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 progetto definitivo di consolidamento delle strutture
 di Casa Bossi

relazione

1. PREMESSA

2. LA CONOSCENZA GEOMETRICA
2.1 Il rilievo topografico
2.2 Il rilievo diretto
2.3 Il rilievo delle facciate: la fotogrammetria piana
2.4 Il rilievo delle strutture voltate: la modellazione solida

3. LA CONOSCENZA DELLE STRUTTURE
3.1 Il sistema costruttivo
3.2 Le strutture di fondazione
3.3 Le strutture di elevazione
3.3.1 Le strutture di elevazione principali
3.3.2 Le strutture di elevazione secondarie
3.4 Le strutture orizzontali
3.4.1 Le strutture voltate in muratura
3.4.2 I solai lignei
3.4.3 Altre tipologie
3.5 Le strutture inclinate
3.5.1 Le scale
3.5.2 Le strutture dei lucernai
3.6 Le pavimentazioni

4. IL QUADRO FESSURATIVO

5. LE PROVE DIAGNOSTICHE E L’INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI

6. LE VERIFICHE DEGLI ELEMENTI E LA VALUTAZIONE DEL COMPORTAMENTO STRUTTURALE DELLA FABBRICA

7. GLI INTERVENTI PROGETTUALI
7.1 Interventi nelle strutture di fondazione
7.2 Interventi nelle murature di elevazione
7.3 Interventi sulle volte
7.4 Interventi sui solai in legno
7.5 Consolidamento delle scale e dei lucernai

8. MODALITA’ E CRONOPROGRAMMA DELLE FASI ATTUATIVE


1. PREMESSA
Riteniamo utile, prima di illustrare il seguente progetto di consolidamento dell’edificio denominato "Casa Bossi" a Novara, ricordare l’ambito culturale nel quale si riconosce il raggruppamento di professionisti estensori del progetto e ciò non per un mero preambolo "conveniente", ma per meglio illustrare la filosofia del progetto e le specifiche scelte degli interventi.
Il gruppo di progettazione considera che l'impostazione conservativa è quella più corretta per la trasmissibilità del bene architettonico in quanto ha come obiettivo generale quello di mantenere nei limiti del possibile i dati materiali e gli elementi costruttivi che caratterizzano una fabbrica indipendentemente dai loro caratteri stilistici, storici o di formalizzazione figurativa.
I professionisti non si riconoscono in un concetto di restauro inteso come ripristino meccanico di forme e materiali ormai perduti o nel restauro come riproduzione di "nuovi autentici" o di "copie perfette", e quindi il progetto si pone come obiettivo principale quello di tentare, nei limiti della fattibilità tecnica, di mantenere autentica Casa Bossi.
In ambito strutturale ciò si traduce nel progettare tutti gli interventi tecnici necessari ad eliminare il dissesto strutturale adottando una metodologia che individui soluzioni compatibili e conformi alle caratteristiche costruttive della fabbrica e che sia concepita con lo scopo di aiutare (senza sostituirlo) lo scheletro portante esistente a reggere i carichi richiesti dalla normativa.
In ragione di questi presupposti era essenziale partire con uno studio analitico preliminare nel quale poter cogliere i diversi livelli di complessità della fabbrica al fine di comprenderne la "natura".
E’ stata pertanto avviata una indagine per la conoscenza dei dati geometrici, materici e di tecnologia costruttiva che di seguito verranno illustrati.

2. LA CONOSCENZA GEOMETRICA
La prima fase analitica di conoscenza di un edificio è il rilievo e cioè la definizione delle caratteristiche metriche e geometriche.
Rilevare un edificio è un’operazione assai complessa che può risultare dispersiva se non se ne definiscono gli obiettivi. Nel nostro caso il rilievo si è proposto di ottenete uno strumento per ragionare in termini di struttura, presa nella sua globalità; dunque di avere a disposizione piante a varie quote dell’edificio e sezioni caratteristiche finalizzate alla formulazione d’insieme per la valutazione delle condizioni statiche. Più in particolare l’obiettivo del rilievo è stato di verificare le corrispondenze tra i vari piani, le anomalie strutturali, le pareti in falso, gli allineamenti rispettati e tutte quelle caratteristiche della strutture che osservate singolarmente, senza visione globale, di singoli locali non risulterebbero significative.
Non è stato invece oggetto del rilievo la definizione di quegli elementi architettonici ininfluenti per la comprensione della globalità strutturale e che comunque necessitavano scale di lettura e di rappresentazione più dettagliate. Ciò comunque non deve essere considerato un limite, ma una scelta di coerenza critica con gli scopi sopra definiti in quanto "Un rilevatore che si accinga a misurare un’opera architettonica, non può, evidentemente rilevare gli infiniti punti che la costituiscono, ma deve operare delle scelte e discretizzare il continuo della materia riducendolo in un numero limitato di punti".( M. Docci, D. Maestri, Il rilevamento architettonico. Bari, 1984)

2.1 Il rilievo topografico
Per comprendere l’articolazione della fabbrica si è reso necessario eseguire un rilievo di tipo topografico. Il rilievo è stato organizzato con una rete di inquadramento principale costituita da una poligonale del tipo chiusa con due sbracci.
Ad essa sono state appoggiate delle reti secondarie aperte che si sviluppano ai diversi piani dell’edificio. Per collegarle e chiuderle ci si è serviti di tre fili a piombo posti due nella tromba delle due scale e uno nel piccolo patio in prossimità dell’androne e a ulteriori punti di dettaglio definiti con la poligonale principale e cioè con punti riletti da almeno due stazioni e oggetto di compensazione per il calcolo degli errori angolari e lineari.
La poligonale principale con i relativi sbracci è costituita da n° 12 vertici. Le reti secondarie sono state così distribuite:
n°1 per un totale di 12 vertici al piano interrato;
n° 1 per un totale di 5 vertici al piano terra;
n° 4 per un totale di 8 vertici al primo piano;
n° 9 per un totale di 11 vertici al secondo piano;
n° 4 per un totale di 6 vertici al terzo piano.
In totale sono stati letti i seguenti punti dettaglio:
n° 178 al piano interrato;
n° 341 al piano terra;
n° 159 al primo piano;
n° 165 al secondo piano;
n° 96 al terzo piano.
Tutti i punti di dettaglio prima di essere letti con lo strumento sono stati fisicamente individuati con delle marche adesive di dimensioni 2x2 cm; per la lettura lineare sulla marca è stato fissato un catarifrangente in poliestere di 2 mm di spessore. Questa operazione è stata ritenuta necessaria per consentire le seguenti operazioni:
    - collegare le reti di poligonale secondaria a quella principale,
    - eseguire in seconda battuta le successive fasi di rilievo diretto partendo da punti noti,
    - fissare le quote per la ricostruzione delle sezioni verticali riferite a d un sistema con zero relativo,
    - eseguire con calma e con possibilità di verifica le monografie necessarie alla stesura degli elaborati.
Gli strumenti impiegati sono stati: una stazione totale SOKKISHA SET 4° con lettura al cinquedecimillesimo di grado centesimale e una stazione GEOTOP 1000 senza prisma e con lettura al cinquedecimillesimo di grado centesimale.

2.2 Il rilievo diretto
Il rilievo diretto è consistito in generale in una verifica degli elaborati di rilievo forniti dalla Committenza. Ha avuto maggiori approfondimenti in quegli ambienti rimasti scoperti dalle reti di poligonale secondaria. E’ stato condotto con il metodo delle trilaterazioni collegate dov’era possibile ai punti di dettaglio letti con lo strumento. Il rilievo diretto ha consentito inoltre la misura degli spessori murari.
Questa fase ha permesso anche la ricostruzione delle sezioni verticali e la determinazione per differenza degli spessori delle strutture orizzontali. Sono stati rilevati inoltre elementi strutturali il cui approfondimento geometrico era indispensabile per valutarne le capacità portanti. Per questi particolari (strutture voltate, solai, scale, lucernai) sono state scelte scale di lettura adeguate alle informazioni da raccogliere.
Gli strumenti impiegati oltre ai tradizionali doppi metri e rotelle metriche sono stati il triplometro in alluminio, l’asta telescopica in alluminio dotata di livella sferica, livella del muratore, filo a piombo, distanziometro laser (precisione ± 3mm).

