roma , 7 luglio 2015 · - per eliminare le spinte dovute agli archi e volte •cerchiature : -...
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Ing. Marco TUFI
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SEMINARIO FORMATIVO
EMERGENZA TERREMOTO
Criteri di base
LE OPERE PROVVISIONALI DI SOSTEGNO
ROMA , 7 LUGLIO 2015
Componente della Commissione Protezione CIVILE dell’Ordine
degli Ingegneri della Provincia di ROMA
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FASE di Prima Emergenza POST TERREMOTO
Fig.1 Fig.2
Fig.3
Con il termine “opere provvisionali
nel soccorso tecnico urgente” ci si
riferisce agli insieme d’interventi
urgenti e provvisori necessari per:
• evitare il progredire del danno
strutturale (Fig.1);
• e/o per tutelare l’incolumità delle
persone (Fig.2);
• e/o per poter riutilizzare
rapidamente le strutture che
presentano danni localizzati (Fig.3).
SOMMA URGENZA
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ASPETTO COMPLESSO del tecnico
SCELTA PIU’ IDONEA
In base alla :
TIPOLOGIA DI INTERVENTO
OTTIMIZZAZIONE DEI COSTI
CORRETTA ESECUZIONE
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TIPOLOGIA DI INTERVENTO
Normalmente viene risolto facendo
riferimento agli usuali interventi in
campo STATICO
SENZA considerare possibili
fenomeni dinamici legati a fenomeni
DINAMICI legati all’ evoluzione
SISMICA in atto
SENZA considerare pesanti
interferenze nelle vie di
comunicazione che divengono
impraticabili e invase dai “presidi”
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OTTIMIZZAZIONE COSTI
Opere provvisionali destinate ad
essere RIMOSSE (vuoto a perdere)
Materiali non recuperabili e
riutilizzabili ( es. i puntelli lignei)
Per i tempi in gioco il NOLO diventa
non conveniente economicamente
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CORRETTA ESECUZIONE
Molto spesso si vedono errori/orrori
che andrebbero evitati
Collegamento puntello muro privo di
vincoli bilaterali ( in caso di sisma
perdita di posizione del puntello e
azione di martellamento su uno dei
due muri)
Puntellamento di contrasto tra due edifici prospicenti
Alcuni puntelli applicati su campi privi
di incroci murari
Interferenza con la viabilità :
parecchie opere restano in opera per
parecchi anni determinando la totale
inagibilità della strada
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TECNICHE E TECNOLOGIE CORRENTI
Spesso tutte le opere provvisionali vengono
definite genericamente come puntellamenti.
In realtà le tecniche per la realizzazione di
opere provvisionali finalizzate al
consolidamento temporaneo delle strutture
danneggiate sono molteplici e classificabili
fondamentalmente in:
•Puntellamenti;
•Tirantature;
•Cerchiature.
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CLASSIFICAZIONE DEI PUNTELLAMENTI:
•In relazione della grandezza dove occorre intervenire: - piccole masse (fig.1);
- masse locali (fig.2);
- grandi masse (fig.3)
• a secondo della loro inclinazione: - verticali (fig.2)
- inclinati (fig.1)
• in base alla resistenza offerta:
evitando la caduta in verticale di elementi costruttivi - puntelli di sostegno (fig.7)
evitando la caduta per ribaltamento delle pareti - puntelli di ritegno (fig.3)
• in base ai materiali: - di legno (fig.7)
- di acciaio (fig.8)
- di cemento armato (più rari) (fig.9)
Fig.6
Fig.1
Fig.2
Fig.9
Fig.7
Fig.8
Fig.3
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TIRANTI (o CATENE) in ACCIAIO E CERCHIATURE:
• Tiranti o CATENE : - per legare la struttura e renderla “scatolare”
- per eliminare le spinte dovute agli archi e volte
• CERCHIATURE : - Tradizionali in acciaio C.A.M. (cucitura attiva della muratura)
- Materiali INNOVATIVI (poliestere)
I dati raccolti nei recenti terremoti hanno
evidenziato come i tecnici abbiano privilegiato i
puntellamenti ricorrendo a tirantature e
cerchiature globali solo in condizioni di
impossibilità di posa in opera di PUNTELLI
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Esempi di cinghie commerciali in poliestere, con i relativi dispositivi di chiusura
- (Catalogo Monteisola Corde Snc di Ribola Giorgio & C) – dotate di cricchetti per il serraggio
Art.Largh.
mm
Lungh.
mt.
