Rinforzo strutturale di murature faccia a vista: due tecniche abbinate per la Torre del Palazzo delle Poste di Massa Carrara

Consolidamento e rinforzo strutturale delle murature faccia a vista della Torre del Palazzo delle Poste (Massa)

Il consolidamento e il rinforzo strutturale delle murature a “faccia a vista” rappresenta uno degli interventi più complessi per il raggiungimento di un adeguato livello di sicurezza degli edifici storici.

Ad oggi numerose sono le tecniche proposte come migliorative delle caratteristiche meccaniche della muratura: il placcaggio con compositi a base di fibre unidirezionali, la realizzazione di un intonaco armato con rete preformata in GFRP (Glass Fiber Reinforced Polimer), interventi con compositi fibrorinforzati con matrici inorganiche FRCM (Fiber Reinforced Cementitius Matrix). 

Tali tecniche hanno tuttavia un limite applicativo di non preservare l’originario aspetto della muratura su cui si interviene, pertanto quando è necessario preservare la finitura faccia a vista dei paramenti murari è auspicabile intervenire con il cosiddetto sistema ANCHORSTEEL NET.

A tal proposito presentiamo il nostro intervento per la CONSERVAZIONE E COMPATIBILITA’ STORICA DELLA TORRE DEL PALAZZO DELLE POSTE NEL COMUNE DI MASSA che ha previsto il RINFORZO della MURATURE FACCIA-VISTA della struttura della Torre dell’Orologio.

La case history della Torre di Massa, vista la delicatezza dell’intervento e l’obiettivo di tutela del patrimonio architettonico e la necessità di preservare l’aspetto estetico della struttura ci ha coinvolto in un articolato intervento che ha previsto l’abbinamento di due tecniche e soluzioni di rinforzo strutturale:

1. l’intonaco strutturale armato (sistema CRM/FRCM) costituito da reti in fibra di vetro apprettate e trefoli in acciaio UHTSS galvanizzato con cui sono state consolidate le pareti interne del torrione,
2. il sistema a ”reticolo” che ha previsto l’inserimento, nei giunti di malta, di una maglia con trefoli di acciaio UHTSS galvanizzato, i cui nodi sono fissati al paramento murario mediante barre trasversali elicoidali in acciaio inox, che ha permesso di preservare il faccia a vista dei paramenti murari della Torre.

Cenni storici

L’area dell’edificio Postale nel Comune di Massa è stata precedentemente acquisita e poi successivamente costruita tra il 1931 e 1933 dal Comune di Massa. Successivamente nel 1958 l’edificio è stato ampliato demolendo la precedente esedra semicircolare e costruendo una nuova ala che si sviluppa sulla porzione retrostante dell’edificio.

L’impianto planimetrico ad U si traduce in alzato come un’aggregazione di volumi di diverse altezze raggruppati intorno alla torre. Caratteristica principale del complesso è la Torre dell’Orologio con il suo rivestimento in mattoni rossi e rifiniture in marmo bianco a cornice delle aperture e degli ultimi due settori della torre. Rispetto ai corpi di fabbrica adiacenti, il fusto della torre si distingue per differente orditura del rivestimento del laterizio, arretrato per ornare il fusto stesso con lunghe scanalature verticali.

Per questa sua conformazione particolare e gli effetti dell’evoluzione sismica sul territorio Italiano, la torre presentava nelle zone d’angolo, in particolare nella connessione tra il pannello murario e la parete interna in c.a. tramite tiranti in acciaio, segni di degrado fessurativo, con corrosione ed espulsione dei ferri d’armatura e parziale distaccamento della cortina esterna in mattoni, causando possibili fenomeni di ribaltamento della superficie corticale dell’edificio.

 

  

IL CASO STUDIO: dettagli e valutazioni

La torre, a base quadrata, alta complessivamente 42 metri, è composta da una struttura interna in calcestruzzo armato, costituita da pilastri rettangolari e una scala voltata che irrigidisce l’intero edificio, oltre ad un paramento interno in calcestruzzo ed uno esterno in mattoni che ne costituiscono la struttura. Il paramento in calcestruzzo armato e il paramento esterno in mattoni, fisicamente separati e realizzati con materiali differenti, sono connessi in alcuni punti attraverso barre di armatura che svolgono il ruolo di tiranti, garantendo la stabilità tra le due facce adiacenti.

 

 

Questa tipologia di connessione viene ripetuta nelle zone d’angolo, dove tra la struttura interna in calcestruzzo armato e quella esterna in mattoni si crea una zona di vuoto e la continuità è garantita dalla presenza delle barre di armatura. É stato osservato un evidente quadro fessurativo che mette in luce la presenza di lesioni soprattutto nelle zone d’angolo, dove la connessione tra il pannello murario e la parete interna in c.a. è affidata alle barre d’armatura (tiranti) esposti all’aria e all’acqua.

