I metodi per realizzare il consolidamento delle volte in muratura

NEWS DI Ristrutturazione
Come intervenire per consolidare le volte in muratura con metodiche differenti finalizzate al recupero strutturale e architettonico, nel rispetto dell'esistente
16 Luglio 2016 ore 10:03

Le volte: strutture antiche e moderne


Tra i diversi tipi di coperture presenti nel settore delle strutture architettoniche, la volta rappresenta una tipologia fondamentale.

Volendo descrivere la struttura di un tale elemento, possiamo immaginare la sua composizione realizzata affiancando una serie di archi, la cui diversa disposizione genera principalmente due tipologie di volte: semplici e composte.

Volte a crociera in muraturaLe volte, indipendentemente dal tipo di forma geometrica, sono fondamentalmente delle strutture spingenti, capaci di esercitare spinte laterali; l’opposizione a tali spinte è affidata principalmente alle murature perimetrali e in alternativa a elementi metallici, come i tiranti in acciaio.


Consolidamento di un cupola

Consolidamento di un cupola

Consolidamento di un cupola
Rinforzo di una volta a vela

Rinforzo di una volta a vela

Rinforzo di una volta a vela
Volta in acciaio

Volta in acciaio

Volta in acciaio
Volta la crociera in mattoni

Volta la crociera in mattoni

Volta la crociera in mattoni
Rinfianco

Rinfianco

Rinfianco

Occorre però dire come in pratica sia molto difficile imbattersi in volte vere e proprie, nelle quali i conci di muratura di cui sono costituite, posati con i giunti orientati verso il centro geometrico della volta, producano in proporzione alla loro posizione una parte della spinta totale verso l’esterno.

Comunemente, è più facile riscontrare delle tipologie a guscio, realizzate con materiali diversi dalle murature in pietra o in laterizio: voltine in calcestruzzo armato o in altri materiali alternativi rappresentano un esempio in tal senso.


Volte a geometria variabile


In virtù della geometria del proprio intradosso, le volte si suddividono in semplici e composte; un esempio di volta semplice è rappresentato dalla volta a botte, mentre una complessa è rappresentata da una volta a crociera.

Volte a botte
La breve premessa sopraesposta, è necessaria per poter introdurre il consolidamento di tali strutture, argomento certamente non esaustibile nell’ambito di una breve nota, ma comunque trattabile in modo tale da fornire delle linee guida su come comportarsi in presenza di un apparente dissesto riguardante tali strutture.

La ricerca della causa dell’apparente dissesto rappresenta il primo passo verso la soluzione del problema. Questa fase va affrontata rifuggendo da sistemi fai da te, ma facendosi seguire da un tecnico qualificato, il quale, dopo aver effettuato gli opportuni rilievi, potrà individuare le probabili cause del dissesto.


Volte e cause dei dissesti


Dopo aver individuato le cause, occorre chiarire le finalità dell’intervento di consolidamento , le quali ovviamente dipendono dal tipo di struttura architettonica a cui si fa riferimento.

Si può ben capire come in un edificio di particolare pregio architettonico, non sia possibile alterarne la struttura materica, senza tener conto del contesto e ciò nel rispetto delle normative vigenti nel campo del restauro e consolidamento dei beni architettonici, in particolare della Carta Italiana del Restauro del 1972.

Volta a crociera fortemente lesionata
Tale documento recita «Esigenza fondamentale del restauro è quella di rispettare e salvaguardare l’autenticità degli elementi costitutivi nel caso di murature fuori piombo, anche se perentorie necessità ne suggeriscono la demolizione e la ricostruzione, va preliminarmente esaminata e tentata la possibilità di raddrizzamento senza sostituire le murature originarie».

In virtù di quanto disposto dalle norme in materia di restauro, gli interventi di consolidamento che prevedono sostituzioni o modifiche dei paramenti murari, oltre a limitarsi al minimo indispensabile, dovranno essere distinguibili dagli elementi originari, differenziando i materiali o le superfici di nuovo impiego.

Restando nell’ambito delle strutture ordinarie, per le quali non esistono particolari vincoli conservativi, è immediato comprendere come il tipo di intervento da realizzare in presenza di un dissesto sia rappresentato da un insieme di opere tese principalmente ad aumentare la sicurezza statica della struttura.


Volte e interventi di consolidamento ricorrenti


Gli interventi più frequenti di consolidamento delle volte in muratura vengono effettuati allo scopo di ridurre i carichi agenti su di esse, cosa fondamentale in particolare per quelle costruzioni ricadenti in zona sismica o in presenza di modifiche della composizione strutturale dell'edificio, in seguito a ridistribuzioni funzionali, cambi di destinazione d'uso dei locali, con conseguenti aumenti di carico sulle volte.

