A&L Ingegneria - Abaco dei dissesti

 

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A&L Ingegneria - Abaco dei dissesti

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A&L Ingegneria ABACO DEI DISSESTI REV00

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 ABACO DEI DISSESTI 1. PREMESSA 2. CEDIMENTO DELLE STRUTTURE IN MURATURA A Cedimento delle fondazioni 1) Traslazione verticale I) Cedimento intermedio • • Parete prevalentemente priva di aperture Parete diffusamente dotata di aperture II) Cedimento terminale • • Parete prevalentemente priva di aperture Parete diffusamente dotata di aperture III) Casi particolari 2) Traslazione orizzontale 3) Traslazione inclinata: 4) Rotazione I) Rotazione principale II) Rotazione secondaria III) Casi particolari B Assestamento C Schiacciamento 1) Primo stadio 2) Secondo stadio 3) Terzo stadio D Pressoflessione E Spinta di archi e volte 1) Variazioni di forma 2) Variazione di carichi Dissesti relativi e/o conseguenti alle strutture orizzontali 1) Solai 2) Volte F

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 G Dissesti dovuti a turbamenti di origine vibratoria/sismica H Dissesti dovuti ad anomalie strutturali Effetti dovuti al ritiro del calcestruzzo (soletta solai e cordoli) I 3. CEDIMENTO DELLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO A Lesioni dovuti a ritiro e variazioni termiche B Cedimenti fondali 1) Traslazione verticale terminale 2) Traslazione verticale intermedia 3) Traslazione inclinata C Insufficienze statiche o costruttive 1) Insufficienze statiche I) Travi • • Lesioni da flessione Lesioni da taglio II) Pilastri: • • Lesioni da flessione Lesioni da schiacciamento 2) Insufficienze costruttive 4. RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 Sommario NOTE A CORREDO DELL’ABACO DEI DISSESTI ........................................................................ 1 1. 2. 3. 4. PREMESSA ......................................................................................................................... 1 CEDIMENTO DELLE STRUTTURE IN MURATURA ............................................................ 4 CEDIMENTO DELLE STRUTTURE IN CEMENTO ARMATO ............................................ 16 RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI.......................................................................................... 21

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 NOTE A CORREDO DELL’ABACO DEI DISSESTI 1. PREMESSA La diagnosi dei dissesti afferenti una struttura ha lo scopo di stabilire la natura dei fenomeni di dissesto mediante lo studio delle lesioni, delle caratteristiche costruttive e delle condizini ambientali. Durante il processo di formulazione di una diagnosi, occorre avere ben presenti le forme fessurative caratteristiche dei vari dissesti elementari, in modo da poter individuare quale di esse (o quale loro combinazione) corrisponda al fenomeno in atto. Durante il primo sopralluogo occorre definire il quadro fessurativo della costruzione, rilevando la posizione e la forma delle lesioni, con particolare riferimento alla loro ampiezza ed estensione. E’ inoltre importante studiare il loro progredire nel tempo per conoscere le caratteristiche della loro evoluzione. Le parti caratterizzanti una lesione sono riportate in figura 1. Figura 1 Figura 2 La frattura ha inizio con una prima fase detta capillare a causa del suo piccolissimo sviluppo in ampiezza; segue poi una fase denominata capillare progredita in cui l’ampiezza inizia ad aumentare, giungendo infine alla fase di completo distacco (fig.2). E’ molto importante riuscire a stabilire la natura più o meno recente di una lesione: generalmente, le fessurazioni più nuove presentano ciglia di frattura a spigoli vivi, con superfici di rottura di tipo cristallino e pulite. Le vecchie fratture invece presentano spigoli delle ciglia sbeccati o arrotondati, con superfici di rottura non molto nette (come invece era in origine), ma annerite e polverose. La presenza di ambienti umidi può determinare l’insorgere di muffe che possono far apparire la lesione meno recente di quanto in realtà sia. L’accertamento del progredire delle lesioni nel tempo viene effettuato mediante l’impiego di biffe o di estensimetri. Le biffe devono essere applicate trasversalemnte alla fessurazione, in corrispondenza del suo ventre. E’ necessario provvedere alla realizzazione di un incasso nell’intonaco, in modo da poter applicare la biffa direttamente sulla struttura viva. La forma 1

