TIRANTI e CATENE, presidi antisismici premoderni

Per offrire il mio contributo alla prevenzione del rischio sismico e alla divulgazione delle corrette procedure di consolidamento e restauro strutturale dell’edilizia tradizionale, vorrei proporre una serie di TRE POSTdedicati ai PRESIDI ANTISISMICI PREMODERNI.

Dopo gli speroni e i contrafforti, parliamo ora di TIRANTI E CATENE.

Il 26 maggio 1798 a Siena si verificò una forte scossa di terremoto del VII-VIII grado della scala MCS: si tratta probabilmente del terremoto più rovinoso nella storia della città. Molti edifici del centro storico, e in particolare le case di edilizia minore e gli edifici medievali più volte rimaneggiati nei secoli, subirono gravi danni. Nel centro storico si può quindi osservare una serie completa di presidi antisismici tradizionali: uno dei più diffusi sono i TIRANTI o CATENE.

Foto 1 e 2 – Osservando attentamente gli edifici del centro storico si notano moltissimi tiranti antichi, costituiti da lunghe barre o tondini di ferro battuto con un occhiello ad entrambe le estremità. La penetrazione della catena all’interno del muro è impedita da un robusto ancoraggio detto capochiave, generalmente costituito da un paletto di ferro che veniva inserito nell’occhiello e successivamente bloccato con un secondo paletto più corto o un  cavicchio, come si nota molto bene in questi esempi (freccia blu) o nel mio rilievo di alcune settimane fa. Per risultare efficace, una catena dev’essere leggermente in trazione. A questo scopo anticamente si riscaldavano le estremità della catena con torce o bracieri e subito dopo si infiggeva saldamente il dispositivo di bloccaggio nell’apposito occhiello: raffreddandosi il metallo si sarebbe accorciato, mettendo in trazione il dispositivo. Naturalmente questa pratica ha il grave svantaggio di non consentire la corretta regolazione del tiro della catena.

Foto 3 – Il dispositivo di bloccaggio è necessario solo a un’estremità della catena: in questo caso è presente un solo paletto perché si tratta del primo capochiave inserito nella muratura, con il tirante ancora allentato.

Foto 4 – Secondo la regola d’arte il capochiave andava inclinato con un angolo di circa 45° (in questo esempio di in via Fontebranda 47°) per ripartire gli sforzi di trazione su una superficie muraria più ampia. Questo però non sempre succede e talvolta il capochiave è verticale o con un’inclinazione indufficiente.

Foto 5 – In alcuni esemplari più recenti il paletto ha una sezione trapezoidale lunga e schiacciata per evitarne la flessione per l’eccessiva trazione della catena.

Foto 6 e 7 – Le antiche catene sono spesso ancora efficienti. Tuttavia, in caso di restauro strutturale o miglioramento sismico di un edificio storico occorre verificarne l’affidabilità: un problema ricorrente è infatti costituito dall’eccessiva trazione della catena, spesso dovuta all’aumento del fuori-piombo della facciata. In queste fotografie si notano due catene non più efficienti per eccessiva trazione, come dimostra il capochiave parzialmente conficcato nella muratura, fortemente inflesso e sollevato alle estremità.
Inoltre questi casi non sono eseguiti a regola d’arte, perché nella Foto 6 i due paletti tronco-conici potrebbero facilmente sfilarsi in caso di allentamento della catena; mentre nella Foto 7 (scattata sulla loggia della facciata posteriore del Palazzo Pubblico) il paletto è posto verticalmente.

Foto 8 – Negli edifici storici le catene si trovano generalmente ai piani alti, cioè dove l’effetto delle sollecitazioni sismiche e dei cinematismi di collasso viene amplificato. Vengono poste usualmente: 1) In corrispondenza dei solai (cerchi rossi) per ancorare le travi maestre alle murature, impedendone lo sfilamento (con conseguente crollo dell’intero solaio) e trasformandole in efficaci tiranti/puntoni che rendono solidale l’oscillazione di due pareti opposte; 2) In corrispondenza degli spigoli degli edifici (cerchi gialli) per rendere solidali le pareti non ben ammorsate, impedendo il ribaltamento della facciata e ripartendo  le sollecitazioni sismiche tra tutti i muri portanti.

Foto 9 – Catena in corrispondenza del muro in comune a due edifici adiacenti, con il compito di impedire il ribaltamento della facciata e ripartire le sollecitazioni sismiche anche sul muro perpendicolare alla strada. Il capochiave poggia su entrambe le facciate per massimizzare il suo effetto.

Foto 10 – Catene in corrispondenza dello spigolo di un edificio per rendere solidali due pareti non ammorsate adeguatamente, impedendo il ribaltamento della facciata e ripartendo le sollecitazioni sismiche tra tutti le murature portanti (comportamento scatolare dell’edificio).

Foto 11, 12 e 13 – Catene in corrispondenza dei solai per “impalettare” le teste delle travi maestre alle murature, impedendone lo sfilamento (con conseguente crollo del solaio) e trasformandole in efficaci tiranti/puntoni che sincronizzano l’oscillazione di due pareti opposte.