1) Stato di fatto
L’architrave (Fig.1) appartiene ad una delle porte, di un edificio storico del Comune di Toritto - risalente al 1876 e destinato a Palazzo Municipale - che si affacciano su un deambulatorio (Fig.2). E’ costituito da un elemento monolitico (Fig.3) in calcarenite sovrastante un’apertura, che conduce ad un ambiente coperto da volta a botte con teste di padiglione. La parete superiore è intonacata (Fig.5) e non consente di ipotizzare la presenza di un arco di scarico o sordino che riporti il peso della parete stessa sui piedritti, elemento che risulta evidente dall’osservazione dell’apparecchiatura costruttiva (Fig.4), non intonacata, presente in corrispondenza delle aperture della corte interna, a piano terra. L’asse dell’apertura non coincide con la mezzeria dell’imposta della testa di padiglione (Fig.6).  

Si ritiene, che tra le possibili cause del dissesto, due siano significative:

a) la presenza di una volta a botte, con teste di padiglione, di cui una insistente sull’architrave lesionato:
come è noto le volte a padiglione, pur consentendo l’apertura di vani finestra al di sotto delle linee d’imposta, esercitano azioni di peso e di spinta sui sostegni continui lungo le stesse, ma non uniformemente, bensì con azioni di intensità massima in mezzeria e minima agli estremi dei lati;

b) problematiche occorse nel tempo alla copertura a falde dell’edificio ne hanno causato la progressiva dismissione, fino a giungere alla sostituzione quasi totale con una copertura piana. Queste problematiche, come si evince dalle fonti storiche documentate, sono consistite in carico eccessivo gravante sulle strutture voltate sottostanti e in infiltrazioni di acqua meteorica che ha causato l’appesantimento del rinfianco con conseguente schiacciamento delle volte.

Si esegue la VERIFICA DI STABILITA' DEL MERY applicata alla testa di padiglione della volta del vano P12a.

Analisi dei carichi:

-         peso specifico della volta:         γ₁ = 1700 Kg/mc;

-         peso specifico del rinfianco:       γ₂ = 1700 Kg/mc;

-         sovraccarichi permanenti:

 completamenti:

     pavimento                                   40 Kg/mc

     sottofondo                                  38 Kg/mc

     impermeabilizzazione                     30 Kg/mc     

                                                    108 Kg/mc;

    -      sovraccarico accidentale:             200 Kg/mc.

Assimilando i conci di volta a rettangoli di base media di 0,17 m, i pesi relativi P’_i, valgono:

P’₁ = P’₂ = P’₃ = P’₄ = 0,17 m x 0,27 m x 1,00 m x 1700 Kg/mc = 78,03 Kg.

Assimilando il rinfianco virtuale a trapezi di base b_i e altezze, rilevabili dal grafico, h_i si ha:

h₁ = 61 cm;      h₂ = 57 cm;      h₃ = 49 cm;      h₄ = 38 cm;

a₁ = 25 cm;      a₂ = 34 cm;      a₃ = 59 cm;       a₄ = 98 cm;

b₁ = 34 cm;      b₂ = 59 cm;      b₃ = 98 cm;      b₄ = 148 cm;

per i pesi relativi, P’’_i dei blocchi sovrastanti i conci, si ha :

P’’_i =

P’’₁ = = 305,915 Kg

P’’₂ = = 405,585 Kg

P’’₃ = = 653,905 Kg

P’’₄ = = 794,58 Kg

per i trapezi, sulla congiungente i punti medi delle basi a e b, (con a < b), ad una distanza da b di:

x = h(b/2+a)/3(b/2+a/2);

conoscendo h_i, a_i e b_i si ha:

x₁ = = 28,95 cm

x₂ = = 25,95 cm => 26 cm

x₃ = = 22,47 cm

x₄ = = 21,05 cm.

Le risultanti P_i delle forze applicate P’_i e P’’_i, valgono:

P₁ = 78,03 Kg + 305,915 Kg = 384,215 Kg

P₂ = 78,03 Kg + 450,585 Kg = 528,615 Kg

P₃ = 78,03 Kg + 653,905 Kg = 731,935 Kg

P₄ = 78,03 Kg + 794,58 Kg = 872,61 Kg

d₁ = P’₁ – P’’₁ = 4 cm

d₂ = P’₂ – P’’₂ = 9 cm

d₃ = P’₃ – P’’₃ = 12 cm

d₄ = P’₄ – P’’₄ = 12 cm

pertanto si ha:

v_i : P’_i = (d_i – v_i) : P’’_i

 => v_i =    =>      v_i =     

v₁ = = 0,81 cm    

v₂ = = 1,33 cm  

v₃ = = 1,28 cm  

v₄ = = 1,07 cm  

Assunta la scala grafica 100 Kg = 10 cm, si costruisce il poligono delle forze e quindi il poligono funicolare ausiliario con H arbitrario, l’intersezione del primo e ultimo lato di detto poligono funicolare individua la retta r, retta d’azione della risultante R, dei carichi P_i, il cui valore è:

R = (384,215 + 528,615 + 731,935 + 872,61) Kg = 2517,375 Kg

Dal punto 4 del poligono delle forze si porta la parallela alla retta s, essa incontra la OQ nel punto H₁, ebbene il segmento OH₁ è pari alla spinta Q esercitata dalla semivolta e vale:

Q = 125 cm × 10 Kg/cm = 1250 Kg.

Mentre il segmento 4H₁ è pari alla spinta S, esercitata dalla volta sulle reni e vale:

S = 281 cm × 10 Kg/cm = 2810 Kg.