Resist.
KgTipo attacco
SA6/35 35 8,5 2500
SA14/35 35 8,5 2500
SA15/35 35 8,5 2500
SA16/35 35 8,5 2500
SA6/50 50 8,5 2500
SA14/50 50 8,5 2500
SA15/50 50 8,5 2500
SA16/50 50 8,5 2500
Caratteristiche di resistenza delle cinghie
riportate in (Catalogo Monteisola Corde Snc di Ribola Giorgio & C)
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INTERVENTO DI MESSA IN SICUREZZA
La classificazione delle opere provvisionali è basata, tradizionalmente, sulla
definizione delle tipologie di presidi, indipendentemente dal tipo di collasso che
impediscono, potendosi utilizzare, per la stessa tipologia di danno, differenti tipi
di presidi.
Ai fini di una corretta ed efficiente progettazione, è però utile correlare il tipo e le
modalità di danneggiamento con le tipologie di opere provvisionali da adottare
per contrastare l’evoluzione del danno, nell’ambito di un processo progettuale
che dovrebbe procedere con i seguenti passi:
Riconoscimento della tipologia edilizia;
Valutazione dell’entità del danno;
Riconoscimento del meccanismo di danno;
Valutazione della necessità dell’intervento provvisionale
Individuazione della tipologia d’intervento (demolizione totale o di parti
strutturali o non strutturali, realizzazione di opere provvisionali di sostegno dei
carichi verticali e/o di ritegno rispetto ad azioni orizzontali, etc.) e della
tecnologia più adatta alla situazione particolare;
Progetto dell’opera provvisionale.
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PASSI AVANTI NELLA CONOSCENZA E NELLA STANDARDIZZAZIONE
- Esistono oggi veri e propri manuali e vademecum di uso e calcolo
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…I PUNTELLI ….
E' l’intervento immediato più diffuso che viene esteso ad una grande quantità di
casi differenti tra loro. Il principio di ogni puntellatura è quello di aggiungere, ad una
struttura in muratura o in c.a., elementi o un insieme di elementi in grado di
aumentare il grado di vincolo della struttura stessa. Le puntellature sono costituite
da travi in legno od in acciaio.
Il legno, materiale con cui vengono tradizionalmente costruite, occorre che sia:
• in buone condizioni, vale a dire costituito da fibre non troppo inclinate rispetto
all’asse della trave, senza nodi rotti o di grande diametro, senza spaccature o
lesioni, sufficientemente stagionato;
• travi più possibile rettilinee, tali da offrire la massima resistenza e sforzo assiale,
senza flessione.
Per quello che riguarda l’acciaio, ci si può riferire sia alle puntellature ottenute con
canne di acciaio di differente lunghezza e collegate tra di loro da un sistema di
giunti, sia ai normali profilati in acciaio che vengono usati in quei casi in cui la
puntellatura si ritiene dovrà restare per un tempo piuttosto lungo.
In molte occasioni vengono utilizzati sistemi di controventamento e puntellature con
ponteggi tubolari prefabbricati, eventualmente insieme a canne d’acciaio.
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VANTAGGI e SVANTAGGI : PUNTELLI VERTICALI
La messa in opera è agevole, rapida ed effettuabile su larga scala, non
richiedendo manodopera specializzata ed essendo i materiali utilizzati facilmente
reperibili.
E’ possibile optare per diverse geometrie dei sistemi con la possibilità di
conservare la transitabilità attraverso i vani.
Se realizzato in ambienti interni, il materiale non è soggetto all’azione degli agenti
atmosferici, e presenta caratteristiche di buona durabilità.
SVANTAGGI
Necessita di adeguate condizioni di vincolo alla base ed al piede dei puntelli.
Il suo contributo alle azioni orizzontali è nullo o trascurabile rispetto a quello delle
tamponature.
Il materiale è difficilmente riciclabile, (per il legno )
Richiede l’accessibilità all’interno della struttura da presidiare e la permanenza per
tutta la durata dell’intervento
Se realizzato in ambienti esterni, presenta una ridotta durabilità per l’esposizione
agli agenti atmosferici.
