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VOLTE SOTTILI IN LATERIZIO IN TOSCANA:LORO CARATTERISTICHE E CONSOLIDAMENTO

SKALL THICKNESS BRICK VAULTS IN TUSCANY:THEIRS CHARACTERISTICS AND CONSOLIDATION

di

PAOLO CIONI Istituto di scienza delle costruzioni Università di Pisa Italia

SINTESI

Per la soffittaura di grandi superfici sono state usate per secoli in Toscana volte in laterizio di piccolo spessore strette fra archi di ir­rigidimento o murature, Questa tecnica largamente usata nel secolo XVIII é sopravvissuta fino alIa metà di questo secolo.

Oggi sempre piu spesso si ha necessità di intervenire su questo tipo di strutture per il loro recupero e manutenzione.

Viene pertanto fornita una breve descrizione della tipologia struttu­rale, dei dissesti e dei metodi di ripristino.

ABSTRACT

Brick vaults with a small thickness between arches as stiffeners or walls have ben used in Tuscany for false ceilings of big areas.

This tecnique has been greatly used since XVIII century till the first half of this century.

Today this kind of structure needs works more and more, for its consolidation and restoration.

We provided to descript this type of structure, the disarrangements and the methods of consolidation.

Dal secolo XVIII fino alIa 2a guerra mondiale é stato frequentemente u­sato in Toscana soffittare grandi spazi con volte in laterizio di piccolo spessore ( 2+3 cm) e grande luce fino a 10+12 m e oltre; date queste ca­ratteristiche tali soffittaure sono da considerare vere e proprie struttu­re.

Addirittura in qualche caso queste volte sono state usate per sostenere anche il piano di calpestio di solai o il carico di elementi archi­tettonici.

Gli elementi in laterizio usati sono dei mattoni pieni di varia di­mensione(fig.1) ,ma sempre di spessore inferiore a 3 cm,detti "mezzane".

La posa in opera delle mezzane veniva effettuata con malta quasi sempre di gesso in modo da ottenere una rapida presa.

L'uso della malta in gesso a rapida presa permetteva agli artigiani piu esperti di evitare spesso la centina provvisionale per la realizzazione di volte, cupole ed absidi.

Le volte hanno forma varia a seconda degli spazi da coprire (fig. 2 e figo 3) e spesso sono state realizzate a stretta fra archi in mattoni son interasse di questi ultimi fino a 4+5 m; gli archi hanno chiaramente spes­sore maggiore (minimo 25 cm).

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Figura 1

mezzana " elemento in laterizio usato per realizzare volte sottili

mezzana " brick element used for the construction of small thickness vaults

Figura 2

a) volta nervata

a) vault with reinforcements

b) volta a padiglione

b) vault"a ~adiglione"

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Sia nel caso di volte a spessore costante che coprono aule rettangolari (rapporto fra i lati 2+2.5 sia nel caso di volte con archi di ir­rigidimento il loro funzionamento statico non é riconducibile a quello di semplici volte eon stati di tensione piani. 11 loro comportamento é quello di strutture tridimensionali [1].

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Fig. 3 Volta a botte con teste di padiglione

BarreI vault with ends "a padiglione"

11 semplice studio della distribuzione tensionale non porta pera a si­lnificativi risultati in quanto queste strutture sono caratterizzate da tensioni molto basse quasi sempre inferiori a. 0.5 N/mmq.

La loro snellezza é invece molto elevata la stabilità ê assicurata dalle nervature o dagli archi che hanno maggiore spessore e fra i quali le stri­sce di volta hanno un funzionamento alastra inflessa.

La volta stabilizza invece gli archi e le nervature nel piano oriz­zontale grazie alIa notevole rigidezza che essa possiede nel proprio piano.

Chiaramente la realizzazione di queste strutture richiedeva una grande abilità da parte degli esecutori perchê, dati gli esigui spessori presenti, anche modeste approssimazioni della centina possono innescare la instabili­tà della volta.

Ad oggi molte di queste strutture sono ancora in uso sia in edifici re­ligiosi che civili (Figura nO 4,no 5) espesso ê necessario intervenire per il loro consolidamento e recupero.

Le piu frequenti cause di degrado di queste strutture sono: a) - in­filtrazioni di acqua b) - presenza di carichi concentrati c) - cedimenti differenziali degli appoggi o degli irrigidimenti.

Le infiltrazioni di acqua, dato che queste strutture sono quasi sempre realizzate usando malta di gesso, provocano il rapido deterioramento della malta fino alIa sua completa asportazione.

Durante il restauro della Chiesa Collegiata di Castelfranco di sotto (PI) é stata scoperta un'abside ,realizzata con la tecnica oggetto deI presente lavoro, in cui in alcuni metri quadrati la malta era stata comple­tamente asportata e le connessioni fra gli elementi in laterizio permette­vano di intravedere la luce solare sovrastante.

