Strutture esistenti in muratura: le indagini conoscitive

Strutture
muratura:
conoscitive
esistenti
in
le
indagini
Dall'analisi storico-costruttiva dell'opera alla conoscenza
delle proprieta' dei materiali, vediamo quali sono le fasi
chiave per l'indagine conoscitiva sugli edifici in muratura
Valutare l’influenza di un qualsiasi intervento, locale o
globale, attraverso indagini conoscitive su un edificio in
muratura esistente, vuol dire prevedere come l’edificio
modificherà la sua risposta alle sollecitazioni statiche e
sismiche. D’altra parte, la risposta del sistema è
strettamente connessa alle caratteristiche meccaniche e alle
geometrie della muratura.
E’ tuttavia evidente che costruire un modello numerico che
rappresenti efficacemente la reale costituzione dell’edificio
non può prescindere da approssimazioni e semplificazioni: il
Progettista ha quindi l’onere di studiare la struttura
portante nel modo più approfondito possibile, con lo scopo
principale di stabilire i possibili meccanismi di danno e di
collasso che potrebbero svilupparsi nel tempo per degrado o a
causa di eventi sismici. Da qui dedurre, infine, il modello
più rappresentativo.
Gli elementi fondamentali su cui si devono concentrare le
indagini conoscitive dell’edificio sono:
• la geometria e i dettagli costruttivi;
• i materiali e le relative proprietà meccaniche;
• i carichi permanenti e accidentali gravanti sulla struttura;
• il quadro fessurativo e deformativo dell’edificio in
muratura.
E’ a partire dalla conoscenza di questi elementi di base che
dovrebbero essere chiariti i principali meccanismi di collasso
da cui dedurre un modello che ne riproduca la fenomenologia.
Analisi storico-costruttiva dell’opera e rilievi strutturali
Il primo passo nelle indagini conoscitive dell’edificio è la
ricostruzione della storia edificatoria dello stesso. A
partire dai disegni originali di progetto si ripercorrono le
modifiche strutturali subite nel tempo per giungere a una
realistica modellazione meccanica dell’edificio.
A tal scopo può essere molto utile uno studio dello sviluppo
geografico e storico delle tecniche costruttive. Generalmente
gli edifici appartenenti a una certa area geografica ed
edificati in un certo periodo storico, presentano tecnologie e
dettagli costruttivi del tutto simili: emerge così come gli
aspetti urbanistici e l’evoluzione tecnologica abbiano
condizionato e guidato lo sviluppo di interventi che si sono
via via succeduti nel tempo.
Per avere un quadro completo del possibile comportamento
globale della struttura, è necessario, infine, individuare lo
stato di sollecitazione della muratura analizzando intensità e
frequenza degli eventi che lo hanno interessato nel tempo, con
particolare attenzione ai terremoti.
Rilievi strutturali
Un passo fondamentale nell’acquisizione dei dati necessari
alla definizione del modello strutturale di calcolo è il
rilievo geometrico, interno ed esterno, dell’edificio in
muratura.
I risultati del rilievo devono essere presentati mediante
piante, prospetti, sezioni e particolari costruttivi di
dettaglio.
Geometria strutturale e dettagli costruttivi
La conoscenza dell’organizzazione strutturale dell’edificio è
fondamentale per individuare l’origine e l’evoluzione delle
possibili problematiche strutturali della costruzione e deriva
principalmente dalle operazioni di rilievo di:
• tipologia ed efficacia del collegamento tra pareti verticali
(ammorsamenti e cantonali);
• deformabilità e orditura degli orizzontamenti;
• qualità del collegamento tra solai e murature portanti ed
eventuale presenza di cordoli di piano;
• efficacia degli incatenamenti presenti (tiranti e catene);
• tipologia ed efficacia strutturale delle architravi al di
sopra delle aperture.
Proprietà dei materiali
L’analisi dei materiali che costituiscono la struttura
portante dell’edificio ha l’obiettivo di valutare se la
muratura in studio ha le caratteristiche meccaniche
sufficienti per resistere ad azioni statiche e dinamiche
prevedibili.
L’indagine viene condotta definendo forma, tipologia e
dimensione dei blocchi, tessitura, orizzontalità delle
giaciture, il regolare sfalsamento dei giunti, qualità e
consistenza della malta; un’analisi più approfondita può
portare alla caratterizzazione meccanica di malte e
pietre/mattoni mediante prove sperimentali in situ e/o in
laboratorio.
Quadro fessurativo e stato di danno della costruzione
Dagli elaborati deve emergere l’organismo resistente della
costruzione nelle sue evoluzioni storiche nonché lo stato
generale di conservazione e i dissesti rilevati, in atto o
stabilizzati, in modo da fornire un quadro completo e
dettagliato dello stato fessurativo e dei meccanismi di danno.
In particolare devo essere evidenziati:
• i dissesti statici;
• le lesioni per trazione (Fig. 1), di schiacciamento (Fig.
2), per pressoflessione (Fig. 3), o causate da archi/volte
(Fig. 4) insieme al il quadro fessurativo (Fig. 5);
• il livello di conoscenza della struttura (strettamente
legato al rilievo strutturale, ai dettagli costruttivi e alle
proprietà dei materiali);
• i fattori di confidenza, che riducono i valori medi di
resistenza dei materiali della struttura esistente, per
ricavare i valori da adottare nel progetto o nella verifica,
combinandosi, quando previsto, con i coefficienti parziali di
sicurezza.
fig.1 Lesioni di trazione conseguenti a
differenziali e a rotazioni delle fondazioni
fig. 2 Evoluzione delle lesioni per schiacciamento
cedimenti
fig. 3 Lesioni per pressoflessione con inflessione discorde e
concorde
fig. 4 Lesioni causate dalla spinta di archi e volte
fig. 5 Rilievo del quadro deformativo
L’autore
Graziella Campagna
Ingegnere per l’Ambiente ed il Territorio, con
specializzazione in Geotecnica e Difesa del Territorio, svolge
la propria attività professionale presso la software house
Logical Soft collaborando nello sviluppo di programmi di
calcolo strutturali dedicati all’analisi di edifici in
muratura e alla verifica geotecnica delle fondazioni. Si
occupa di assistenza tecnica ai professionisti, cura la
stesura di manuali e tutorial e svolge attività di docenza nei
corsi di aggiornamento del settore.
Riferimenti Editoriali
Strutture esistenti in muratura
La vulnerabilità degli edifici in muratura in Italia dipende
dal fatto che il patrimonio edilizio (sia edifici storici, sia
anche edifici più recenti) è spesso inadeguato a soddisfare i
più recenti criteri di progettazione antisismica. Gran parte
del territorio italiano infatti è classificato a rischio
sismico.
Come operare una corretta analisi e valutazione della
sicurezza delle costruzioni esistenti, specialmente di quelle
in muratura portante? Come stimare la vulnerabilità degli
edifici e studiare gli interventi di ripristino più opportuni?
Il volume è uno strumento pratico-operativo per il progettista
che deve intervenire su edifici in muratura, analizzandone le
caratteristiche strutturali e valutando il comportamento
atteso della struttura in caso di sisma.
Partendo dalla classificazione per tipologia e per tecniche
costruttive degli edifici esistenti in muratura, l’Autore
fornisce indicazioni utili per operare l’indagine della
struttura, individuare il metodo di calcolo più adeguato e
verificare i meccanismi di collasso dell’edificio.
Autore: Graziella Campagna
Italia
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Anno: 2015
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Editore: Wolters Kluwer