Lo svuotamento dei riempimenti dei rinfianchi, la realizzazione di soletta in calcestruzzo armato di consolidamento sull'estradosso della volta e successiva realizzazione di frenelli in muratura, la realizzazione di una eventuale sopravolta in calcestruzzo armato a cui è affidato il compito di sostenere la volta sottostante e ridurre la sollecitazione sui muri d’ambito, l’inserimento di opere metalliche atte a contrastare la spinta laterale o a impedirne l’accentuarsi, rappresentano gli interventi classici con i quali è stato affrontato per molto tempo la problematica.

Consolidamento con fibrenet
Nei sistemi sopra descritti, oltre a intervenire con sistemi di scuci e cuci delle parti murarie, spesso venivano impiegate reti metalliche, che hanno evidenziato nel tempo diversi inconvenienti, causati da fenomeni di ossidazione.

Grazie all'introduzione di nuovi materiali da costruzione, come le reti in fibra di vetro o le fibre di carbonio, oggi è possibile intervenire in maniera meno invasiva e più efficace.

Per interventi di semplice rafforzamento preventivo, quando non risulta necessario svuotare l’estradosso della volta, possono impiegarsi malte da intonaco a basso modulo a base di calce, armate con reti e connessioni in GFRP preformate, applicate all’intradosso delle volte con peso e spessore ridotti (circa 3 cm).

Questo intervento permette di ottenere un miglioramento strutturale omogeneo e diffuso, con elevate caratteristiche meccaniche, di duttilità, di durabilità e con basse rigidezze.

Opere di puntellamento: ditta Giulia
Qualora dovesse emergere la necessità di un intervento di consolidamento più radicale, si dovrà procedere con un vero e proprio insieme di opere, le quali verteranno a realizzare una nuova struttura soprastante la volta danneggiata, a cui affidare l’incarico di alleggerire il carico di esercizio della volta esistente.

Per fare ciò è necessario puntellare dalla parte intradossale la volta in questione, mediante un insieme di elementi atti a presidiare in maniera uniforme l’intero intradosso della volta, senza che su di essa possano essere in qualche modo esercitate pressioni di sorta.

Dopo aver assicurato la volta da consolidare, si procederà con la rimozione della parte estradossale, mediante la rimozione della pavimentazione superiore e lo svuotamento dei rinfianchi, avendo cura di svuotarli contemporaneamente al fine di evitare scompensi di carico.

L’operazione sopra citata, permetterà di mettere a nudo la parte muraria estradossale, che dovrà essere adeguatamente pulita e laddove possibile ripristinata al meglio, per rendere la superficie estradossale pulita ed uniforme.

Rafforzamento fibrebuild con materiale in fibra di carbonio
A questo punto, occorre procedere al consolidamento della muratura perimetrale alla quale verrà ancorata la nuova struttura in calcestruzzo armato, preferibilmente realizzata in cemento fibrorinforzato, oppure impiegando materiali leggeri, quali inerti per la formazione della controvolta, con uno spessore variabile di almeno 5 cm.

Attraverso ancoraggi costituiti da tondini di acciaio inseriti nella muratura perimetrale, impiegando materiali idonei in rapporto al tipo di muratura presente, verrà disposta sull’intradosso della nuova struttura in calcestruzzo armato, una rete di ripartizione dei carichi, la quale, per una opportuna riduzione dei carichi e maggior durata nel tempo, è consigliabile sia costituita da fibre di vetro.

Dopo aver realizzato il getto della nuova struttura, occorre procedere al riempimento dei rinfianchi mediante materiale leggero, come l’argilla espansa, polistirolo o materiali simili.


Volte e interventi di consolidamento con materiali innovativi


Qualora non si volesse procedere alla realizzazione di una nuova struttura portante di supporto a quella esistente, è possibile impiegare idonei tessuti in fibra di vetro e carbonio, da applicare sia all’intradosso che all’estradosso della volta, mediante l’uso di resine termoindurenti.

Tale sistema, tra cui uno dei più noti è rappresentato dal FIBREBUILD BETONTEX-EPOXY termoindurente, permette di incrementare la resistenza meccanica dell'intera struttura.

Gli interventi specialistici descritti, vanno eseguiti sotto la direzione di tecnico abilitato, poiché è necessario ricercare con opportuno calcolo, i punti di applicazione delle fibre e la loro disposizione.

Questa operazione, se non accuratamente predisposta, oltre a incidere in maniera economica rilevante, potrebbe sortire addirittura effetti dannosi per l'intera opera strutturale.

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