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ⓘ Catena (edilizia)




Catena (edilizia)
                                     

ⓘ Catena (edilizia)

La catena è un elemento strutturale di un materiale resistente a trazione. È il sistema di consolidamento più semplice ed antico che ancora oggi risulta essere il migliore, ha notevoli vantaggi e la sua installazione può essere reversibile. Si utilizzano materiali come il ferro, lacciaio o il legno. Può essere utilizzato sia durante la costruzione, ma anche durante un consolidamento della struttura. Consiste in una barra metallica che attraversa ledificio ed evita fenomeni di spanciamento, in particolare in presenza di strutture spingenti. La catena viene ancorata alle pareti tramite il capochiave.

Inoltre, per catena si intende lelemento orizzontale della capriata.

                                     

1. Analisi

Esistono varie tecniche per stimare il tiro delle catene esistenti, distinguibili principalmente in tecniche statiche, dinamiche o ibride. Le tecniche statiche sono costituite dallapplicazione di un carico sulla catena e dalla misura della deformazione che questo provoca; le dinamiche invece richiedono la misura delle frequenze naturali di vibrazione e/o della deformata modale della catena, misura solitamente ottenuta tramite accelerometri; le tecniche ibride, infine, richiedono misure sia di deformazione che di vibrazione. Lutilizzo dei dati ricavati dalle misure è reso possibile dallesistenza di relazioni matematiche che legano la deformazione o le caratteristiche dinamiche della catena al suo tiro.

                                     

2. Murature

Vengono generalmente poste per aumentare la sicurezza al collasso dei collegamenti tra le murature. Nelle murature lopposizione delle catene va a migliorare lo schema resistente globale, si forma un sistema monolitico tra i vincoli le murature ortogonali, molto efficaci contro il ribaltamento fuori dal piano. Queste si inseriscono in fase di costruzione nella muratura, oppure possono essere messe successivamente vicine alle pareti stesse.

Le catene orizzontali non si devono mettere quando la muratura è già soggetta allo schiacciamento. Più sicura è linserimento di catene orizzontali pretese, che collegano i muri di spina con i muri di facciata, per aumentarne lammorsamento. I bolzoni delle catene devono essere rigidi, se possibili dotati di vite per regolare il tiro.

                                     

2.1. Murature Sistema Morandi

Deriva il suo nome dallingegnere italiano Riccardo Morandi. Per le murature non eccessivamente compresse, ma che tuttavia sono soggette a flessione, si possono usare tiranti pre-sollecitati, che vengono posizionati sia in orizzontale che verticale. Questi creano un effetto di precompressione che sposta il punto dello stato di sollecitazione allinterno del dominio di resistenza. Tuttavia si deve tener conto e quindi fare attenzione al controllo delle sollecitazioni indotte sulle murature.

                                     

3. Archi e strutture voltate

Uno degli usi tradizionali delle catene è quello di contrasto alle spinte verso lesterno esercitate dalle strutture ad arco o a volta. Per la propria forma, infatti, gli archi le volte trasmettono una forza orizzontale alle strutture che li supportano come piedritti o pilastri, che in assenza di catene richiede spesso di essere equilibrata da sostegni esterni come contrafforti o archi rampanti.

Inserire una catena alla base di un arco permette di eliminare questa spinta, che viene completamente assorbita dallelemento metallico che si tende per resistere alle forze orizzontali. Il posizionamento della catena, così come la scelta delle sue dimensioni e di quelle dei capochiave o bolzoni deriva da uno studio dellandamento delle forze allinterno dellarco, e dipende quindi in buona parte anche dal carico che larco deve sopportare, e dalla sua distribuzione.

Un esempio interessante di uso non tradizionale di catene è quello del ponte Alvert-Louppe a Plougastel, in Francia, ad opera dellingegnere Eugène Freyssinet. Il ponte, supportato da una serie di archi ribassati in cemento armato, è stato costruito facendo galleggiare le strutture provvisorie di supporto nellalveo del fiume. Queste strutture, anchesse ad arco, dovevano necessariamente essere dotate di catene, essendo galleggianti e non avendo quindi alcun sostegno laterale. Sono quindi un ottimo esempio del totale annullamento delle forze laterali che comporta linserimento di una catena.