Relazione tecnico illustrativa castello - Comune di Trezzo sull'Adda
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Provincia <strong>di</strong> Milano<br />
Soprintendenza per i Beni Architettonici e per il Paesaggio<br />
<strong>di</strong> Milano<br />
CASTELLO VISCONTEO DI TREZZO SULL’ADDA<br />
Consulenza specialistica per il consolidamento statico e la<br />
messa in sicurezza <strong>di</strong> una parte del <strong>castello</strong><br />
RELAZIONE TECNICO-ILLUSTRATIVA<br />
E DI CALCOLO<br />
31 Luglio 2007<br />
Prof. Ing. Lorenzo Jurina via Trento 1 – 20060, Cassina de’ Pecchi (MI)<br />
tel/fax 02 95299167- email stu<strong>di</strong>o.jurina@jurina.it
Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
Gli interventi proposti negli elaborati <strong>di</strong> progetto per le strutture murarie in<strong>di</strong>cate nelle<br />
tavole come muro 1 e muro 2, consistono in una serie <strong>di</strong> opere finalizzate al<br />
consolidamento statico delle murature stesse.<br />
Preliminari a tali interventi risultano quelli <strong>di</strong> consolidamento <strong>di</strong>ffuso in ampie zone della<br />
muratura, consistenti in:<br />
1. iniezioni dei paramenti murari con legante colloidale da realizzarsi principalmente<br />
sulla superficie voltata della scala ricavata nello spessore murario della parete 2 e<br />
sulla parte sommitale delle pareti e, maggiormente soggetta a fenomeni <strong>di</strong> degrado<br />
e depauperamento legati agli agenti atmosferici (prospetti tavola 1);<br />
2. iniezioni armate realizzate inserendo all’interno <strong>di</strong> fori Ø 25 barre in acciaio inox<br />
Ø14 inghisate con malta, tali da<br />
ricucire in modo <strong>di</strong>ffuso gli elementi<br />
murari (prospetti e sezione<br />
traversale AA tavola 1);<br />
3. integrazioni della muratura<br />
me<strong>di</strong>ante cuciture localizzate e getti<br />
<strong>di</strong> conglomerato realizzati con un<br />
legante idraulico e con inerti<br />
costituiti da ciottoli <strong>di</strong> recupero; si<br />
provvederà pertanto a ricucire la<br />
grossa lesione passante ad andamento sub-<br />
verticale che si sviluppa per la quasi intera<br />
altezza del muro 2, a riempire la cavità<br />
originatasi per il <strong>di</strong>lavamento e l’asportazione <strong>di</strong><br />
materiale e a riempire la cavità presente nella<br />
parte sommitale dello stesso muro 2. Tali<br />
interventi verranno mantenuti in sottosquadro e<br />
risulteranno riconoscibili e <strong>di</strong>stinguibili dalla<br />
muratura originaria per la <strong>di</strong>fferente<br />
caratterizzazione materica (sezione orizzontale<br />
BB, tavola 2).<br />
Prof. Ing. L. Jurina<br />
muro 2- è visibile la profonda fessura verticale<br />
spigolo <strong>di</strong> connessione tra i<br />
due muri<br />
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Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
Dai rilievi condotti emerge inoltre come le due pareti siano scarsamente ammorsate l’una<br />
all’altra. Sono presenti lesioni verticali che ne interessano tutta l’altezza e che determinano<br />
il mancato collegamento fra i due muri. Si propone pertanto la realizzazione <strong>di</strong> tiranti<br />
costituiti da barre Dywidag interne alla muratura1 che ricreino la continuità tra i due<br />
elementi murari (part.1).<br />
Elemento sommitale in<br />
precarie con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong><br />
stabilità.<br />
Altri fenomeni <strong>di</strong> <strong>di</strong>ssesto statico che interessano gli<br />
elementi sono correlati al graduale depauperamento<br />
