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

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CHIESA DI SANTA MARIA DEL CARMINE

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molta strada si è fatta in termini di conoscenza e di realizzazioni, molta

ancora ne va fatta in termini di diffusione della conoscenza

GRAZIE PER L’ATTENZIONE