2.3 Il rilievo delle facciate: la fotogrammetria piana
Per il rilievo dei prospetti è stata utilizzata la tecnica di fotogrammetria semplificata. Essa consiste nella restituzione degli elaborati in forma fotografica-numerica e cioè in forma rasterizzata. In pratica sono state eseguite successive prese fotografiche effettuate con una normale macchina fotografica reflex 35 mm e acquisite con scanner a colori con risoluzione a 300 dpi; in seguito sono state processate con software di raddrizzamento digitale in grado di ricostruire una proiezione ortogonale dell'oggetto indipendentemente dall'inclinazione della presa fotografica. Le singole immagini raddrizzate sono state "mosaicate" e cioè unite per ottenere la restituzione del fotopiano del singolo prospetto. In tutte le prese fotografiche sono stati preventivamente individuati quattro punti di appoggio consistenti in marche circolari con catarinfrangente in poliestere (tipo RS20) o in punti fisici caratteristici dell'edificio (spigoli, sporti, rientranze ecc.)
Tutti i punti sono stati misurati topograficamente per consentire durante l'operazione di raddrizzamento la calibrazione delle dimensioni reali dell'immagine.
L'ossatura dei punti di appoggio è stata distribuita in questo modo:
n° 72 per il prospetto ovest (lungo il Baluardo);
n° 31 per il prospetto sud (lungo la via Pier Lombardo);
n° 27 per il prospetto est della corte interna
n° 15 per il prospetto sud della corte interna;
n° 15 per il prospetto nord della corte interna;
n° 10 per il prospetto est del terrazzo
n° 9 per il prospetto sud del terrazzo

2.4 Il rilievo delle strutture voltate: la modellazione solida
E' una considerazione ormai consolidata il fatto che il rilievo non può essere disgiunto dalla sua rappresentazione. La misura della geometria deve per forza di cose trovare una corretta rappresentazione altrimenti si rischia di ottenere elaborati poco significativi e privi delle informazioni ricercate. Nel nostro caso si è osservato che la complessità geometrica di alcune strutture voltate, oggetto di approfondimento, risultava troppo semplificata con le classiche viste bidimensionali. Era dunque necessaria una rappresentazione capace di tener conto anche della terza dimensione per mettere in giusta evidenza l'elemento con tutte le sue particolarità geometrico costruttive e consentirne una comprensione generale. Sono state pertanto realizzate delle modellazioni solide. In sintesi, anzitutto l'elemento voltato è stato discretizzato scegliendo un numero sufficiente di punti letti e misurati con strumento topografico collegato al sistema di zero relativo della poligonale principale. Questi punti, successivamente inseriti nel personal computer, diventano la base per la generazione in forma automatizzata di superfici tridimensionali che descrivono in forma continua l'oggetto rilevato.

3. LA CONOSCENZA DELLE STRUTTURE
Sulla base dei rilievi geometrici e dimensionali sono stati elaborati dei disegni tematici aventi lo scopo di catalogare e descrivere le strutture dell'edificio. Si è cercato dunque di entrare in profondità della fabbrica e di ampliarne la conoscenza. Per ogni elemento strutturale sono state studiate la natura dei materiali, la geometria, la tecnica costruttiva.
E' stata studiata in particolare la logica costruttiva delle strutture verticali ( pilastrature, colonne, apparecchi murari) delle strutture orizzontali spingenti (archi, volte in muratura) e non spingenti (solai lignei, in pietra) e delle strutture inclinate (scale e lucernai). Ciò ha consentito di fornire un primo quadro per la comprensione del funzionamento statico globale della fabbrica. Questa fase inoltre ha individuato quegli elementi strutturali che necessitavano maggiori approfondimenti conoscitivi sia a livello geometrico che di conoscenza dei materiali e di tecnica esecutiva .Tutte le informazioni principali ottenute hanno trovato una sintesi in tavole riassuntive.

3.1 Il sistema costruttivo
Il sistema costruttivo impiegato per la realizzazione di Casa Bossi è quello del tipo a muratura portante; tuttavia la particolarità della costruzione è che, a differenza delle tradizionali strutture in muratura, questo sistema può essere paragonato ad un telaio di concezione moderna. Infatti la struttura è impostata su una maglia di pilastri isolati disposti con passo regolare e tra loro collegati da archi in muratura. Lo schema a fulcri è ben individuabile nel locale interrato. Più celato invece appare ai piani superiori in quanto inglobato nelle spesse murature di tamponamento. Al piano cantina questi pilastri appaiono più fitti e con dimensioni maggiori rispetto a quelli dei piani superiori. Al piano terra alcuni pilastri si trasformano in colonne in pietra per costituire spazialmente le aree di porticato delle corti interne.
Le pilastrature presentano uno stato di conservazione mediamente buono; in alcune situazioni nell’area interrata sono state osservati tuttavia avanzati degradi per decoesionamento dei laterizi e delle malte e presenza di efflorescenze saline dovute ai fenomeni di umidità e di risalita capillare.
Per la stabilità dell'intero sistema, a fianco degli archi che hanno funzione sia di controventatura che di scarico dei pesi derivanti dalle strutture superiori, la struttura accoglie dei tiranti in ferro posti alla quota di intradosso delle chiavi degli archi; in una posizione dunque certamente efficace dal punto di vista della fruibilità spaziale degli ambienti in quanto le catene rimangono nascoste, ma contemporaneamente in una posizione poco idonea staticamente per l’assorbimento delle componenti di spinta orizzontale. Riguardo al loro stato di conservazione le catene più superficiali presentano fenomeni di corrosione che in alcuni casi hanno creato rotture localizzate dei laterizi confinanti e scollamenti dalla loro sede d’origine.
Il sistema di pilastri ed archi tuttavia non può essere considerato l’unica soluzione adottata per la stabilità dell’edificio. Si è osservato da indagini visive e da prove sperimentali, di cui si tratterà in seguito, che anche i muri di tamponamento nell’area interrata contribuisco all’assorbimento degli sforzi. Queste murature di tamponamento non sono ancorate alle pilastrature portanti e sono state eseguite con mattoni di minor resistenza, come dimostrato dai risultati ottenuti con le indagini con i martinetti piatti, ma presentano comunque una fondazione. Forse già in fase progettuale sono state ideate come delle strutture secondarie che tuttavia in caso di rilassamento generale della struttura principale avrebbero potuto intervenire in aiuto.

3.2 Le strutture di fondazione
Per valutare la presenza e la geometria delle fondazioni sono stati eseguiti alcuni saggi. Si è osservato che le fondazioni dei pilastri hanno una tipologia a plinto isolato di forma troncopiramidale con angolo alla base di circa 83° e che sono impostate a 1 metro dalla quota di calpestio.
I muri di tamponamento presentano anch’essi un allargamento fondale a sezione rettangolare che tuttavia appare più superficiale.
La parte di fabbricato collocato a sud ha una situazione fondale differente giustificabile in quanto apparterrebbe ad una fase costruttiva più antica. Più precisamente è stato osservato che il muro di confine lungo la via Pier Lombardo presenta una fondazione molto ridotta, mentre nella zona al piano terra (cioè quella priva di piano interrato) la fondazione si affianca a strutture preesistenti probabilmente di epoca medioevale.
Gli scavi hanno consentito inoltre di ottenere alcune informazioni sulla natura del terreno. In tutte le aree si è rilevato un terreno di tipo argilloso con discrete qualità di compattezza.

3.3 Le strutture di elevazione
Per la comprensione del funzionamento statico strutturale dell’edificio era necessario individuare le strutture principali distinguendole da quelle secondarie. Quelle principali costituiscono lo scheletro dell’edificio, mentre quelle secondarie hanno funzioni diversificate.
La classificazione proposta per le strutture secondarie è risultata complessa per il carattere di funzionamento misto di alcune strutture.