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 dell’incasso è del tipo a coda di rondine, con la sezione di minor ampiezza posta in corrispondenza della frattura (fig.3) Figura 3 E’ consigliabile confezionare biffe con malta idraulica: va espressamente evitato l’impiego di malta di tipo cementizio poiché quest’ultima, essendo soggetta a ritiro, può manifestare lesioni non dovute ad una evoluzione dei dissesti. E’ sconsigliato anche l’impiego di biffe in vetro, in quanto sono generalmente più resistenti della malta con cui la biffa viene fissata alla struttura: può accadere pertanto che la malta di fissaggio ceda, mentre la biffa rimane integra. Se la fessura è passante, è consigliabile introdurre della malta il più possibile dentro la lesione, in modo da evitare che la biffa si lesioni a causa di una eccessiva velocità di essiccazione (fig.4). Figura 4 In prossimità di ogni biffa deve essere scritto un numero di riferimento e la data di apposizione; tali informazioni devono essere riportate in un apposito registro in modo da poter ricostruire, anche graficamente, l’evoluzione della lesione nel tempo. E’ inoltre necessario apporre due segni indelebili in corrispondenza delle cuspidi di estremità della lesione, in modo tale da rilevare un eventuale incremento della dimensione della stessa. Il controllo delle biffe deve essere effettuato ad intervalli di tempo regolari, tanto più vicini quanto più rapida è l’evoluzione del dissesto. Quando si riscontri la rottura di una biffa si procede al 2

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 posizionamento di un’altra biffa accanto alla prima, ripetendo le operazioni precedentemente descritte. L’utilizzo di estensimetri (deformimetri) permette di avere informazioni numeriche in merito all’evoluzione geometrica della lesione. Tali strumenti hanno infatti la capacità di misurare distanze con l’approssimazione di 1/100 – 1/1000 di millimetro. L’operazione di misura viene eseguita apponendo due (o tre) basi ai lati opposti della fessura e rilevandone la distanza ad intervalli di tempo regolari. In presenza di tre basi è possibile ottenere informazioni anche in merito ad eventuali rotazioni tra le parti della fessura (fig.5) Figura 5 3

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 2. CEDIMENTO DELLE STRUTTURE IN MURATURA I dissesti che tipicamente possono coinvolgere le strutture in muratura sono A Cedimento delle fondazioni: I fenomeni di cedimento fondale sono origine di una gran parte delle situazioni di dissesto, determinando la formazione di lesioni anche a una quota molto elevata rispetto al piano fondale. E’ di fondamentale importanza distinguere tra fenomeni di cedimento e fenomeni di assestamento (fig.6). I primi coinvolgono infatti solo porzioni del fabbricato (cedimenti differenziali) determinando l’insorgere di spostamenti relativi tra due zone della medesima struttura e producendo diverse tipologie di lesioni sintomatiche di un malessere statico in atto; i secondi interessano invece la struttura nel suo complesso, in maniera uniforme, generando uno spostamento rigido verticale che coinvolge l’intero edificio e non creano, generalmente, problemi rilevanti di tipo statico. Figura 6 1) Traslazione verticale: cedimenti fondali verticali dovuti ad una contrazione del terreno di fondazione. Le cause possono essere determinate da un cedimento spontaneo del terreno (cedimenti dovuti principalmente alla presenza d’acqua nel sottosuolo: una diminuzione del tenore idrometrico in una determinata zona ne provoca la contrazione e quindi un abbassamento) o dallo schiacciamento del terreno sotto carico (ad esempio a causa del sottodimensionamento della fondazione che sottoposta a carichi eccessivi determina un abbassamento non trascurabile del terreno del piano di posa). I) Cedimento intermedio: cedimento verticale che si produce in una zona intermedia rispetto alla lunghezza della parete. • Parete prevalentemente priva di aperture: se la parete è prevalentemente priva di aperture, le lesioni avranno un andamento di tipo parabolico. Va però apportata una distinzione della morfologia di questo tipo di cedimenti, in relazione al rapporto tra la lunghezza del tratto di parete interessata dalle lesioni e la sua altezza (fig.7, fig.8). 4

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 Figura 7 Figura 8 • Parete diffusamente dotata di aperture: la diffusa presenza di porte e finestre determinano un diverso tipo di quadro fessurativo, in quanto le superfici murarie presentano tratti di minore resistenza in corrispondenza delle aperture (fig.9). Figura 9 II) Cedimento terminale: cedimento verticale che si produce in una zona posta al limite laterale della parete. E’ un cedimento più pericoloso rispetto al caso I) in quanto vengono a diminuire le possibilità che le parti strutturali adiacenti alla zona interessata dal dissesto possano staticamente collaborare al fine di garantire l’equilibrio strutturale. • Parete prevalentemente priva di aperture: se la parete è prevalentemente priva di aperture, le lesioni avranno un andamento simile a quello riportato nelle figure sottostanti. Va però apportata una distinzione della morfologia di questo tipo di cedimenti, in relazione al rapporto tra la lunghezza del tratto di parete interessata dalle lesioni e la sua altezza (fig.10 e fig.11) 5