del tessuto murario che, soggetto all’azione degli agenti<br />
atmosferici, perde gradualmente le proprie<br />
caratteristiche <strong>di</strong> resistenza e monoliticità e risulta<br />
soggetto a crolli parziali. In particolare si evidenzia la<br />
presenza <strong>di</strong> elementi sommitali in con<strong>di</strong>zioni <strong>di</strong> stabilità<br />
molto precarie. A consolidamento <strong>di</strong> tali elementi si<br />
propone la realizzazione <strong>di</strong> tiranti verticali, come<br />
riportato nei prospetti della tavola 1.<br />
Tiranti interni Dywidag (prospetti tavola 1 e sezione<br />
orizzontale BB, tavola 2) vengono proposti anche per consolidare il muro 2 che si presenta<br />
come un’alta parete quasi completamente libera e quin<strong>di</strong> staticamente vulnerabile.<br />
A completamento <strong>di</strong> tale intervento si propone inoltre la realizzazione <strong>di</strong> due or<strong>di</strong>ni <strong>di</strong> stralli<br />
in fune d’acciaio sui due lati del muro, che permetta <strong>di</strong> porre in sicurezza rispetto ad un<br />
collasso per ribaltamento la struttura in questione dovuto a carichi orizzontali tipo vento o<br />
sisma (particolari tavola2). Tali tiranti verranno ancorati alla muratura attraverso piastre in<br />
acciaio zincato e ancorati al terreno me<strong>di</strong>ante la realizzazione <strong>di</strong> micropali sul fronte<br />
in<strong>di</strong>cato come “vista 4”. I tiranti sulla faccia opposta della muratura verranno invece<br />
ancorati ad una platea <strong>di</strong> fondazione in calcestruzzo armato, (realizzata nell’ambiente <strong>di</strong><br />
collegamento alle casematte) a sua volta ancorata al terreno con tiranti in trefoli<br />
(particolari tavola 2).<br />
Prof. Ing. L. Jurina<br />
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Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
Analisi dei carichi<br />
Carichi permanenti<br />
peso proprio della muratura (G) 2000 daN/m 3<br />
Carichi accidentali<br />
azione del vento (Fv):<br />
qref 39,1 daN/m 2<br />
Ce (28m) 2,85<br />
Ce (20m) 2,61<br />
Ce (min) 1,71<br />
Cp 1,00<br />
Cd 1,00<br />
Fv0 (z
Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
Verifiche<br />
Si verifica <strong>di</strong> seguito la stabilità del maschio murario in funzione della combinazione <strong>di</strong> carico più<br />
sfavorevole, vale a <strong>di</strong>re quella del vento che spira contro la faccia <strong>di</strong> altezza pari a 20m. Il centro <strong>di</strong><br />
istantanea rotazione viene posto al piede della faccia del muro alta 28m.<br />
Le azioni agenti considerate e riportate nello schema precedente, sono le seguenti:<br />
Azione Intensità u.m.<br />
G1 52.000 daN/m<br />
G2 16.000 daN/m<br />
Fv0 350 daN/m<br />
Fv1 1300 daN/m<br />
Mstab = 52000x1,3/2 + 16000x(1,3 + 1) =<br />
= 70600 daNm/m<br />
Mrib = 1300x(15x2/3+5+8) + 350x(5/2+8) =<br />
= 33.575daN/m<br />
Si impone un fattore <strong>di</strong> sicurezza al ribaltamento Fs=3.<br />
Si ottiene in tal modo il contributo necessario alla stabilità che deve essere fornito dal sistema <strong>di</strong><br />
stralli.<br />
Fs = 3 = ( Mstab + DMstab ) / Mrib<br />
DMstab = 3 Mrib – Mstab =<br />
= 30.125 daNm/m<br />
Data la geometria del sistema <strong>di</strong> stralli adottato per la messa in sicurezza del muro (2 or<strong>di</strong>ni <strong>di</strong><br />
tiranti ancorati a 15m e 24m da terra, inclinati rispettivamente <strong>di</strong> 20° e 40° sull’asse verticale) e<br />
considerando <strong>di</strong> apportare il medesimo contributo <strong>di</strong> tiro da parte dei due or<strong>di</strong>ni <strong>di</strong> stralli, si calcola<br />