3.3.1 Le strutture di elevazione principali
Appartengono a questo gruppo le pilastrature che come già descritto costituiscono l’ossatura del sistema strutturale. I pilastri sono disposti con regolarità e con passo più fitto nel locale interrato. Al piano terra si trasformano in colonne in pietra o in semicolonne. Altre strutture principali sono le murature dei vani scala, alcune murature perimetrali, in particolare quelle addossate agli edifici confinanti, e infine le murature che definiscono l’ala sud lungo la via Pier Lombardo che come già affermato potrebbero essere state impostate al di sopra o addirittura appartenere a preesistenze.

3.3.2 Le strutture di elevazione secondarie
Le strutture verticali secondarie sono state classificate a seconda della loro funzione.
Sono state individuate dapprima quelle con funzione semiportante, cioè murature che collaborano con l’ossatura principale o che portano ridotti carichi degli orizzontamenti. Appartengono a questo gruppo anche le murature con funzione di controventatura.
Si è cercato di indagarne la tecnica costruttiva; in particolare è stato approfondito l’esame di quelle pareti trasversali con spessori elevati, variabili tra i 50 e i 60 cm. Da indagini con la tecnica georadar risulta che sono costituite da un doppio paramento di mattoni pieni di spessore variabile (a una o due teste di mattoni) con all’interno un’intercapedine spesso vuota o riempita con materiale poco coerente. Queste murature sono inoltre attraversate da diverse canne fumarie. Da indagine visiva diretta (ad esempio dall’esame di murature non intonacate nel sottotetto e dalla tessitura dei mattoni osservata per luce radente su porzioni di intonaco degradato) è riscontrabile in alcune situazioni una differente tecnologia costruttiva consistente in una successione di pilastrini ad interasse di circa 1.20 m collegati da archi in muratura e tamponati con mattoni disposti di coltello. Entrambe le soluzioni dimostrano comunque la loro funzione semiportante e di controventatura.
Altre strutture secondarie sono quelle che portano solo se stesse ed hanno la funzione di suddividere gli ambienti. In alcuni casi queste tramezze hanno una minima funzione portante poiché servono anche da supporto alla centinatura delle false volte.
Le tramezze sono realizzate con mattoni pieni di spessore una testa o da mattoni forati.
E’ stata individuata un’ulteriore tipologia di tramezzatura limitata a un solo caso di curioso interesse costruttivo in quanto costituita da un telaio in legno composto da montanti e traversi a sezione quadrata disposti ad intervalli regolari e tamponati da un incantucciato intonacato; il telaio è fissato sia a pavimento che appeso al soffitto con zanche in ferro.

3.4 Le strutture orizzontali
Sono state individuate tutte le strutture orizzontali e analizzate in base:
    - al tipo di struttura (a volta, a solaio)
    - ai materiali impiegati (laterizio, legno, ferro , pietra)
    - al sistema costruttivo.

3.4.1 Le strutture voltate in muratura
La struttura voltata in muratura è certamente la soluzione più utilizzata per la copertura degli ambienti. Sono state utilizzate in tipologie differenti: volte a botte, a padiglione, a vela, a crociera e con dimensioni molto variabili. Alcune di esse hanno luci rilevanti (fino a circa 6 m) e con monta estremamente ridotta. In genere ai piani inferiori, interrato e terra, le volte sono prevalentemente del tipo composto e con la presenza di lunette o raccordi sferici; ai piani superiori le volte appaiono più semplici e regolari.
Alcune volte, in particolare quelle che coprono contemporaneamente più ambienti, sono raccordate alle tramezze che limitano la stanza tramite delle finte volte realizzate con un cannucciato intonacato fissato a centine in legno. La soluzione più impiegata è la volta di copertura a padiglione con una o addirittura due false teste.
Riguardo al sistema costruttivo ogni tipologia di volta adotta differenti apparecchiature dei laterizi.
L’esame visivo su volte prive di intonaco e l’ osservazioni con luce radente ha rivelato che:
    - nelle volte a padiglione gli elementi sono disposti a filari longitudinali o a spina di pesce;
    - nelle volte a vela gli elementi sono disposti a ventaglio;
    - nelle volte a crociera gli elementi sono disposti con andamento trasversale;
    - nelle volte complesse gli elementi sono disposti prevalentemente a ventaglio.
Con esami più approfonditi eseguiti con la tecnica georadar e con l’endoscopia si è rilevato che la sezione resistente delle volte è di circa 14 cm, pari dunque allo spessore di una testa di mattone apparecchiato di fascia (o coltello), e che rimane costante sia in chiave che all’imposta. Nelle volte di copertura dell’ultimo piano la sezione è di 5,5 cm, pari dunque allo spessore di un mattone disposto di piatto. L’esiguo spessore è rinforzato con cordolature estradossali sempre in laterizio.
Come già ricordato, le volte, soprattutto quelle di dimensioni maggiori, sono estremamente ribassate; è stato rilevato un rapporto tra monta e metà della luce fino a 0,25 (si ricorda che nell’arco a tutto sesto questo valore è pari a 1).
Alcune volte, per l’assorbimento delle rilevanti spinte esercitate, hanno un tirante in ferro collocato tuttavia in pozione non ottimale e cioè alla quota di intradosso della chiave.
Oltre alla conoscenza del sistema costruttivo e al rilievo dello spessore e della geometria era indispensabile conoscere anche la stratigrafia delle volte con tutti gli spessori al fine di valutare l’entità dei carichi permanenti.
Sono state individuate le seguenti stratigrafie:
    - volte con riempimento costituito da materiale inerte incoerente (calcinacci e polvere di mattone) e pertanto privo della funzione di rinfianco. Al di sopra è presente uno strato di sottofondo in malta di calce e pavimento finale;
    - volte prive di riempimento con all’estradosso alcuni piastrini in laterizio a passo regolare per l’appoggio di travetti lignei a costituire la base di appoggio di un palchetto in legno;
    - volte prive di riempimento con all’estradosso dei frenelli disposti in direzione della luce della volta con interasse di circa 1,10 m e coperti da voltine cilindriche a piccola monta (porcelle) su sui è steso il sottofondo e il pavimento.

3.4.2 I solai lignei
I solai in legno sono presenti in quantità molto ridotta.
In genere sono stati impiegati nei locali ammezzati, presentano una tipologia ad orditura semplice e sono nascosti da un controsoffitto in cannucciato intonacato.
Da indagine con georadar si è osservato che sono costituiti da travetti con interasse di circa 70- 80 cm; al di sopra un assito in legno, un sottofondo in malta di calce e la pavimentazione in piastrelle di cotto.
Il solaio in legno del locale ammezzato piano terra posto al centro dell’edificio è parzialmente crollato a causa probabilmente dei carichi eccessivi indotti da un cattivo uso antropico.
I due solai posti nell’ala sud dell’edificio lungo la via Pier Lombardo in ragione della loro anomalia tipologia rispetto ai restanti parrebbero invece una preesistenza confermando quanto affermano i documenti d’archivio che annotano in questa area dell’edificio le vicissitudini per la demolizione di fabbricati confinanti e la creazione del collegamento della via con il Baluardo.
In particolare il solaio posto al piano terra nella stanza all’angolo sud è realizzato con travi di sezione variabile (circa 23x22 cm) a semplice orditura con interasse di circa 1,10 m a cui è fissata una struttura lignea per sorreggere un cannucciato intonacato che ormai è in fase di distacco completo. Le travi presentano un attacco biotico esteso e un’inconsistenza meccanica per una profondità di circa 2 - 3 cm.
L’altro solaio, posto al piano ammezzato, ha una tipologia a doppia orditura con soluzione a regolo per convento. La trave principale (sez. 23 x 25 cm) presenta profonde fratture inclinate in prossimità dell’appoggio. L’orditura secondaria è costituita da travetti di 9x12 cm disposti con interasse di 56 cm. Si osserva un generale stato deformativo delle strutture con rotture localizzate.
Tutte le orditure lignee sono concluse con un assito, uno strato di sottofondo in malta di calce e da una pavimentazione in cotto.

