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Strutture esistenti in muratura: le indagini conoscitive

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

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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 cedimenti differenziali e a rotazioni delle fondazioni

fig. 2 Evoluzione delle lesioni per schiacciamento

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


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Autore: Graziella Campagna   •   Editore: Wolters Kluwer Italia   •   Anno: 2015

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