in fondo all'articolo.

Figura  4 - Inserimento di profilati in acciaio sotto i travetti in legno (orditura secondaria) e sostegno dell'orditura primaria con funi d'acciaio. Particolare.

La necessità di ricorrere alle funi di acciaio, collegate con morsetti ad attrito e tenditori, è derivata dall'impossibilità di esercitare una sollecitazione dal basso sul solaio con puntelli regolabili con viti, a causa della presenza di volte affrescate costituenti l’orizzontamento del livello sottostante.
I tenditori, attraverso il loro serraggio, hanno permesso, quindi, di porre in immediata condizione di lavoro per contrasto le travi d’acciaio di rinforzo, tanto da sgravare quelle di legno esistenti.
Per l'ultima fase è stato eseguito l'inserimento, tramite battitura, di cunei d'acciaio tra le ali superiori dei profilati e ogni travicello. I cunei sono stati fissati alla trave d'acciaio con piccoli punti di saldatura, in modo da garantire la stabilità della loro posizione nel tempo.

Le funi d'acciaio sono state ancorate sull'anima dei profilati e le piastre sono state fissate con viti al di sotto delle travi portanti.
Per evitare che le funi potessero essere sottoposte ad azioni taglianti in corrispondenza degli spigoli vivi della piastra e dell'anima della trave d'acciaio, è stato previsto di proteggerle e contenerle con tubi, anch'essi d'acciaio.

Consolidamento della parte del solaio con struttura in acciaio

Anche per la tipologia di intervento (B) si è fatto ricorso alle travi profilate d'acciaio che hanno composto un'orditura doppia: quella portante appoggiata sulle murature (trave "Y") e quella trasversale (trave "X") di ripartizione e collegamento delle travi d’acciaio esistenti .

Tutti gli elementi che hanno fatto parte dell'intervento sono stati saldati. All'occorrenza, per motivi di difficoltà nella loro movimentazione, i pezzi sono stati trasportati per parti da assemblare e saldare sul posto. 

Le saldature, in particolare quelle testa-testa, sono state eseguite con cordone continuo e a completa saturazione delle gole ottenute con taglio a 45°.
Il controsoffitto è stato ricostruito ricorrendo al cartongesso, appendendolo alle nuove travi di rinforzo.

Ogni apertura nelle murature portanti per l'inserimento delle travi e per il loro appoggio è stata di profondità non inferiore a 35 cm ed è stata eseguita da maestranze specializzate nel restauro e nel consolidamento strutturale, così da evitare inutili e dannose asportazioni di parti murarie.

Particolare attenzione è stata riservata alla costruzione degli appoggi delle nuove travi nelle murature, alle saldature di qualsiasi elemento d'acciaio, alla tesatura dei tenditori e al posizionamento dei cunei a contrasto.

L'efficacia del risultato è direttamente collegata allo stato di sollecitazione interna al sistema strutturale finale che permette di ottenere un’immediata estraneazione delle parti strutturali non più staticamente idonee e di evitare ulteriori deformazioni del solaio prima di usufruire del beneficio prodotto dalle nuove strutture di rinforzo.

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In allegato sono presenti tavole progettuali di ulteriori particolari costruttivi.

Tutti i disegni contenuti nel presente articolo non sono coperti da copyright, quindi sono utilizzabili per fini professionali personali e sono scaricabili come ALLEGATI in formato PDF in alta definizione in fondo all'articolo.

Questo contributo è il risultato di una selezione di alcuni esempi di interventi di rinforzo e consolidamento tratti dal volume "Particolari costruttivi nel consolidamento e restauro" di Massimo Mariani.

IL LIBRO

Particolari costruttivi nel consolidamento e restauro

Roma, Dei, Tipografia del Genio Civile, 2014.

Questo libro non contiene modellazioni ed elaborazioni fisico-matematiche, come invece è avvenuto nelle mie precedenti pubblicazioni, perché con l’esperienza accompagnata alla tristezza del susseguirsi costante di emanazioni e rettifiche di normative progressivamente sempre più fondate sul calcolo progettuale (e non sulla verifica) di qualsiasi sistema strutturale, ho raggiunto, già da tempo, la convinzione che sia ora di diffondere prima di tutto la pratica colta del “saper leggere” le strutture, interpretarne necessità e patologie per ricorrere alle più idonee tecniche di intervento, nel peculiare rispetto dell’esistenza del bene su cui si opera. ....

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