3.4.3 Altre tipologie
E’ stato individuato in un locale del piano ammezzato terra un solaio in ferro costituito da putrelle intervallate ogni 90 cm e collegate per il riempimento degli interspazi da volterranee in laterizio. Sopra è disposto uno strato di sottofondo e un pavimento in cotto; l’intradosso risulta piano ed è intonacato. Si ipotizza, a causa della particolare soluzione, che il solaio sia di epoca novecentesca e abbia sostituito probabilmente una precedente struttura lignea.
Un’altra particolarità è costituita da un orizzontamento sempre posto in ambiente del piano ammezzato terra realizzato con lastre in pietra di beola di dimensioni notevoli ( 1,26x 2,7 m e 0,89x4,24 m) con spessore di 6 –7 cm , incastrate alle murature perimetrali e appoggiate a traversi in ferro. L’intradosso intonacato è parzialmente crollato.

3.5 Le strutture inclinate
Comprendono quelle strutture portanti costituite da elementi eterogenei che hanno un ruolo particolare nel complesso dell’edificio. Sono state suddivise in scale e lucernai.

3.5.1 Le scale
Le quattro scale che consentono il collegamento verticale ai piani rientrano, pur con le notevoli variazioni dimensionali, nella medesima tipologia costruttiva e cioè quella della scala a sbalzo con pozzo centrale (o scala a volo). Sono costruite con il solo incastro dei gradini nella muratura perimetrale.
I gradini sono costituite da lastre in pietra mascherate all’intradosso da un ripieno di malta e laterizi intonacati per riportare in piano la superficie del soffitto.
Sono state analizzate più approfonditamente lo scalone principale (Scala 2) e la scala secondaria posta al lato della manica principale dell’edificio.
Lo scalone principale ha un impianto planimetrico a tre rampe parallele che collegano il piano terra al primo, al secondo e al terzo piano. Le prime tre rampe, quelle di collegamento al primo piano, sono costituite da blocchi sagomati a gradino in pietra di granito rosa con una dimensione di 148 cm; i gradini si sovrappongono con una leggera incavatura mentre nella parte superiore sono profilati a toro, listello e guscio.
I restanti gradini, quelli di collegamento ai successivi piani, sono invece realizzati con delle lastre di beola di spessore di circa 6,5 cm.
Tutti i pianerottoli intermedi sono costituiti sempre da lastre a sbalzo in pietra.
La scala secondaria ha un impianto planimetrico anch’esso a tre rampe parallele e collega inoltre i piani ammezzati. Tutti i gradini sono realizzati con lastre in pietra di beola di spessore di circa 6,5 cm con dimensioni di 136 cm e con pianerottoli intermedi sempre con lastre in pietra accostate.
Entrambe le scale hanno un rinfianco parzialmente collaborante realizzato con tavelle in cotto intonacate su cui è fissato un profilo metallico per il fissaggio della balaustra in ferro.
L’esame della scala secondaria ha comportato anche l’analisi del pianerottolo d’arrivo del piano ammezzato terra che per la sua particolarità geometrica, è una struttura originale.
Appare come un ballatoio con struttura voltata del tipo a botte estremamente ribassata: gli spessori comprensivi della pavimentazione risultano di soli 16,5 cm in chiave e di 32 cm all’imposta con un rapporto tra monta e metà della luce pari a 0,05. Da indagine georadar e magnetometrica è stata rilevata all’interno la presenza di un’ossatura di rinforzo in ferro costituita da due profili longitudinali posti ai bordi e da quattro traversi in ferro di collegamento.
Altre particolarità costruttive sono i due pianerottoli di arrivo del primo piano ammezzato e del secondo piano realizzati con unici blocchi in pietra di dimensioni pari a 1,54x5,60 m con spessore di 14 cm.

3.5.2 Le strutture dei lucernai
Il pozzo delle due scale sopra descritte è illuminato alla sommità da una lanterna di recente fattura in ferro e vetro sorretta da strutture visivamente simili per entrambi i casi che appaiono come una maglia di travi ribassate e intonacate.
Da un esame più approfondito del lucernaio della scala secondaria (Lucernaio 1) si è osservato che la lanterna è sostenuta da una muratura di mattoni a una testa gravante su un solaio in legno costituito da un’orditura principale realizzata con due travi in legno. Ortogonalmente è disposta un’orditura secondaria realizzata con travetti affiancati che sostiene un impalcato in tavole di legno. All’intradosso il solaio è controsoffittato con tavole di legno intonacate, che comunque lasciano in vista la sagoma ribassata delle travi lignee anch’esse intonacate. Lo stato di conservazione di questa struttura mostra deformazioni e fessure nell’intonaco soprattutto nei punti di giunzione che appaiono dunque i più delicati; l’impalcato superiore coperto da detriti è generalmente dissestato.
Il lucernaio della scala principale (Lucernaio 2) se all’intradosso appare simile a quello della scala secondaria strutturalmente è differente. La lanterna è appoggiata a una muratura di mattoni di spessore pari a una testa sostenuta da un’orditura principale costituita da due capriate in legno. Il tirante ligneo della capriata diventa l’elemento visibile all’intradosso e serve da supporto per l’orditura secondaria disposta ortogonalmente e su cui poggia un tavolato ligneo in parte coperto da tavelle in cotto. L’intradosso della struttura è controsoffittata con un tavolato in legno intonacato.
Le due capriate sono affiancate da travi IPE 200 e da ulteriori travi IPE 150 ortogonali e poste all’interno dei muri che delimitano il lucernaio. Delle staffe in ferro collegano queste strutture all’orditura secondaria. Riguardo allo stato di conservazione, la struttura appare deformata e l’intonaco che ricopre le giunzioni tra le membrature risulta fessurato. L’impalcato superiore è coperto da detriti e mostra segni di cedimento.

3.6 Le pavimentazioni
Le pavimentazioni, benché siano da considerare come elementi di finitura non significativi in termini strutturali, necessitano una sufficiente conoscenza per valutare il grado di distruttività che l’eventuale consolidamento della struttura portante comporterebbe nei confronti della struttura portata. I materiali e le tecniche adottate per la posa dei pavimenti consentono dunque di determinare l’effettiva possibilità di smontaggio degli elementi. Oppure nel rispetto della loro unicità, in alternativa alla loro perdita, possono orientare in modo diverso la soluzione di consolidamento.
La casistica riscontrata è varia. Prevalgono le pavimentazioni con mattonelle di cemento pigmentato con diverse forme geometriche (quadrate, esagonali e ottagonali). Questa tipologia a volte presenta delle interessanti soluzioni figurative con l’uso di mattonelle policrome o con apparecchiature riquadrate da fasce perimetrali.
In ordine di presenza vi è la soluzione in mattonelle di cotto che sembrerebbe quella originale. E’ pressoché impiegata ovunque nei locali ammezzati e nei locali di sottotetto al terzo piano.
Negli ambienti "nobili" le pavimentazioni sono del tipo a mattonato costituiti da elementi di diversa forma in policromia e arrotati in opera.
Un’altra tipologia è quella del palchetto in legno anch’essa da ritenere originale e coeva al momento della costruzione. Presenta soluzioni formali con intarsi di differenti specie legnose. Gli elementi lignei sono fissati su strutture poggianti direttamente sull’estradosso della volta.
Di pari rilevanza è la soluzione in parquet con listoncini disposti a spina di pesce. A volte gli elementi sono posati su un precedente pavimento in cotto.
La soluzione in seminato alla veneziana è limitata a due locali al piano terra e al pianerottolo d’arrivo al primo piano della scala principale.
Infine compaiono anche sistemi moderni, fortunatamente più limitati, come pavimenti in gres, in piastrelle di graniglia e in ceramica monocottura.
Tutte le aree porticate del piano terra hanno una pavimentazione in lastre in pietra di beola.

