Come effettuare il consolidamento di un architrave

Architravi: elementi architettonici e strutturali significativi

L'architrave è un elemento architettonico e strutturale molto importante: costituisce infatti la chiusura superiore di qualsiasi porta o finestra e perciò contribuisce in maniera determinante alla stabilità di una parete in muratura.
Può rimanere in vista oppure essere nascosto dall'intonaco o un rivestimento: possiede quindi anche un importante ruolo estetico e di caratterizzazione dell'edificio, perché ciascuno stile architettonico ha codificato i propri modelli peculiari.

Gli architravi tradizionali sono quasi sempre in legno, un materiale molto adatto grazie all'ottima resistenza a flessione; di tipo monolitico in pietra con forma rettangolare, triangolare oppure a trapezio o infine a piattabanda di mattoni o di conci lapidei sagomati a cuneo.


Poiché, inoltre, sono un prezioso documento dei materiali e delle tecniche costruttive tradizionali, un intervento di restauro o miglioramento sismico deve prevederne l'accurata conservazione con opportune tecniche di consolidamento.

I dissesti caratteristici degli architravi

Il primo passo per un corretto consolidamento consiste nell'analisi dello stato di conservazione e nello studio dell'eventuale quadro fessurativo.

Gli architravi tradizionali manifestano infatti un dissesto molto caratteristico per gli eccessivi sforzi di flessione.

Un architrave in pietra tende infatti a spezzarsi in mezzeria oppure tra la mezzeria e una delle imposte, mentre un architrave in legno presenta un'eccessiva flessione a causa della deformazione viscosa o fluage.

Le piattabande o architravi in laterizio tendono infine a lesionarsi in corrispondenza dei giunti di malta o a manifestare pericolosi dissesti a taglio con lo scorrimento verso il basso di mattoni o conci lapidei.

In assenza di un arco di scarico, una bucatura o una zona di parete alleggerita subito sopra l'estradosso dell'architrave la muratura si lesiona invece secondo un inconfondibile profilo semicircolare o parabolico, che comporta la formazione di un vero e proprio arco di scarico naturale. Questo effetto è facilmente spiegabile tenendo conto che un architrave sostiene una porzione di muratura corrispondente grosso modo a un triangolo equilatero.


Durante un terremoto le bucature, e perciò gli architravi a piattabanda, si danneggiano invece per le enormi sollecitazioni a taglio a cui vengono sottoposti.

I dissesti corrispondenti possono essere di due tipi:

• al piano terra delle facciate con ampie bucature molto ravvicinate, lesioni orizzontali proprio in corrispondenza degli architravi (lesioni a taglio orizzontale);
  
  
• in presenza di colonne di finestre sovrapposte, tipiche lesioni diagonali con andamento a forma di x (lesioni a taglio diagonale).
  
  
  

Come consolidare un architrave

Un architrave può essere consolidato per due motivi:

• In presenza di dissesti per ripristinarne il corretto funzionamento statico, eventualmente sostituendo in tutto o in parte le porzioni ormai ammalorate (ad esempio un architrave in pietra spezzato in due parti) o affiancandole a nuovi elementi strutturali collaboranti.
  Quest'ultima opzione è maggiormente rispettosa dei principi del restauro architettonico.
  
  
• In caso di miglioramento sismico di un intero edificio, per aumentarne l'efficienza alle sollecitazioni orizzontali.
  
  

Il consolidamento può avvenire con tecniche tradizionali, collaudate da molti secoli di uso ininterrotto, oppure con materiali tecnologicamente avanzati.

Consolidamento di un architrave lesionato con elementi metallici

Anticamente gli architravi monolitici in pietra gravemente lesionati venivano semplicemente ricuciti con l'inserimento di una o più graffe in metallo, generalmente piombo: si tratta però di una soluzione inaccettabile al giorno d'oggi, sia a causa delle notevoli difficoltà di esecuzione, sia per lo scarso margine di sicurezza. La resistenza a flessione è infatti affidata unicamente ai perni in metallo.


Una valida alternativa prevede il semplice inserimento di una o più piattine in metallo all'intradosso, andando a costituire una piattabanda armata.

Si tratta di un intervento che, pur alterando il funzionamento strutturale originario dell'architrave, rispetta pienamente i principi di reversibilità eì minimo intervento.
É inoltre una tecnica molto antica, già utilizzata dagli antichi Romani ad esempio nel peristilio della Villa Adriana a Tivoli e perciò ampiamente collaudata.


In questi particolari costruttivi vediamo il consolidamento della piattabanda di una bucatura con luce netta di 204 cm e una profondità di 64 cm mediante l'inserimento di tre piattine in acciaio inox con spessore di 2 cm e larghezza di 6 cm.
L'appoggio in corrispondenza dei piedritti avviene per una lunghezza di 40 cm su ciascun lato.
La muratura va tagliata molto precisamente con appositi macchinari e successivamente risarcita con malta di composizione analoga a quella originaria e comunque tassativamente non cementizia.