l’azione stabilizzante che deve essere fornita da ciascuno dei due or<strong>di</strong>ni <strong>di</strong> tiranti, per metro lineare<br />
DMstab = T sen(20) x 24 + T sen(40) x 15<br />
T = 1688 daN/m<br />
Considerando l’intera porzione <strong>di</strong> muro stabilizzata con il sistema <strong>di</strong> stralli, <strong>di</strong> larghezza pari a 13m,<br />
considerando il numero totale <strong>di</strong> tiranti applicati per ciascun or<strong>di</strong>ne, pari a 4, ed infine,<br />
considerando l’angolo me<strong>di</strong>o dei vari tiranti misurato nel piano orizzontale rispetto alla<br />
perpen<strong>di</strong>colare condotta sul muro, pari a 25°, si può calcolare l’azione agente sul singolo tirante.<br />
t = T x b / n / cos (a) = 1688 x 13 / 4 / 0,91 = 6050 daN.<br />
Si utilizzano tiranti in trefolo aventi <strong>di</strong>ametro nominale pari a 16mm (S12), con capocorda<br />
martellato, il cui carico <strong>di</strong> rottura risulta pari a 22.878 daN.<br />
Il fattore <strong>di</strong> sicurezza del singolo strallo vale pertanto:<br />
Fs, strallo = 22878 / 6050 = 3,78 > 3,5 (verificato).<br />
Prof. Ing. L. Jurina<br />
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Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
Si verifica <strong>di</strong> seguito l’ancoraggio a terra degli stralli.<br />
Nel nodo ancorato a terra convergono 4 tiranti (2 per ciascun or<strong>di</strong>ne).<br />
La risultante verticale delle forze applicate dai tiranti è pari a:<br />
V ancoraggio = 6050 x [2 x cos(20°) + 2 x cos (40°)] = 20.640 daN<br />
La risultante orizzontale vale invece:<br />
H ancoraggio = 6050 x [2 x sen(20°) + 2 x sen(40°)] = 11.920 daN<br />
L’ancoraggio a terra dei no<strong>di</strong> viene realizzato con due tipologie <strong>di</strong>fferenti:<br />
• dal lato del muro in cui il fronte è alto circa 20m si utilizza un palo-tirante d=20cm L=8m,<br />
armato con camicia metallica interna d=168mm sp.8mm<br />
F strappo = V ancoraggio = 20.640 daN<br />
Slat,palo = 20 x 3,14 x 800 = 50.240 cm 2<br />
tad,me<strong>di</strong>a= 20640 / 50240 = 0,41 daN/cm 2<br />
tad,limite (z=h/2) = sv x zlimite x kp x tg(f) = (1900/10^6) x 400 x 2 x 0,466 =<br />
= 0,71 daN/ cm 2<br />
Fs = 0,71 / 0,41 = 1,73 > 1,5 verificato<br />
sorizzontale,max = H ancoraggio / (Slat,palo / 2) = 11920 / (50240/2) = 0,48 daN/cm 2<br />
sorizzontale,limite = Kp x sv = 2 x (1900/10^6) x 400 = 1,52 daN/cm 2<br />
Fs = 1,52 / 0,48 = 3,16 > 1,5 verificato<br />
• dal lato del muro in cui il fronte è alto 28m circa, viene realizzato un sistema composto da un<br />
platea in c.a. sp.20cm gettata sino a ridosso della parte bassa del muro e da 2+2+2 tiranti a<br />
terreno ancorati in un rinforzo orizzontale della platea stessa<br />
L’azione agente sul singolo tirante vale<br />
F strappo = 1/6 V ancoraggio = 3.440 daN<br />
Ciascun tirante ha le seguenti caratteristiche: lunghezza 12m, lunghezza bulbo 5m, <strong>di</strong>ametro <strong>di</strong><br />
perforazione d=150mm (zbulbo=12-5/2=9,5m)<br />
Slat,bulbo = 15 x 3,14 x 500 = 23.550 cm 2<br />
tad,me<strong>di</strong>a= 3440 / 23550 = 0,15 daN/cm 2<br />
tad,limite (z=h/2) = sv x zlimite x kp x tg(f) = (1900/10^6) x 950 x 2 x 0,466 =<br />
= 1,68 daN/ cm 2<br />
Fs= 1,68 / 0,15 = 11 >> 1,5 verificato<br />
Nota:<br />
Eventuali presenze <strong>di</strong> locali interrati alla base del muro potrebbero comportare lo spostamento del<br />
punto <strong>di</strong> infissione del micropalo <strong>di</strong> ancoraggio degli stralli, o, in alternativa, l’utilizzo <strong>di</strong> tiranti in<br />