Verificando la sezione in chiave e quella al rene si ha:

-      in chiave: essendo Q = 1250 Kg la forza agente normalmente alla sezione nell’estremo del nocciolo d’inerzia, si ha:

      s_max = 2Q/h×b = 2500 Kg/2700 cmq = 0,926 Kg/cmq;

 -       al rene: essendo S  = 2810 Kg la forza agente normalmente alla sezione nell’estremo del nocciolo d’inerzia, si ha:

      s_max = 2Q/h×b = 5620 Kg/2700 cmq = 2,081Kg/cmq;

essendo la tensione ammissibile per una muratura in pietrame e malta pari a
4 Kg/cmq, ne risulta che le tensioni massime calcolate sono inferiori.

Dalla verifica del Mery emerge che la risultante S delle azioni esplicate dalla volta incontra la sezione d'imposta a 0,34 m dalla faccia interna della muratura, per cui la condizione di carico di questa è la seguente:

siano

P₁ il peso del muretto d'attico, spessore = 0,24 m, peso specifico = 1700 kg/mc
P₂ il peso della muratura verticale, spessore = 0,65 m, peso specifico = 1700 kg/mc
P   la risultante dei carichi

P₁ = 0,24 m  x 1,00 m x 1, 00 m x 1700 Kg/mc = 408 kg

P₂ = 0,65 m x 1,00 m x 3,44 m x 1700 kg/mc = 3801,2 kg

La risultante è:

P = P₁ + P₂=  408 + 3801,2 = 4209,2 kg

ad una distanza orizzontale Vo da P₂ :

Vo = d x P₁ / P = 9 cm x 408 kg / 4209,2 kg = 0,872 cm

dove d è la distanza orizzontale di P₁ da P₂

e ad una distanza verticale Vv da P₂ :

Vv= d x  P₁ / P = 2,22 cm x 408 kg/ 4209,2 kg = 0,215 cm

dove d è la distanza verticale di P₁ da P_{2 .}

La risultante T di P ed S, ricade sull'architrave.

- puntellatura;

- smontaggio dell’architrave;

- risarcitura della lesione mediante malta epossidica;

- creazione dell'alloggiamento delle barre di rinforzo mediante la perforazione con attrezzatura a rotazione. Le barre saranno di tipo tondo ad aderenza migliorata del diametro di f 12, pertanto i fori avranno un diametro di 22 mm. Il posizionamento delle barre avverrà in senso diagonale e non complanare, 2 per direzione, per garantire una migliore solidarizzazione delle parti. La perforazione deve essere eseguita con sonda a rotazione con corona al Widiam raffreddata ad acqua o ad aria secondo le indicazioni della D.L., per dare un foro circolare di sezione costante, eseguita con velocità di rotazione ridotta per non arrecare danni di alcun tipo alle strutture attraversate;

- pulizia mediante aria compressa del perforo, con divieto di impiego di acqua e comunque secondo le indicazioni della D.L.;

- iniezione di resine epossidiche nei fori;

- taglio a misura delle barre;

- posa in opera delle barre nella perforazione, curando che siano arretrate di almeno cm 5 rispetto al filo dell’architrave e successivo riempimento con malta epossidica.

Le fasi dell’intervento sono:

• analisi delle caratteristiche (meccaniche, fisiche, chimiche) del materiale superstite;

• rilievo della parte mancante: realizzazione di una sagoma bidimensionale del profilo dell’elemento da integrare e di un modello tridimensionale del pezzo mancante, che serviranno come riferimenti per il taglio del tassello;
  
• trovato il tipo di pietra e il pezzo adatti all’esecuzione del  tassello, si riportano sulle facce del blocco lapideo selezionato, le misure e il disegno del pezzo da realizzare;

• realizzazione del tassello: lo scalpellino toglie dal blocco il materiale in eccedenza, utilizzando subbia e ugnetto, fino a ottenere un elemento prismatico di forma e misure corrispondenti all’alloggiamento realizzato nel manufatto da integrare, lasciando però solo abbozzata la faccia esterna aggettante;

• imperniatura: per garantire una maggiore tenuta degli elementi d’integrazione si impiegano dei perni in acciaio inseriti in fori ciechi verticali praticati all’interno della cavità che ospiterà il tassello e nella corrispondente faccia del tassello stesso. I fori sono eseguiti utilizzando un trapano a rotazione. I perni metallici sono trattenuti all’interno della pietra da resina epossidica inserita nello spazio interstiziale esistente tra le pareti del foro e quelle del perno. Prima di procedere all’inserimento del tassello, si fermano i perni all’interno dei fori tramite resina. Le commettiture, all’intradosso dell’architrave, vengono successivamente stuccate con argilla, per evitare che la resina, che è necessario colare all’interno dei fori di alloggiamento dei perni, possa fuoriuscire attraverso di essa, compromettendo l’incollaggio del perno;

• il tassello sbozzato viene inserito nell’alloggiamento (le cui facce sono rifinite mediante abrasione per migliorare lo scorrimento dei pezzi) mediante scalpello, al fine di ottenere un buon inserimento e usando in seguito acqua e sabbia per strofinare il tassello nella sua cassa, così che, per azione abrasiva (cucciatura), si ottiene un’unione perfetta tra il tassello e le parti del manufatto da integrare;

• infine, ad inserimento eseguito, si procede alla lavorazione con scalpello dalla parte esterna del tassello e alla levigatura con sabbia e altri abrasivi, sempre più fini, fino a renderla simile alla superficie del manufatto integrato, ma in modo da rendere riconoscibile l’intervento.

• Ricollocamento in opera dell’architrave;

• Applicazione dell’intonaco civile.