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 Figura 10 Figura 11 • Parete diffusamente dotata di aperture: la diffusa presenza di porte e finestre determinano un diverso tipo di quadro fessurativo, in quanto le superfici murarie presentano tratti di minore resistenza in corrispondenza delle aperture. Figura 12 Figura 13 III) Casi particolari: nel caso di agglomerati edilizi (fig.14), se il cedimento verticale è localizzato sotto l’edificio A, lasciando esente l’edificio B, nella zona di interfaccia tra i due fabbricati si instaurerà uno stato di tensione che darà luogo ad una serie di fratture inclinate verso la zona del cedimento. Tale inclinazione aumenterà a mano a mano che si sale dalla base verso la sommità dell’edificio. La presenza di cedimenti in corrispondenza degli incroci tra muri longitudinali e muri trasversali (fig.15)genera delle sollecitazioni di torsione causate dal reciproco contrasto tra i muri che tende a limitare la rotazione. Figura 14 Figura 15 6

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 2) Traslazione orizzontale: questo genere di cedimento ha solitamente origine in presenza di fondazioni poco profonde poste su terreni argillosi. In periodi di scarsa siccità questi terreni si contraggono originando fenditure verticali che nel terreno stesso. Per aderenza, tali spostamenti vengono impressi anche alla fondazione che inizia a lesionarsi. La lesione si propaga in direzione delle strutture superiori. Alla vista, i bordi della lesione si corrispondono esattamente (fig.16 e fig.17) Figura 16 Figura 17 3) Traslazione inclinata: questo genere di cedimento è frutto della combinazione della traslazione orizzontale e verticale. L’origine di questo genere di fenomeno è spesso riscontrabile in eventi di origine franosa che interessano parte della base dell’edificio o la sua interezza. Anche in questo caso, la morfologia delle lesioni è strettamente correlata tra i rapporti geometrici tra la lunghezza di parete interessata dal dissesto e la sua altezza (fig.18). Figura 18 4) Rotazione: il dissesto in esame può originarsi in presenza di terreni che abbiano valori di compressibilità diversi lungo la superficie di posa della fondazione dell’edificio. Tale situazione comporta una rotazione di una porzione di struttura attorno alla sezione limite del cedimento ed è innescata dal peso della porzione di edificio lesionata che genera un momento ribaltante rispetto alla sezione citata. In questo caso si parla di rotazione principale. I) Rotazione principale: il dissesto in esame si origina solitamente in presenza di terreni che abbiano valori di compressibilità diversi lungo la superficie di posa della fondazione 7

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 dell’edificio (fig.19). Tale situazione comporta una rotazione di una porzione di struttura attorno alla sezione limite del cedimento ed è innescata dal peso della porzione di edificio lesionata che genera un momento ribaltante rispetto alla sezione citata. Figura 19 II) Rotazione secondaria: il dissesto in esame si origina in seguito a dissesti traslatori verticali: si verifica una rotazione di una porzione della struttura attorno alla sezione limite del cedimento (fig.20). A seguito della rotazione, mancando l’appoggio della fondazione, si produce un ulteriore dissesto da traslazione verticale intermedia (fig.21). Figura 20 Figura 21 III) Casi particolari: se la rotazione coinvolge una parete e quella ad essa perpendicolare (connessione a T) il mutuo incastro impedirebbe la rotazione del muro soggetto a dissesto. Si avrebbe pertanto una fessurazione del tipo mostrato in fig.22. In assenza di collegamento con il muro trasversale, la parete ruoterebbe come in fig. 23, distaccandosi lungo la parete di congiunzione. Figura 22 Figura 23 8

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A&L Ingegneria Via del Brennero - Ponte a Moriano, 1213 55100 Lucca - Tel 0583 57498 Fax 0583 57498 La presenza di orizzontamenti di piano e di solaio di copertura sposta la zona di comparsa delle lesioni in corrispondenza degli architravi delle porte, come mostrato in fig.24. Inoltre, poiché la deformazione della parete si ripercuote sulla forma dei vani delle porte, si ha che uno dei sintomi caratteristici di questo tipo di dissesto è la difficoltà di chiusura degli infissi. Figura 24 B Assestamento: questo genere di lesione deriva dai lievi processi di traslazione verticale che la muratura subisce durante la costruzione, a causa dell’assestamento del terreno e dei giunti di malta. E’ fortemente influenzato dall’altezza (e quindi dal peso) complessiva del fabbricato, dallo spessore e numero dei giunti di malta (infatti, durante la posa in opera dei mattoni, il muratura esegue la battitura degli elementi posizionati proprio per ridurre lo spessore del giunto e costipare la malta, in modo da ridurre l’assestamento), dal ritardo della presa e dalla rapidità di avanzamento dei lavori (negli edifici multipiano conviene attendere che i giunti di malta facciano presa (circa 10 giorni, meno se si usa malta di cemento) prima di proseguire con la costruzione del piano successivo). C Schiacciamento: dissesto provocato da una compressione eccessiva degli elementi murari che determina l’insorgere di una dilatazione trasversale (coeff. di Poisson, scienza delle costruzioni) (fig.25) degli elementi di entità superiore alla resistenza a trazione degli stessi. La lesione è costituita da fratture verticali (fig.26). Figura 25 Figura 26 9

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