trefolo inclinati secondo la bisettrice degli stralli medesimi.<br />
Prof. Ing. L. Jurina<br />
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Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
Si verifica infine il livello delle tensioni interne alla muratura indotte dalla con<strong>di</strong>zione <strong>di</strong> carico da<br />
vento più sfavorevole.<br />
Si considera, a favore <strong>di</strong> sicurezza, la con<strong>di</strong>zione <strong>di</strong> carico da vento agente sulla superficie più alta<br />
(28m circa) nell’ipotesi <strong>di</strong> assenza <strong>di</strong> terreno alle spalle del muro, dovuta ad eventuali locali<br />
interrati.<br />
Il maschio murario strallato viene schematizzato per metro lineare <strong>di</strong> larghezza come una trave<br />
verticale su 3 appoggi (2 dei quali rappresentati dagli stralli ed uno dalla fondazione del muro)<br />
soggetta alla combinazione <strong>di</strong> carico del peso proprio e dell’azione trasversale del vento.<br />
Lo stato tensionale derivante da tali azioni combinate è <strong>di</strong> presso flessione.<br />
Analisi del regime flessionale<br />
Prof. Ing. L. Jurina<br />
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Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
L’azione assiale <strong>di</strong> compressione legata al peso proprio del maschio murario segue una legge <strong>di</strong><br />
tipo lineare con variabile crescente a partire dalla sommità:<br />
N (z) = r A z dove r è la densità del materiale ed A l’area della sezione<br />
trasversale considerata<br />
Al peso proprio occorre sommare il contributo verticale indotto dall’azione degli stralli che vale, per<br />
i due or<strong>di</strong>ni applicati e per unità <strong>di</strong> larghezza:<br />
Primo or<strong>di</strong>ne (h=15m) Nstralli1 = 2 x [4 x t x cos(40°) / b ] = 2 x 4 x 6050 x cos(40) / 20 =<br />
= 1850 daN/m<br />
Secondo or<strong>di</strong>ne (h=24m) Nstralli2 = 2 x [4 x t x cos(20°) / b ] = 2 x 4 x 6050 x cos(20) / 20 =<br />
= 2275 daN/m<br />
Sommando gli effetti si ha:<br />
N (z) = r A z ; 0< z
Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
z=4 m<br />
z=8,5 m<br />
z=13 m<br />
z=21,5 m<br />
smin= -1,87 daN/cm 2<br />
smax= -0,63 daN/cm 2<br />
smin= -3,06 daN/cm 2<br />
smax= -2,79 daN/cm 2<br />
smin= -5,40 daN/cm 2<br />
smax= -3,28 daN/cm 2<br />
smin= -8,17 daN/cm 2<br />
smax= -6,25 daN/cm 2<br />
In tutte le sezioni considerate non si presentano casi <strong>di</strong> parzializzazione della sezione, in quanto le<br />
sollecitazioni interne risultano sempre <strong>di</strong> compressione. Eventuali picchi locali <strong>di</strong> tensione sono<br />
contrastati dalle armature orizzontali e verticali in barre Dywidag inserite nella muratura.<br />
Si ritengono pertanto sod<strong>di</strong>sfatte le verifiche interne nella muratura.<br />
Prof. Ing. L. Jurina<br />
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Castello <strong>di</strong> <strong>Trezzo</strong> sull’Adda Interventi <strong>di</strong> messa in sicurezza<br />
Conclusioni<br />
Alla luce <strong>di</strong> quanto esposto si conclude che tutte le verifiche (sia quelle <strong>di</strong> stabilità globale, sia<br />
quelle pensionali) condotte sugli elementi strutturali costituenti il sistema <strong>di</strong> messa in sicurezza del<br />
maschio murario e sulle murature consolidate risultano sod<strong>di</strong>sfatte.<br />
Prof. Ing. L. Jurina<br />
Cassina de’ Pecchi, 31/07/2007<br />
prof. ing. Lorenzo Jurina<br />
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