4. IL QUADRO FESSURATIVO
La grande estensione in pianta dell’edificio comporta che i fenomeni di degrado strutturale si presentino prevalentemente nelle zone in prossimità della causa scatenante, senza propagarsi a tutto l’edificio. In base al quadro fessurativo verranno pertanto individuate diverse cause di innesco del danno, che potranno variare da zona a zona.
In particolare dalle tavole riassuntive presentate in allegato si evince che fenomeni di cedimento differenziale delle fondazioni sono presenti all’interfaccia tra il pronao e il corpo principale dell’edificio, dovute probabilmente ad una diversa profondità di posa. Le fessurazioni conseguenti si osservano ai vari piani, a partire dal piano interrato.
Analogo fenomeno si presenta a piano terra in corrispondenza dei locali 016 e 017 e del locale 009. In queste zone non è presente il piano interrato ed inoltre è probabile ci sia stata una interazione con la costruzione o con interventi di trasformazione degli edifici adiacenti.
Il fenomeno si propaga a piano superiore ai locali 105, 106 e 107.
Ancora imputabili a cedimenti differenziali di fondazione sono le fessurazioni riscontrate nei locali 101 e 102 e nei superiori locali 201 e 202. La causa è da ricondurre con ogni probabilità al fatto che l’edificio attuale ha inglobato delle preesistenze, caratterizzate da fondazioni di minore consistenza.
La fessura verticale presente sulla facciata in corrispondenza della prima serie di finestre è verosimilmente legata alla stessa causa. Va notato inoltre che un possibile negativo effetto è legato ai più recenti lavori di demolizione di corpi edilizi effettuati in adiacenza a questi locali.
Un secondo tipo di causa scatenante delle fessurazioni in essere è legato alla forte spinta esercitata dalle volte che presentano tipicamente una geometria molto ribassata.
L’analisi radar e l’analisi magnetometrica ha rivelato la presenza di alcune catene inserite nelle murature, ma certamente queste si sono rivelate non sufficienti tanto che l’effetto divaricante indotto dalle spinte concatenate delle volte ha causato spostamenti delle pareti verso l’esterno, soprattutto in direzione della facciata principale.
Le fessure si presentano sia nei locali coperti da volte in muratura sia nei locali dove le volte a vista sono realizzate in cannucciato. Questo materiale da luogo a elementi rigidi ma fragili, e quindi vulnerabili ai cedimenti di imposta, che si manifestano con un diffuso quadro fessurativo.
Notevole il fatto che a fianco di volte in mattono di spessore 14 cm si presentino volte in foglio, ad esempio nel locale 103 a primo piano. E’ possibile che tale volta, ed altre in condizioni simili, rappresenti nient’altro che la ricostruzione di una volta precedente, collassata.
La presenza di volte altamente spingenti, proprio a causa della loro ridotta monta, è una delle caratteristiche tecniche dell’edificio e delle scelte progettuali che lo hanno guidato. La aggiunta di nuove catene perimetrali in un elevato numeri di locali voltati consentirà di ovviare a questo inconveniente, restituendo monoliticità all’intero complesso.
Un terzo tipo di fessurazione è legato a fatti locali, quali ad esempio gli abbassamenti locali delle volte o dei pavimenti che hanno indotto fessure sui tamponamenti, come ad esempio quelli dei locali 120, 126, 217,218, 207, 323, 320.
Ancora riportabili a fatti locali sono le ampie fessure che divaricano alcuni archi ribassati di copertura del piano terra, interpretabili come l’effetto della ossidazione delle catene inserite negli archi, tangenti in chiave all’intradosso. L’incremento di volume del ferro, probabilmente dovuto al ridotto copriferro e alle infiltrazioni di acqua provenienti dal piano superiore, ha prodotto la separazione traumatica in due archi, a partire da quello che era in origine un solo arco.
L’analisi del quadro fessurativo è, come noto, uno strumento esenziale per decidere sul grado di sicurezza degli elementi strutturali. Dalle osservazioni sopra esposte e dalla analisi numerica degli elementi fessurati sono scaturire le principali soluzioni rivolte ad incrementare il coefficiente di sicurezza globale e quello locale dell’intero edificio.
Si è trattato infatti di disporre dei presidi attivi tali da opporsi ai movimenti in atto, ossia tali da impedire la formazione dei più probabili cinematismi di crollo.

5. LE PROVE DIAGNOSTICHE E L’INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI
Con la finalità di evitare interventi strutturali inutilmente cautelativi si è ritenuta indispensabile l’esecuzione di una serie di prove di caratterizzazione geometrica e meccanica sulla muratura e su alcune tipologie di volte (cfr. gli elaborati grafici di progetto per l’ubicazione delle stesse).
Le principali prove ed indagini eseguite sono state:
- Sondaggi esplorativi della profondità e geometria delle fondazioni, eseguite a mano, con grande cautela, in zone prossime a punti interessanti per geometria o concentrazione di carico.
- Rilievo georadar delle zone non accessibili direttamente con scavi o sondaggi esplorativi, alla ricerca degli spessori delle volte e della presenza di elementi di catena metallica nascosti.
- Prova di caratterizzazione meccanica della muratura, in posizioni specificate negli elaborati di progetto, tramite uso di martinetti piatti singoli e doppi, per la valutazione del livello tensionale in situ, della deformabilità e della resistenza a compressione del corpo murario attraverso la individuazione di curve carichi/deformazioni.
- Prove di carico su volte significative e su alcune rampe scale, specificate negli elaborati grafici di progetto, mediante la applicazione di carico uniformemente distribuito con l’uso di serbatoi o sacconi (a geometria diversa e frazionabile) riempiti lentamente con acqua, seguiti dal rilevamento degli spostamenti con centralina di acquisizione ( precisione 0,01 mm) collegata a trasduttori di spostamento. Si è seguita una procedura lenta di carico e scarico, con grafici delle risposte nelle varie fasi cicliche (cfr. allegati di prova).
A seguito delle prove effettuate dalla ditta 4EMME Service SpA sugli elementi strutturali scelti da sottoporre a verifica è subito emersa in modo molto chiaro una concentrazione di flussi di carico generata dall’uso di una concezione strutturale tipica dell’Antonelli, il cui progetto si è basato su "elementi discreti" (vale a dire "elementi monodimensionali organizzati a telaio") invece che su una tipologia "continua", (vale a dire a "elementi bidimensionali di parete" ben ammorsati tra loro) che ha portato a forti tensioni localizzate.
Tali tensioni sono state individuate per via teorica ma verificate in seguito con prove sperimentali (si vedano gli allegati delle prove di carico e martinetti piatti). Le verifiche teoriche di tipo numerico infatti, soprattutto in edifici antichi realizzati con tecniche di cui si è oggi persa la conoscenza, non sono sempre in grado di caratterizzare con attendibilità la situazione statica e pertanto il ricorso ad alcuni riscontri di tipo sperimentale è imprescindibile.
Questo atteggiamento, nelle intenzioni dei sottoscritti progettisti, deve condurre ad analizzare con la dovuta attenzione la struttura in modo tale che le carenze poste in evidenza possano essere risolte nel modo più consequenziale da un punto di vista statico, nel modo più economico ed assieme in quello più rispettoso del contesto.
Le pareti in muratura sono interessate da sollecitazioni che in alcuni casi raggiungono valori elevati, pari anche a 20 daN/cmq. Le prove di martinetto piatto danno una dimostrazione evidente dello stato tensionale medio e, ancor di più, della forte concentrazione di carico in corrispondenza dei "pilastri in muratura" inseriti all’interno delle murature continue. Tali prove hanno evidenziato tuttavia che i materiali (mattoni e malta) scelti in fase di progetto e di costruzione sono di migliori caratteristiche proprio là dove le sollecitazioni sono maggiori.
Il rapporto tra le tensione di esercizio rilevate in situ (che nelle prove è compresa tra 5 e 20 daN/cmq) e le tensioni di rottura, rilevate in situ, è risultato sempre dell’ordine di 1,8-2,0 e questo per una struttura antica, ove il peso proprio è prevalente rispetto a i carichi accidentali, è un risultato soddisfacente.
Tutto ciò a ulteriore dimostrazione che Casa Bossi ha goduto di un progetto accurato nella sua impostazione , anche se, come si dice in gergo, "un po’ tirato" nel dimensionamento degli elementi portanti, e quindi con problemi di durabilità nel tempo.
Le prove di carico condotte sulle due volte hanno evidenziato la capacità sperimentale di sopportare senza danno i carichi di esercizio previsti per un uso pubblico ma hanno messo anche in evidenza che i valori di spostamento sono abbastanza elevati, se confrontati con altre strutture di questo tipo, e pertanto non sono totalmente tranquillizzanti.
Per quanto riguarda le scale si è osservata dalle valutazioni teoriche una decisa sottostima della sicurezza soprattutto per i pianerottoli, caratterizzati da spessori molto ridotti. Le prove di carico, confrontate con una accurata modellazione numerica, hanno fornito valori di spostamento e valori di tensione che si giudicano eccessivi, anche se non hanno comportato in crollo.
Si sono inoltre rilevati, in entrambe le prove, valori non accettabili di deformazione residua allo scarico, fenomeno derivante da una fuoriuscita dal campo elastico lineare verso quello plastico durante il carico delle volte, chiaro fenomeno di sofferenza della struttura e, soprattutto, fenomeno non ammissibile nella condizione di esercizio, come quella che si è tentato di simulare in queste prove.
Per una valutazione più puntuale dei risultati delle prove si rimanda alla documentazione di prova allegata.