Necessita di controlli periodici per valutarne il mantenimento in efficienza
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VANTAGGI e SVANTAGGI : PUNTELLI INCLINATI
Consente la messa in opera dell’intervento senza necessità di accesso all’interno
degli edifici danneggiati, riducendo notevolmente i rischi per la sicurezza del
personale.
La messa in opera è agevole, rapida ed effettuabile su larga scala, non
richiedendo manodopera specializzata ed essendo i materiali utilizzati facilmente
reperibili.
SVANTAGGI
Necessita di adeguate connessioni al piede dei puntelli.
Produce un consistente ingombro e transito nello spazio antistante
Presenta una ridotta durabilità agli agenti atmosferici, particolar modo per il legno
attaccabile anche da funghi e muffe.
Attenzione all’utilizzo di legno non ben stagionato che comporta variazioni
dimensionali nella fase di essiccamento non mantenendo l’efficienza del contrasto
Necessita di controlli periodici dell’opera presidiaria (manutenzione per la
conservazione dei materiali)
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Lo schema statico di una puntellatura deve essere sempre riconducibile ad una
struttura reticolare, cioè sempre soggetta a sollecitazioni di sforzo assiale. Per
ottenere questo risultato occorre che le forze che si vogliono trasmettere attraverso
i puntelli siano sempre e solo concentrate nei nodi.
Per tale motivo i puntelli devono essere sempre collegati tra di loro con un
collegamento efficace e bilaterale ed in maniera tale da costituire elementi
triangolari. A tale scopo è sufficiente introdurre una struttura di
controventamento che offra vincoli intermedi e riduca la lunghezza libera di
inflessione.
Trattandosi di vincoli che vengono aggiunti alle strutture, occorre curare che il
collegamento ad esse sia efficace; a tale scopo vengono disposti cunei nelle
puntellature in legno e degli ancoraggi a vite nelle puntellature a canne
d’acciaio, che hanno il compito di mettere in contrasto il controventamento che
è stato predisposto.
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Un altro particolare da curare è il collegamento tra di loro dei puntelli in legno;
esso può avvenire:• mediante incastro degli elementi tra loro con
incasso ed eventuali chiodature o bullonature, in tal
modo si ha però una riduzione della sezione resistente
per la presenza dell’incasso;
• mediante chiodatura con tavole, tenendo conto della
necessità di un buon numero di chiodi e di adeguata
lunghezza e diametro;
• mediante apposizione di bulloni e rondelle, in
questo caso va calcolata la sezione a taglio dei bulloni e
la pressione che il bullone esercita sul legno.
Inoltre dovrà essere curata la ripartizione
dell’azione dei puntelli sulla struttura
mediante tavole di adeguato spessore
ed il collegamento al suolo con
l’aggiunta di paletti infissi o cunei in
legno.
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Per eliminare definitivamente i danni presenti e futuri in un edificio dissestato
bisogna intervenire sulle cause. Ciò è possibile solo dopo averle comprese
con certezza e, pertanto, solo dopo un'attenta analisi.
La diagnosi successiva genererà la fase progettuale e il tutto non può
costituire un processo frettoloso e superficiale. Dunque è necessaria una
maggiore cautela ed uno studio più approfondito: non sempre sono di aiuto i
disegni esecutivi perchè molto spesso non corrispondono fedelmente a ciò
che è stato poi effettivamente costruito.
Gli organi di sostegno e ritegno provvisori, come sono i puntelli, non devono
restare in sito troppo a lungo, come spesso purtroppo avviene, ma vanno
eliminati entro pochi mesi per evitare che il loro degrado annulli la funzione
per cui furono progettati.
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…I TIRANTI (o CATENE) ….
I tiranti, o catene, sono degli efficaci strumenti di consolidamento provvisorio, oltre
che definitivo. Sono realizzati con elementi monodimensionali in acciaio, messi in
leggero stato di trazione, che applicano sulle masse murarie un’azione di
contenimento localizzata, per il tramite di elementi di ancoraggio, costituiti da
piastre o barre, tradizionalmente denominati capichiave.
La messa in tiro del tirante richiede la presenza di un elemento di contrasto
ad esso parallelo che funga da puntone, in modo che non sia direttamente la
parete muraria che costituisce la massa presidiata a dover assorbire con
sollecitazioni flettenti il tiro in condizioni statiche. Tale elemento può essere
costituito da un muro trasversale o dal solaio.