L’esposizione agli agenti esterni ha attivato il processo di corrosione delle stesse, provocando di conseguenza un’espansione e successiva espulsione della muratura. Tale distaccamento avrebbe potuto portare al ribaltamento della parete muraria esterna.

 

  

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Il progetto

Dopo aver valutato lo stato della struttura tramite prove di caratterizzazione dei materiali, integrate con modelli di calcolo globale e locale, condotto dall’ Ing. Paolo Di Scanno del gruppo Artelia Italia s.p.a di Roma, si è potuto valutare il comportamento della parte strutturale e non strutturale. Queste tipologie di analisi, hanno permesso di ottenere un livello di conoscenza LC2. Con il modello tridimensionale si è studiato il comportamento globale dell’opera, considerando le azioni principali che gravano sulla struttura, tra cui il vento, ed è stato determinato come l’azione del sisma risulta quella più gravosa.

Con i modelli locali, è stato valutato il comportamento puntuale dei pannelli murari sottoposti ad azione sismica, sia per azioni nel piano che fuori piano. Dopo aver valutato lo stato attuale, si è progettato un sistema di rinforzo globale che va a rastremarsi dall’alto verso il basso sul fusto della torre, costituito dall’accoppiamento di due sistemi di rinforzo tra loro collegati.

Con il sistema a ”reticolo” lato esterno si ottiene un consolidamento del paramento in grado quindi di poterlo confinare e sostenere nel caso di azioni destabilizzanti. Il tutto si ottiene senza alterare in alcun modo la facciata, adoperando i giunti anche di pochi millimetri per il passaggio dei trefoli, che poi vengono sigillati con malta in calce, restaurando cosi l’aspetto originario della torre. Il sistema viene predisposto a fasce di interasse variabile, a seconda del tipo di gravosità di azione esterna agente, tranne per le zone d’angolo in cui viene posto sull’intera altezza della torre.

 

 

 

Con il sistema dell’intonaco armato si vincolano i pannelli in calcestruzzo alla torre, attraverso un sistema performante e con un minimo impatto sul comportamento globale della struttura. Inoltre si costituisce un vincolo fisso per il sistema di rinforzo del paramento murario, che non poteva essere garantito dallo stesso allo stato attuale.

 

 

Il sistema impiegato per la Torre di Massa è un sistema di rinforzo per murature faccia a vista che consiste nell’inserimento nei giunti di malta, scarniti per una profondità di 5-6 cm, di una maglia continua realizzata con trefoli di acciaio UHTSS galvanizzato, i cui nodi, fissati al paramento murario mediante barre trasversali elicoidali in acciaio inox STEEL ANCHORFIX, secondo uno schema a maglie di opportune dimensioni.

La ristillatura finale dei giunti con malta tipo LIMECRETE TA, che ricopre completamente sia i trefoli che le teste delle barre trasversali, permette di conservare la finitura faccia a vista della muratura.

Per tale sistema si sono condotte delle ricerche presso il laboratorio dell’Università di Bologna attraverso le quali si sono posti a confronto pannelli in muratura vergine senza rinforzo.

Sono stati presi a campione i seguenti accoppiamenti di rinforzo su supporto in muratura:

1. Sistema Ibrido ANCHORSTEEL NET + GNET 401 BAL
2. Sistema Ibrido ANCHORSTEEL NET + RG66 NETBA
3. Sistema Ibrido ANCHORSTEEL NET + BNET 450 BA

Le prove sono state condotte su campioni di muratura di cm 130x130 a doppia testa, sul quale dopo le opportune applicazioni di materiale, sono state condotte delle prove a compressione diagonale.

 

 

 

Dalle prove di laboratorio effettuate, nel rispetto della norma ASTM E519, come si evince (figura 9 e 10) sono stati ricavati i seguenti dati dalle misurazioni dei potenziometri applicati al pannello murario:

 

 

Il parametro di confronto sul quale è basata tutta la fase di analisi incide sull’incremento della resistenza a taglio del paramento murario. Come si evince dalle curve di inviluppo, attraverso le quali vengono messe a confronto la relazioni tra i sistemi presi in analisi (Figure 9 e 10), si può osservare che l’incremento della resistenza a taglio con sistema ANCHORSTEEL NET da un lato e sistema CRM/FRCM dall’altro lato apporta un miglioramento percentuale fino al 35% con incremento di resistenza a taglio del pannello murario.

 

CONCLUSIONI:

L’intervento di ripristino basato sull’abbinamento di due tecniche rese complementari, ha consentito di migliorare sismicamente la struttura permettendo così di raggiungere gli obiettivi prefissati, ovvero:

• Interventi mirati lungo il fusto della torre seguendo la gerarchia dei carichi, con notevole risparmio di oneri;
• Miglioramento della rigidezza alle azioni orizzontali e incremento delle capacità alle azioni fuori piano del paramento murario;
• Riduzione dell’invasività dell’intervento all’esterno ai fini della conservazione, in quanto non altera l’aspetto estetico dell’opera.

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