6. LE VERIFICHE DEGLI ELEMENTI E LA VALUTAZIONE DEL COMPORTAMENTO STRUTTURALE DELLA FABBRICA
Analizzando dal punto di vista statico il grande edificio denominato Casa Bossi, in Novara, si osserva una situazione compromessa dal lungo periodo di disuso e di mancanza di manutenzione. Questa circostanza ha dato origine a un degrado diffuso delle superfici murarie e a evidenti segni di sofferenza per umidità oltre alla probabile perdita di funzionalità di alcune delle catene, annegate nella muratura ma egualmente corrose, che ha provocato un rilassamento delle volte e degli archi e, di conseguenza, un diffuso quadro fessurativo.
Una serie di cedimenti differenziali delle fondazioni, concentrate sulle porzioni più prossime al Baluardo, ha portato inoltre ad una perdita di monoliticità del corpo edilizio.
La carenza di manutenzione si è venuta a sovrapporre ad un edificio che già in fase di progetto contiene parecchie scelte progettuali e tecnologiche che potremmo definire "al limite" sia in termini di snellezza delle sezioni adottate che di entità delle sollecitazioni risultanti. Tali scelte strutturali, pur dimostrando la grande maestria e la capacità di invenzione dell’Antonelli, comportano un utilizzo talora esasperato delle risorse dei materiali che, in caso di condizioni d’uso non standard, evidenziano la vulnerabilità di una parte degli elementi strutturali, legata specificamente alla mancanza di durabilità.
Attraverso una serie di sopralluoghi, di misure e di indagini effettuate sulle pareti e sulle volte murarie del complesso (si vedano gli allegati) ed attraverso la lettura degli elaborati di rilievo appositamente eseguiti (si vedano gli allegati) si è potuto tracciare un primo quadro diagnostico che ha messo in evidenza il contributo instabilizzante esercitato dalla spinta delle volte ai vari piani, spesso prive di catene o con catene contenute nella muratura e poste ad una quota non ottimale da un punto di vista statico (ossia tangenti all’intradosso nel punto di mezzeria).
L’edificio è stato esaminato con il criterio di individuare quelle zone che:
- certamente si possono lasciare nella attuale situazione, ossia senza alcun intervento;
- non sono in grado, nell’attuale configurazione, di reggere i sovraccarichi di esercizio previsti dalla normativa per i locali destinati ad attività suscettibili di grande affollamento, ma che sono idonei ad altri tipi di destinazioni;
- sono caratterizzate da una scarsa capacità portante e certamente necessitano di un intervento di messa in sicurezza mediante puntellazioni e/o nuove tirantature .
Si sottolinea il fatto che malgrado gli sforzi e le risorse impegnate nella fase di diagnosi, i controlli sono avvenuti "a campione" e quindi la struttura potrebbe evidenziare qualche ulteriore sintomo oggi non visibile, all’atto dell’apertura del cantiere.
Ma questo è un fatto connaturato con tutti i cantieri di consolidamento e restauro.
Si è iniziato anzitutto con l’esame dei dati ottenuti dal rilievo geometrico e materico, ciò che ha permesso di formulare una analisi dei carichi esistenti e, mediante semplici verifiche numeriche, di determinare la situazione tensionale dell’edificio (si vedano le allegate schede tecniche), confrontando i risultati ottenuti con quelli desunti dalla campagna di indagini sperimentali svolta (con prove di caratterizzazione geometrica e meccanica su volte e murature).
I risultati ottenuti dalle analisi numeriche e sperimentali hanno suggerito la necessità di operare interventi di carattere globale che costituiscono una prima fase di messa in sicurezza della intera struttura. Essi si devono ritenere propedeutici ai successivi interventi di rinforzo puntuale dei locali che non garantiscono, allo stato attuale, la capacità portante prevista dalla normativa.
Il tipo di approccio seguito nella progettazione ha consentito di individuare, assegnati i carichi di progetto legati ad un uso pubblico, il margine di sicurezza di ogni sotto-struttura rispetto alla situazione di collasso, determinando per i vari elementi la necessità di interventi di rinforzo statico e conducendo così alla valutazione di una appropriato intervento di consolidamento e di messa in sicurezza in grado di rispondere alle carenze riscontrate.
I risultati di analisi e di progetto, meglio specificati negli allegati, portano ad affermare anzitutto che le fondazioni sono particolarmente superficiali in molti punti e che la presenza di umidità a piano cantina si osserva in modo non trascurabile su molte murature, con effetti che a lungo andare diventano strutturali.
Il terreno sottostante, a seguito di osservazione diretta durante la campionatura, si è rivelato di discreta qualità ma se la struttura sovrastante non fosse stata particolarmente leggera (come effettivamente è stata progettata), i cedimenti differenziali in fondazione sarebbero risultati ben più consistenti.
Tali fenomeni di cedimento, o comunque i più macroscopicamente osservabili, si riscontrano nella zona di interfaccia tra l’edificio ed il pronao ed in alcune zone più periferiche, come si osserva nelle piante allegate, probabilmente dove l’edificio è stato realizzato inglobando alcune preesistenze.
Le pareti in muratura sono interessate da sollecitazioni che in alcuni casi raggiungono valori elevati, pari anche a 20 daN/cmq. Le prove di martinetto piatto danno una dimostrazione evidente dello stato tensionale medio e, ancor di più, della forte concentrazione di carico in corrispondenza dei "pilastri in muratura" inseriti all’interno delle murature continue. Tali prove hanno evidenziato tuttavia che i materiali (mattoni e malta) scelti in fase di progetto e di costruzione sono di migliori caratteristiche proprio là dove le sollecitazioni sono maggiori.
In alcune posizioni, dove si riscontrano lesioni significative sulle pareti, si è prevista allora l’adozione di iniezioni di miscele colloidali di rinforzo e riagglomerazione, con la finalità di restituire monoliticità alle murature e quindi capacità di trasferire direttamente carichi e soprattutto di partecipare a quel funzionamento d’assieme, tridimensionale, che costituisce la vera risorsa di sicurezza degli edifici in muratura.
Gli orizzontamenti esaminati sono costituiti da volte in muratura di varie sagome e dimensioni, tutte piuttosto ribassate, da solai in legno, dei quali alcuni alquanto precari, da scale in beola e da travi principali e secondarie, a sostegno dei lucernari.
Per quanto riguarda le volte in muratura, esse sono state suddivise per classi, accorpandole secondo la luce, la monta e lo spessore. Per ciascuna di queste classi sono state eseguite verifiche numeriche con un modello agli elementi finiti non lineare in grado di fornire i moltiplicatori di collasso (cfr. allegate schede tecniche). Dalle verifiche numeriche una parte consistente delle volte risulta non verificata sotto carichi uniformi di 400 daN/mq.
Va osservato che la presenza di considerevoli quadri fessurativi (peraltro difficili da introdurre nella modellazione) debilita notevolmente le volte.
Le prove di carico condotte su due volte hanno evidenziato la capacità sperimentale di sopportare senza danno i carichi di esercizio previsti per un uso pubblico ma hanno messo anche in evidenza che i valori di spostamento sono abbastanza elevati, se confrontati con altre strutture di questo tipo, e pertanto i risultati ottenuti non si possono definire totalmente tranquillizzanti.