Un intervento simile è stato eseguito nel Palazzo De Probizer a Isera in privincia di Trento dall'aziendaDZ Servizi Restauro: l'unica differenza consiste nell'uso di una lastra in lamiera metallica di adeguato spessore resa solidale con la muratura in sostituzione delle piattine di acciaio.


La muratura lesionata in corrispondenza dell'arco di scarico naturale può essere invece risarcita in vari modi:

• con semplici stuccature per lesioni sottili;
  
  
• scuci-cuci in caso di lesioni molto estese e articolate;
  
  
• con cuciture localizzate mediante sottili barre in acciaio inox, titanio o fibra di carbonio;
  
  
• soprattutto in presenza di stucchi o pitture parietali mediante iniezioni di malta di calce idraulica naturale.
  
  
  

Consolidamento mediante fibre di carbonio

Il consolidamento con strisce o tessuti di fibre di carbonio si basa sullo stesso principio.
Il materiale è però molto diverso e di sperimentazione piuttosto recente.


Le fibre di carbonio, dotate di ottima resistenza a trazione, estrema leggerezza e spessori ridottissimi si presentano sotto forma di fiocchi o fasci di fibre, reti, strisce di varia larghezza o veri e propri tessuti.

Nel caso di un architrave, l'intervento avviene generalmente in due modi:

• disponendo una o più strisce all'intradosso, eventualmente con alcune cerchiature supplementari di acciaio o fibre di carbonio nei punti più lesionati, come si nota nel consolidamento di un architrave in cemento armato eseguito dall'azienda Betontaglio;
  
  
• con due larghe fasce (una per ciascun lato) di tessuto in fibra di carbonio rese solidali tra loro mediante connettori o fiocchi sempre di fibre di carbonio, com'è avvenuto nel recupero di una piattabanda in laterizio eseguito dal Consorzio Zenith.
  
  

Questo metodo presenta però alcune criticità:

• per essere efficace richiede un'ottima adesione delle fibre al supporto, ottenibile mediante l'applicazione di resina epossidica sulla muratura perfettamente spianata e pulita per evitare qualsiasi traccia di depositi pulverulenti e con l'uso aggiuntivo di connettori in fibra di carbonio o barre di acciaio;
  
  
• le fibre di carbonio in caso di alte temperature ed esposizione alle intemperie e ai raggi ultravioletti tendono a degradare le proprie caratteristiche: bisogna dunque proteggerle con strati di malta di adeguato spessore e composizione;
  
  

• nonostante un notevole aumento di resistenza dell'architrave, da solo non può contrastare i dissesti come la formazione di cerniere plastiche: in caso di quadri fessurativi in rapida evoluzione occorre perciò risarcire accuratamente le lesioni, affiancare i rinforzi in fibra di carbonio ad altri metodi di consolidamento e/o rimuovere le cause di dissesto (carichi eccessivi, cedimenti fondali, trasmissione di spinte orizzontali, eccetera);
  
  
• un errato posizionamento delle fibre può comprometterne irrimediabilmente l'efficacia: la progettazione esecutiva e la posa in opera vanno perciò eseguite a perfetta regola d'arte;
  
  
• è un intervento irreversibile: in edifici storici le fibre di carbonio vanno quindi impiegate con grande attenzione; inoltre non sono utilizzabili in presenza di stucchi, affreschi, modanature o bassorilievi.
  
  
  

Miglioramento sismico di un architrave o piattabanda

Il miglioramento sismico di un architrave consiste invece nel migliorarne sensibilmente la risposta in caso di terremoto soprattutto alle sollecitazioni di taglio.

Quali sono i metodi più comuni per il miglioramento sismico?

• per l'esecuzione di nuove bucature in murature portanti si esegue generalmente una cerchiatura completa in profilati di acciaio, come in questo intervento dell'azienda RE.RI.T; è però un sistema irreversibile ed estremamente invasivo da limitare al minimo indispensabile;
  
  
• negli architravi o piattabande già esistenti si migliorano le connessioni tra le spallette dell'architrave e la muratura sovrastante con la realizzazione di perfori armati.

Questo sistema si rivela particolarmente efficace per contrastare la formazione delle tipiche lesioni a taglio che si manifestano proprio negli spigoli delle bucature ed è applicabile soprattutto agli architravi in legno o a piattabanda.

Quali sono le fasi esecutive?

1. in caso di lesioni pregresse, loro risarcitura con cuciture localizzate o la tecnica dello scuci-cuci, come si nota in questo intervento di Geota Costruzioni;
   
   
2. dopo l'indurimento della malta di integrazione, esecuzione dei fori: il loro andamento è inclinato a 45°, la lunghezza dipende strettamente dalla luce dell'architrave ma in generale è di almeno 100 cm;
   
   
3. accurata pulizia e aspirazione dei fori per asportare qualsiasi traccia di materiali parzialmente staccati e depositi pulverulenti;
   
   
4. inserimento nei fori di barre in acciaio, titanio o fibre di carbonio;
   
   
5. completa sigillatura dei fori con malta di calce idraulica naturale o betoncino di resina epossidica.