Indagini strutturali su catene: metodologia per la verifica del tiro delle catene mediante indagine dinamica

Le catene sono dei sistemi che permettono, non solo di contenere le spinte non contrastate degli elementi voltati (archi e volte) e delle coperture, ma anche di migliorare l’ammorsamento delle pareti murarie e dei solai al fine di conferire un comportamento scatolare dell’insieme strutturale.

La messa in opera delle catene prevede una post tensione mediante l’imposizione di una deformazione negativa lungo il proprio asse. La deformazione per la legge di Hooke genera una forza di trazione meglio nota sotto il nome di “Tiro” delle catene. La tensione, a causa del creep, diminuisce nel tempo fino al suo completo azzeramento. Questo fenomeno è accompagnato dalla formazione di spinte orizzontali crescenti nel tempo fino ad un valore massimo corrispondente al momento in cui si registra il massimo rilassamento della catena.

Sorge, pertanto l’esigenza di ripristinare periodicamente il Tiro delle catene mediante dispositivi preesistenti oppure mediante altre tecniche di tesaggio.

In affiancamento all’operazione di messa in tiro è necessario effettuare una misurazione che consente di risalire al valore di Tiro. Nella pratica sono disponibili molte tecniche di misura e calcolo della forza assiale operando mediante metodi statici o dinamici.

I metodi statici, seppur di elevata attendibilità sono molto farraginosi da eseguire in cantiere, pertanto sempre di più ci si spinge verso tecniche di indagini dinamica. In quest’ultimo caso si tende ad effettuare molte semplificazioni che possono condurre a risultati errati. Le catene degli edifici storici, infatti, non avendo una sezione sottile, si discostano dal comportamento di fune ideale ipotizzato da questa tipologia di metodi.

Un procedimento che tiene conto di queste considerazioni è il metodo che prevede l’impiego di unmodello di trave tenso-inflessa con vincoli elastici. Il metodo, seppure oneroso in termini di elaborazione, semplifica le operazioni in cantiere in quanto richiede l’impiego di un solo accelerometro e restituisce di fatto un risultato molto attendibile.

A tal proposito Indagini Strutturali, a seconda delle casistiche che si possono presentare, esegue indagini dinamiche con l’obiettivo di calcolare le prime tre frequenze di vibrazione che a loro volta consentono, mediante l’adozione del modello di trave tenso-inflessa, sia di verificare che il Tiro delle catene corrisponda a quello di progetto, che di fornire al progettista il valore di Tiro in esercizio per esigenze legate al rilievo dello stato di fatto.

Il progettista di fronte al problema della valutazione del Tiro di progetto che si deve conferire alla struttura è posto di fronte a numerose difficoltà legate alla difficoltà di conoscere la documentazione e i dati di progetto con i quali è stata realizzata la copertura o il sistema voltato.

Per risalire al Tiro di progetto delle catene è necessario un’analisi conoscitiva che consenta di valutare la Spinta sui muri. In tal senso, Indagini Strutturali, esegue una diagnosi dei materiali mediante tecniche limitatamente invasive come tomografia elettrica, endoscopie e prelievo di campioni di materiale, al fine di ricostruire la geometria e la composizione dei materiali che costituiscono la struttura.

I dati sono, in seguito, implementati in un software di modellazione, che consente di restituire la Spinta che la struttura spingente esercita sulle murature e di conseguenza consente al progettista di valutare il Tiro di progetto da conferire alla catena.

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