7. GLI INTERVENTI PROGETTUALI
Gli esiti delle verifiche numeriche e sperimentali sui vari elementi strutturali sono stati significativi e , anche se non hanno interessato in modo esaustivo tutte le componenti della struttura, hanno potuto essere estesi agli elementi riconducibili per tipologia a quelli oggetto di prova, consentendo di calibrare gli interventi di consolidamento più adatti con l’obiettivo di minimizzarne la quantità e l’estensione ove possibile, nel rispetto prioritario della sicurezza.
Le zone in cui non si è previsto alcun intervento risultano alquanto estese come superficie, e necessiteranno solo di quegli usuali interventi di manutenzione e pulizia propri degli edifici da rimettere in funzione.

7.1 Interventi nelle strutture di fondazione
Da alcune delle osservazioni precedenti consegue la opportunità di adottare ridotti interventi di sottofondazione delle murature con l’uso di mattoni piena e per alcune zone ridotte, con l’uso di travi accostate in c.a. Nell’angolo sud, il più critico, si è prevista la predisposizione di un vespaio che abbia anche funzioni strutturali. Si tratta infatti di un vespaio alveolare, tipo "wafer", ossia leggero ma rigido, vincolato con continuità alla struttura perimetrale mediante connettori.
In alcuni punti limitati, al di sotto del pronao si prevede l’uso di micropali in acciaio. Questi ultimi sono messi in opera dell’esterno dell’edificio e attraversano la muratura di fondazione, al di sotto del piano di campagna, proseguendo in profondità del terreno fino a raggiungere strati più compatti.
È stata inoltre prevista, per una limitata estensione, l’adozione di un vespaio continuo posto a protezione del piano interrato. Tale vespaio, benchè non concepito con funzione strutturale, consente di migliorare sensibilmente la fruibilità dei locali oltre a contribuire alla eliminazione dell’umidità.

7.2 Interventi sulle murature di elevazione
Iniezioni di miscele consolidanti, scuci-cuci e iniezioni armate
La presenza di un quadro fessurativo non allarmante ma diffuso e quasi sempre passante sulle pareti verticali richiede trattamenti specifici applicati localmente con lo scopo di restituire monoliticità e continuità alle pareti. In tale senso si è previsto di fare ricorso a mezzi usuali quali soprattutto la iniezione di miscele colloidali a base di prodotti non cementizi e l’intervento puntuale dello scuci-cuci. L’applicazione di tali tecniche, assieme all’impiego di barre inox di piccolo diametro soprattutto sugli architravi di porte e finestre, va praticata con la cautela del caso specifico, analizzandone la opportunità non solo da un punto di vista statico ma anche dal punto di vista della qualità delle finiture presenti.
Tiranti orizzontali a pavimento
L’introduzione di tirantature a pavimento ha lo scopo di ridare all’edificio quel comportamento d’assieme che il complesso murario aveva prima dei dissesti evidenziati.
L’intervento consiste nella posa in opera di nuovi tiranti metallici in acciaio inox di ritegno delle spinte orizzontali disposti a quota sottopavimento e posti in opera previa parziale e limitata rimozione del piano di calpestio, che si provvederà a ripristinare ad intervento ultimato. La tesatura dei tiranti è resa possibile attraverso manicotti accessibili attraverso piccoli pozzetti.
Collegamenti diffusi con le pareti d’ambito favoriscono il collegamento e quindi garantiscono un migliore comportamento di insieme dell’edificio.
Bisogna sottolineare che questo intervento incide sulla stabilità globale ma che non è ovunque in grado di fornire quelle garanzie di sicurezza locali in termini di resistenza richieste dal regolamento per fare fronte agli elevati carichi di esercizio per locali destinati ad uso pubblico. Sono da intendersi quindi come interventi necessari alla messa in sicurezza globale della struttura ma che puntualmente, se giudicato necessario, possono richiedere futuri interventi locali, con rimozione dei pavimenti e sottofondi per consentire il rinforzo e la sigillatura delle murature.
Nel presente progetto si è preferita una strada meno invasiva che, in alcune stanze in cui sono presenti pavimenti preziosi, si limita alla prescrizione di un limite alla portata massima di esercizio del locale, come indicato nelle tavole allegate.
Tiranti orizzontali posti a quota di imposta delle volte
Si tratta di un tipo di intervento parallelo a quello del punto precedente, anch’esso finalizzato a creare un sistema di irrigidimento orizzontale della struttura capace di opporsi con efficacia ai fenomeni di spinta orizzontale registrati in facciata.
Queste tirantature metalliche vengono poste in opera alla quota di imposta delle volte, sulla parte superiore del piccolo cornicione sempre presente , in modo da non renderli visibili da parte di chi si trovi nella stanza con i piedi a terra. Le barre vengono poi fissate alla muratura mediante inghisaggio con resine di tipo epossidico e tesate mediante un manicotto.

7.3 Interventi sulle volte
Arco armato con cavi post-tesati:
Questo sistema "attivo" di consolidamento, introdotto di recente nel mondo del consolidamento degli edifici monumentali, è previsto in progetto in alcune limitate posizioni delle volte, soprattutto dell’ultimo piano, e permette di ottenere un’efficace azione di ricentramento della curva delle pressioni lungo il profilo della volta senza alcun incremento dei carichi, assicurando nel contempo un grado di invasività molto ridotto. L’uso mirato che se ne fa in questo caso è finalizzato al ripristino di alcune situazioni locali di dissesto e fessurazione riscontrate su alcune volte e alla contemporanea realizzazione di un’azione di confinamento delle murature d’ambito.
Esso consiste nella posa di cavi in acciaio inox appoggiati all’estradosso delle volte e sottoposti a accorciamento, dopo averli ancorati alle pareti di imposta della volta.
La coazione imposta provoca una trazione nel cavo e una contemporanea compressione (strutturalmente benefica) nel sottostante arco o volta, causando una riduzione o la scomparsa delle eventuali fessurazioni presenti. Il sistema prevede interventi preliminari di sigillatura delle fessure e richiede una demolizioni dei pavimenti che può essere limitata alle sole zone di interesse del cavo.
Consolidamento di archi"divaricati" mediante cuciture trasversali
Una tipologia strutturale ricorrente nell’edificio in esame è l’arco ribassato in muratura di mattoni, in cui è presente una catena interna posta nello spessore dell’arco al livello dell’intradosso, in corrispondenza della chiave. Di fatto si tratta usualmente di due archi accostati tra i quali è interposta la catena in ferro. Le infiltrazioni d’acqua provenienti dal pavimento del terrazzo soprastante hanno portato all’ossidazione del ferro del tirante e alla successiva "divaricazione" delle due porzioni di arco in muratura adiacenti, dovuta all’aumento di volume dalla parte ossidata. Le infiltrazioni e l’azione degli agenti atmosferici hanno anche portato al degrado e alla caduta dell’intonaco della superficie intradossale dell’arco, facendo affiorare il ferro della catena all’intradosso dell’arco in corrispondenza della chiave.
L’intervento di consolidamento prevede le seguenti fasi operative. La protezione delle armature esposte con vernici passivanti. La sigillatura della parte inferiore e l’iniezione di liquido passivante nella parte centrale dell'arco (100 cm) mediante cannucce predisposte ad interasse 30 cm. La perforazione con punta a sola rotazione ed inghisaggio di barra f 10 in acciaio inox AISI 316 corrugato, ogni 30 cm, lungo lo sviluppo dell'arco ad una distanza di 15 cm dall'intradosso dello stesso. Il tutto previa impermeabilizzazione del pavimento del terrazzo sovrastante dal quale provengono le infiltrazioni d'acqua.

