Rinforzo di colonne di edifici storico-monumentali con tecniche tradizionali ed innovative

Il consolidamento strutturale degli elementi in muratura ha sempre rappresentato una sfida per chi ha dovuto occuparsene ed è stato affrontato con approcci diversi, più o meno invasivi. Tra questi vi è la cerchiatura che è l’applicazione di una legatura intorno ad un oggetto con l’obiettivo di limitarne o impedirne le deformazioni laterali e l’innesco della rottura. Fin dall’antichità il funzionamento delle cerchiature era ben noto e utilizzato in vari campi, a iniziare dalle botti , per proseguire con le colonne e le cupole. Il contributo della ricerca sulla caratterizzazione fisico-meccanica dei materiali ha portato all’evoluzione delle tecniche di cerchiatura, affinando metodologie e dimensionamenti. In particolare aumentando la compressione laterale in un elemento integro caricato assialmente si ottiene uno stato di tensione tridimensionale, benefico in termini di carico limite, come ben noto dalla applicazione dei criteri di rottura ai materiali da costruzione. La cerchiatura inoltre presenta indubbi vantaggi anche nel caso in cui l’elemento è fessurato ed in tali casi la cerchiatura svolge prevalentemente la funzione di ripristinare la monoliticità dell’elemento. Le tecniche più tradizionali di cerchiatura sono quelle passive, o debolmente attive, realizzate con fasce metalliche aderenti alla colonna. Tale sistema presenta spesso ha un grande impatto visivo e in alcuni casi implica un disturbo nella lettura della struttura originaria. Si trovano esempi recenti di fasciature passive con materiali fibro-sintetici a base resinosa o cementizia, la cui applicazione consiste nel posare una base/matrice per garantire il buon collegamento tra l’elemento strutturale e le fasce di rinforzo in fibre, annegate poi nella matrice. La possibilità di utilizzare cerchiature di questo tipo dipende dal pregio della superficie di applicazione in quanto l’uso di basi resinose o cementizie non permette la conservazione dello strato di finitura. Questa tecnica tuttavia presenta il vantaggio di essere realizzabile con spessori molto contenuti, ciò che permette un rivestimento ulteriore con materiali di finitura, nascondendo la cerchiatura. Tecniche più recenti prevedono l’uso di iniezioni armate, ovvero l’inserimento di barre metalliche di ridotto diametro all’interno dell’elemento, in direzione radiale. Il risultato, oltre a garantire un buon confinamento delle spinte orizzontali, ripristina un funzionamento monolitico dell’elemento grazie al diffuso collegamento della corteccia esterna con il nucleo interno, che intercetta le eventuali fessure presenti. Per le colonne in pietra si adottano talora confinamenti con cavi metallici. La tecnica prevede la posa di fili metallici di piccolo diametro, inferiori al millimetro, all’interno dei giunti tra i corsi di muratura della colonna, formando un fascio cerchiante post-tesato che fornisce il confinamento dei settori desiderati dell’elemento. Il progetto di ricerca che si intende svolgere riguarda tale tematica ed è rivolto prevalentemente al caso di colonne monolitiche di marmo e granito di uso ricorrente negli edifici del culto e monumentali facenti parte nel nostro patrimonio storico monumentale. Sia nel caso di colonne integre che fessurate (lungo lo sviluppo longitudinale) si intende valutare la capacità portante degli elementi prevalentemente compressi (compressione centrata o con piccola eccentricità) e di quelli rinforzati. Per il rinforzo si intende adottare: - la tecnica della fasciatura esterna con fasce discontinue in materiale composito FRP; - la tecnica della fasciatura esterna con listelli di legno e fili di acciaio applicati esternamente e tensionati caso di uso frequente per la messa in sicurezza post sisma. Il progetto si intende articolare in due fasi di cui la prima di natura sperimentale basata su prove di caratterizzazione dei materiali e degli elementi e la seconda di natura teorica basata sulla messa a punto di un mo