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Per l'applicazione dei tiranti è necessario che la muratura in corrispondenza
dell'ancoraggio abbia buone caratteristiche meccaniche e comunque che
l’elemento di ancoraggio (capochiave) sia opportunamente dimensionato per
trasferire la massima forza del tirante alla muratura senza creare stati tensionali
insostenibili. In caso di caratteristiche molto scarse o fatiscenza della muratura,
sarà necessario ricorrere a interventi localizzati di rafforzamento.
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VANTAGGI e SVANTAGGI : TIRANTI
Ha un ingombro quasi nullo e, pertanto, non determina ostacoli né alla
transitabilità delle strade adiacenti alla massa da presidiare né alla fruibilità
all’interno.
Non incrementa la massa dell’edificio, e non interagisce negativamente con la
struttura in oscillazione durante il sisma.
In caso di terremoto, svolge un ruolo attivo, migliorando sensibilmente il
comportamento d’insieme della struttura,
E’ durevole.
Consente, generalmente, una ripresa del tiro, se necessario, in tempi successivi.
Può essere inglobato in un intervento definitivo di consolidamento o
miglioramento/adeguamento sismico
SVANTAGGI
Necessita dell’accessibilità all’interno dell’edificio, anche se la permanenza
all’interno può essere limitata al tempo di posizionamento del tirante.
L’azione è localizzata e richiede che la muratura sia in buone condizioni in
prossimità degli elementi di ancoraggio, così da assorbirne il tiro.
La messa in opera può essere impegnativa, se sono richiesti interventi di
consolidamento preliminari in corrispondenza degli ancoraggi.
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… e LE CERCHIATURE
Le cerchiature sono interventi molto efficaci nel contrastare la rottura per
schiacciamento di elementi strutturali sottoposti a compressione, o a presso
flessione, quali colonne e pilastri di materiali fragili non resistenti a trazione
(muratura e calcestruzzo). Infatti, l’azione di confinamento che esse esercitano ne
limita la dilatazione trasversale, inducendo un benefico stato di compressione
triassiale
Oltre che su colonne e pilastri, l’intervento è efficace anche su intere
strutture, ottenendo la massima efficacia in strutture con pianta compatta e
dimensioni contenute, quali ad esempio campanili e torri, in quanto la
capacità di contenimento della cerchiatura si riduce all’aumentare delle
dimensioni in pianta della struttura
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Esistono anche le CINTURAZIONI con funi di acciaio che utilizzano lo stesso
principio delle fasce in poliestere ma sono realizzate con funi e ancoraggi di acciaio
ad alta resistenza
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VANTAGGI e SVANTAGGI : CERCHIATURE con MATERIALI tradiz. ed Innovativi
Nel caso di interventi di cerchiatura globale su intere strutture, evita la messa in
opera di ingombranti puntelli di ritegno o di più complesse opere di contenimento.
Nel caso di cerchiatura globale su intere strutture, non è necessario accedere
all’interno della struttura.
La messa in opera della cerchiatura può essere parte integrante di un intervento
definitivo di adeguamento.
SVANTAGGI
Le saldature eseguite in cantiere possono creare condizioni di fragilità, con
conseguenti rotture per incrementi di carico.
L’efficacia nel confinamento attivo è legata alla corretta esecuzione delle fasi di
pretensionamento delle fasce o dei calastrelli
Può essere onerosa l’applicazione a elementi e strutture con geometrie irregolari.
La cerchiatura di elementi strutturali richiede l’accessibilità all’interno della
struttura da presidiare e la permanenza per tutta la durata dell’intervento
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Se fatta con materiali innovativi fasce di POLIESTERE :
L’intervento è immediatamente attivo grazie alla pretensione dei nastri o delle
fasce di poliestere).
Non produce aumenti delle masse strutturali.
Non è invasivo.
È molto durevole, ancor di più se si utilizza acciaio inossidabile.
Le fasce in poliestere e i cricchetti sono riutilizzabili.
La tensione nelle fasce in poliestere è regolabile anche successivamente
In genere non è richiesta manodopera specializzata ed i materiali utilizzati sono
facilmente reperibili.
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ABRUZZO - SISMA DEL 6 APRILE 2009
IMTERVENTI DI MESSA IN SICUREZZA SUI
BENI CULTURALI
Immagini tratte da sito del Comando Provinciale VVF
ALCUNI ESEMPI