7.4 Interventi sui solai in legno e solai misti
Per quanto riguarda i solai in legno ed i solai in acciaio si è riscontrata, dalle analisi numeriche e dall’osservazione del degrado, una situazione di ridotta capacità portante di quasi tutti gli orizzontamenti, alcuni dei quali aggravati anche da situazione locali di danneggiamento degli elementi lignei portanti. In questi locali in cui la portata massima calcolata risulta particolarmente bassa, in alternativa alla semplice messa in sicurezza mediante puntellazione e limitazione dell’accesso, si è previsto un intervento di rifunzionalizzazione che richiede la parziale rimozione e riposa dei pavimenti.
Consolidamento dei solai in legno
Per quanto riguarda i solai in legno si sono previsti tre tipi di interventi a seconda delle diverse situazioni riscontrate.
Il primo tipo di intervento , di sovente adottato per il rinforzo dei solai lignei, consiste nell’accoppiare una trave lignea a soprastanti travette in acciaio, ad essa collegate mediante connettori inghisati con resina epossidica. Questa scelta è legata alla fortuita presenza di una intercapedine al di sotto dell’attuale pavimento, utilizzabile per contenere le nuove travi.
Il secondo tipo di intervento è stato adottato in quei casi in cui non è possibile sfruttare alcuna intercapedine al di sotto del solaio nello spessore delle travi. Tale intervento consiste nella rimozione e nell’accatastamento ordinato delle pianelle in laterizio del pavimento e nella successiva demolizione del massetto sottostante fino all’assito. Al di sopra di quest’ultimo viene disposto un nuovo assito in legno di spessore uguale o maggiore (3-4 cm) disposto ortogonalmente a quello esistente e ad esso collegato mediante viti. Il doppio assito incrociato così ottenuto viene collegato alle travi portanti mediante viti di grossa dimensione (15-20 cm a seconda dell’altezza della trave) che attraversano i due strati di assito e penetrano nella trave fino ad almeno 1/2 dell’altezza. In sommità della vite, a guisa di rondella, viene posta una piastra di ripartizione in acciaio dello spessore di almeno 5 mm e di lato pari alla larghezza della trave. In tal modo si evita che la testa della vite penetri nell’assito e si ottiene una compressione diffusa che collega efficacemente gli elementi del solaio (strati di assito e trave). Al di sopra del nuovo assito si procederà con il getto di un massetto armato con rete elettrosaldata e separato dal legno mediante apposite membrane impermeabili all’acqua e non al vapore, al di sopra del quale verrà realizzato lo strato di finitura del pavimento.
Il terzo tipo di intervento infine, consiste nella realizzazione di un nuovo solaio misto in legno e calcestruzzo analogo a quello precedente. Tale intervento è previsto in quei casi in cui il solaio originale sia irrecuperabile o addirittura crollato. Come nella soluzione vista prima, si realizza un solaio costituito da un doppio assito ligneo incrociato e avvitato, collegato alle sottostanti travi portanti in legno lamellare con viti da legno di grosse dimensioni, con massetto armato e strato di finitura.
In pochi casi si è fatto ricorso alla più usuale tecnica del solaio misto legno-calcestruzzo, con l’accortezza di evitare un contatto diretto tra i due materiali, mediante apposite membrane permeabili al vapore ma non all’acqua.
Consolidamento dei solai misti in acciaio e laterizio
Per quanto riguarda il consolidamento dei solai misti in acciaio e laterizio, si prevede di intervenire mediante la realizzazione di un nuovo massetto in c.a. collegato ai profili in ferro sottostanti mediane appositi connettori a "manubrio". Operativamente l’intervento consiste nella demolizione e nell’accatastamento ordinato delle pianelle di laterizio del pavimento, nella demolizione del sottostante massetto esistente in conglomerato cementizio, fino a portare alla luce la faccia superiore dei profili IPE portanti e le volterrane cave interposte che costituiscono l’attuale solaio. Sulla faccia superiore delle IPE vengono saldati alcuni connettori a manubrio a intervalli regolari per tutta la lunghezza della trave. Viene poi gettato in opera il massetto armato con rete elettrosaldata opportunamente dimensionata in base ai carichi di esercizio. Si realizza così un nuovo strato di c.a., in sostituzione del precedente, che collabora efficacemente con i profili in ferro sottostanti, formando di fatto un unico elemento strutturale.

7.5 Consolidamento delle scale e dei lucernari
Per quanto riguarda le scale si è verificato numericamente un insufficiente livello di sicurezza soprattutto per i pianerottoli, caratterizzati da spessori molto ridotti.
Le prove di carico, confrontate con una accurata modellazione numerica, hanno fornito valori di spostamento e valori di tensione che si giudicano eccessivi, anche se non hanno comportato in crollo.
Ciò ha indotto a prescrivere misure di messa in sicurezza mediante nuove strutture collaboranti a protezione delle rampe, dei pianerottoli e dei lucernari. L’intervento viene realizzato mediante tiranti in acciaio di piccolo diametro che scendono dall’alto e sono appesi ad una struttura sostegno in travi di acciaio, posta nel sottotetto a fianco delle travi lignee di sostegno dei lucernari.
Le travi lignee che costituiscono il lucernario sono decisamente degradate e non sono in grado infatti di sopportare alcun incremento di carico. Si prevede pertanto di farle collaborare con le due travi in acciaio già citate, appoggiate alle murature di maggiore spessore, ubicate nel sottotetto e pertanto non a vista.

8. MODALITA’ E CRONOPROGRAMMA DELLE FASI ATTUATIVE
Al progetto Definitivo seguirà il progetto Esecutivo secondo quanto indicato dall'art. 16 della Legge 11 febbraio 1994 n.109 e s.m.i.
Gli interventi previsti nel presente Progetto Definitivo sono riconducibili a opere di restauro e risanamento conservativo, secondo quanto indicato alla lettera c) dell'art.31 della Legge 457/78.
Nella successiva fase progettuale prevista, si provvederà all'elaborazione degli opportuni elaborati e schemi grafici, nelle relative scale.

CRONOPROGRAMMA
Le tempistiche del presente cronoprogramma confermano quanto già definito nel progetto preliminare e sono così definite:
30 giorni per la sviluppo tecnico del progetto esecutivo;
240 giorni per le pratiche di affidamento come da dati forniti dall'Ufficio Contratti;
180 giorni per l'esecuzione dei lavori di cui il presente progetto.
Si precisa che alla definizione delle tempistiche sopraindicate saranno da aggiungere tutti i tempi dovuti alle varie autorizzazioni da altri Enti preposti sia ai controlli sia ai finanziamenti (Soprintendenza).
Il collaudo tecnico-amministrativo avverrà in corso d’opera in base all'art.187 comma 2 del Dpr 554/1999 in quanto la direzione lavori è stata affidata ai sensi dell'art.27 comma 2 della Legge.
Per ogni attività sopra esposta, si deve considerare il relativo tempo di approvazione, individuabile solo contestualmente agli sviluppi delle varie fasi dei procedimento.

 

Novara, 15 dicembre 2001

I Progettisti
Arch. Paolo Colombo
Prof. Arch. Cesare Feiffer
Prof. Ing. Lorenzo Jurina

IL RESPONSABILE DEL PROCEDIMENTO

Ing. Piero Scroffi

 

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