I carichi concentrati, spesso posizionati dopo la realizzazione delle

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Fig. 4 Chiesa collegiata di Fucecchio Church Collegiata of Fucecchio

a) facciata b) volta interna

the front the indise vault

r

Fig. 5 Abside della chiesa Collegiata di Castelfranco di sotto

Absyd of church Collegiata of Castelfranco di sotto

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strutture,impegnano localmente con sollecitazioni di flessioni il piccolo spessore della volta con notevole rischio di instabilizzazioni e conseguen­te rovina.

I cedimenti differenziali degli appoggi o degli elementi irrigidenti provocano invece sollecitazioni e deformazioni della struttura cui il pic­colo spessore non permette di far fronte con conseguente formazione di le­sioni; ció si verifica in particolare alI' attaco fra elementi sottili ed elementi di irrigidimento.

Gli interventi di rispristino che possono essere realizzati consistono in a) interventi di protezione b) interventi di consolidamento.

Gli interventi di protezione si realizzano mediante un intonaco sottile (= 2 cm) che ha la funzione di proteggere dalla umidità l'estradosso deI la struttura.

Un intervento di questo genere ê stato effettuato oltre 50 anni fa nella volta della chiesa COllegiata di Fucecchio (FI) (Figura nO 6 ).

Fig. 6

Chiesa Collegiata di Fucecchio

Church Collegiata of of Fucecchio

a) vista superiore della volta

superior view of vault

b) abside

absyds

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Chiaramente lo spessore della protezione deve essere il mlnlmo possibile per limitare i carichi ma se la protezione é ben aderente allo estradosso anch'essa contribuisce alla stabilità della struttura compensando largamen­te l'effetto del maggior carico.

Gli interventi di consolidamento consistono nella realizzazione di un elemento in c.a. di spessore =4 cm steso su tutto l'intradosso della strut­tura e con questa collaborante;l'armatura puo,ad esempio,essere costituita da rete elettrosaldata con fili di diametro 5 mm e passo 10 cm.

Per evitare sollecitazioni indesiderate é opportuno che il calcestruzzo usato sia privo di ritiro e che venga garantita l'aderenza fra la vecchia e la nuova struttura in modo che le due risultino collaboranti pienamente sia per l'assorbimento delle tensioni che per la stabilità.

L'aderenza é necessaria anche per garantire che non possano avvenire di­stacchi locali e cadute degli elementi in laterizio.

Durante le operazioni di getto deI calcestruzzo per il consolidamento come per la protezione é necessario garantire sia che la malta di gesso non venga ulteriormente danneggiata dall'acqua di impasto deI nuovo materiale sia che quest'ultimo, sufficientemente fluido, riesca a penetrare negli in­terstizi ove la malta di gesso é mancante per rispristinare la continuità della struttura.

A tale scopo, nel restauro della Chies a Collegiata di Castelfranco di sotto già citata [6], si é provveduto a stendere un primo strato di mate­riale di elevate caratteristiche di adesività che costituisse contempora­neamente protezione per la vecchia struttura e base di attacco per il nuovo getto e, essendo steso manualmente sui giunti, garantisse la buona chiusura degli interstizi (Figura nO 7 e nO 8).

Fig . 7 Chiesa Collegiata di castelfranco di sotto : consolidamento abside

Church of Castelfranco di sotto : consolidation of absyd

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Fig. 8 Chiesa Collegiata di Castelfranco di sotto consolidamento volta

Church Collegiata of Castelfranco di sotto consolidation of vault

11 consolidamento in presenza di cedimenti differenziali, a parte la e­liminazione della causa, puo essere ottenuto combinando la realizzazione deI getto sottile in c.a. prima descritto con il ripristino della continui­tà delle strutture lesionate mediante iniezioni armate.

Fig. 9 Iniezioni armate fra volta e arco

Insertion of reinforcements between vault and arch

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E' evid~nte che le lnlezioni arma te devono essere effettuate nelle strutture piu massicce di irrigidimento ( archi, nervature e murature peri­metrali ) e quindi essere ancorate nel nuovo getto c.a. (Figura nO 9 ).

BIBLIOGRAFIA

[1] - Issenmann Pilarski, L. , "Voiles minces - voutes e coques", Paris, 1937

[2] - Belluzzi, O., "Scienza delle costruzioni", vol. 3°, Bologna, 1969 [3] - Guidi, C., "Scienza delle costruzioni", parte terza, Torino, 1929 [4] - Ormea, G.B.,"La teoria e la pratica nelle costruzioni",volume 2°,

Milano 1952 [5] - Cioni, P., "Interventi di consolidamento di strutture spingenti

sottili in laterizio in un edificio di culto in zona sismica", 4° Convegno nazionale L'INGEGNERIA SISMICA IN ITALIA", Milano 1989