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9 Il “Geometra Veronese” - agosto/settembre 2006 COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA Problematiche ed applicazioni Le strutture edilizie sono continuamente affette da problemi nelle costruzioni di vario tipo. Sia che si tratti di edifici antichi, che di fabbricazione recente, spesso si mostrano problemi di natura strutturale e non che creano inconvenienti ai pro- prietari, agli inquilini ed anche ai vicini. La diagnosi, basata sulle conoscenze tecniche del- la casistica, è solo la prima fase necessaria all'in- tervento tecnico. Sono opportune approfondite analisi per risolvere alla radice il dissesto e poter progettare un consolidamento definitivo. Diversamente si faranno spendere solo soldi inuti- li a chi sulla casa, o su qualunque altro tipo di co- struzione, investe le proprie risorse economiche. Manifestazione del dissesto: la lesione Un qualunque dissesto può essere preso in con- siderazione solo quando presenti sintomi eviden- ti: una qualunque struttura che non mostri sinto- mi visibili e analizzabili tecnicamente non può es- sere considerata un dissesto. In particolare si può affermare che una generica struttura è dissestata se presenta delle configura- zioni diverse rispetto a quella iniziale. Le lesioni murarie sono però inizialmente com- patibili con la continuità della massa che, prima di rompersi, subisce delle deformazioni. Le fessurazioni, quindi, sono fenomeni che si pre- sentano nelle fasi deformative più progredite. L'apparizione delle fessurazioni segue, in modo diverso a seconda del carattere del perturbamen- to. Talvolta infatti l'apparizione delle fessurazioni è immediata pur trattandosi di dissesti di lieve en- tità (es. cedimenti fondali), in altri casi, invece, le fessurazioni appaiono negli ultimi stadi (es. schiacciamento di un muro) quando ormai la ne- cessità dei provvedimenti non ammette indugi. I fenomeni fessurativi assumono, dunque, aspetti caratteristici e mutevoli al variare delle cause de- terminanti e della natura dell'ambiente e delle strutture. In taluni casi si può rendere necessario studiare il progredire delle lesioni nel tempo per conoscere le caratteristiche della loro evoluzione al fine di un giusto inquadramento del quadro fessurativo per l'analisi del dissesto. Possono identificarsi quattro forme di progressio- ne del moto fessurativo: • progressione nulla: il moto non è più in essere e la struttura, attraverso il cedimento ha trovato la sua posizione di quiete o di nuovo equilibrio de- finitivo; • progressione ritardata: caratterizzata da manife- stazioni sempre più attenuate nel tempo e che tendono ad estinguersi per lo stabilirsi di una si- tuazione che volge alla progressione nulla di equi- librio definitivo; • progressione accelerata: caratterizzata all'ac- centuarsi, nel tempo, delle manifestazioni di fati- scenza che inducono la struttura verso stati di equilibrio sempre più precari e talvolta verso il collasso; • progressione costante: caratterizzata dall'unifor- me sviluppo, nel tempo, delle manifestazioni di fatiscenza che possono trasformarsi o in moti di progressione ritardata o in moti di progressione accelerata. Nell'esame delle lesioni è necessario, in primo luogo, distinguere le fessurazioni delle murature con quelle dell'intonaco che le riveste, distingue- re le fessurazioni recenti da quelle non recenti e discernere le fessurazioni dovute a contrazioni superficiali dell'intonaco da quelle dovute a defi- cienze statiche. Nei muri vetusti le fessurazioni dell'intonaco di solito possono avere ampiezza più limitata che nella massa muraria. In taluni casi, soprattutto quando l'intonaco raggiunge spessori notevoli per successive sovrapposizioni, si può verificare che mentre il muro risulta integro, l'intonaco pre- senta un vario quadro fessurativo. Nello studio dei dissesti è, perciò, necessario rimuovere limi- tate regioni di intonaco nel ventre ed in vicinan- za delle cuspidi delle fessurazioni lasciando intat- ti i restanti tronchi e le cuspidi stesse, per rende- re più evidente il confronto tra le fessurazioni su- perficiali e quelle profonde. Dissesti statici nelle costruzioni edilizie anche in zona sismica

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COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA

Problematiche ed applicazioni

Le strutture edilizie sono continuamente affetteda problemi nelle costruzioni di vario tipo. Siache si tratti di edifici antichi, che di fabbricazionerecente, spesso si mostrano problemi di naturastrutturale e non che creano inconvenienti ai pro-prietari, agli inquilini ed anche ai vicini. La diagnosi, basata sulle conoscenze tecniche del-la casistica, è solo la prima fase necessaria all'in-tervento tecnico. Sono opportune approfonditeanalisi per risolvere alla radice il dissesto e poterprogettare un consolidamento definitivo.Diversamente si faranno spendere solo soldi inuti-li a chi sulla casa, o su qualunque altro tipo di co-struzione, investe le proprie risorse economiche.

Manifestazione del dissesto: la lesioneUn qualunque dissesto può essere preso in con-siderazione solo quando presenti sintomi eviden-ti: una qualunque struttura che non mostri sinto-mi visibili e analizzabili tecnicamente non può es-sere considerata un dissesto.In particolare si può affermare che una generica

struttura è dissestata se presenta delle configura-zioni diverse rispetto a quella iniziale. Le lesioni murarie sono però inizialmente com-patibili con la continuità della massa che, primadi rompersi, subisce delle deformazioni.Le fessurazioni, quindi, sono fenomeni che si pre-sentano nelle fasi deformative più progredite. L'apparizione delle fessurazioni segue, in mododiverso a seconda del carattere del perturbamen-to. Talvolta infatti l'apparizione delle fessurazioniè immediata pur trattandosi di dissesti di lieve en-tità (es. cedimenti fondali), in altri casi, invece, lefessurazioni appaiono negli ultimi stadi (es.schiacciamento di un muro) quando ormai la ne-cessità dei provvedimenti non ammette indugi. I fenomeni fessurativi assumono, dunque, aspetticaratteristici e mutevoli al variare delle cause de-terminanti e della natura dell'ambiente e dellestrutture. In taluni casi si può rendere necessario studiare ilprogredire delle lesioni nel tempo per conoscerele caratteristiche della loro evoluzione al fine di

un giusto inquadramento del quadro fessurativoper l'analisi del dissesto.

Possono identificarsi quattro forme di progressio-ne del moto fessurativo:• progressione nulla: il moto non è più in esseree la struttura, attraverso il cedimento ha trovato lasua posizione di quiete o di nuovo equilibrio de-finitivo; • progressione ritardata: caratterizzata da manife-stazioni sempre più attenuate nel tempo e chetendono ad estinguersi per lo stabilirsi di una si-tuazione che volge alla progressione nulla di equi-librio definitivo; • progressione accelerata: caratterizzata all'ac-centuarsi, nel tempo, delle manifestazioni di fati-scenza che inducono la struttura verso stati diequilibrio sempre più precari e talvolta verso ilcollasso; • progressione costante: caratterizzata dall'unifor-me sviluppo, nel tempo, delle manifestazioni difatiscenza che possono trasformarsi o in moti diprogressione ritardata o in moti di progressioneaccelerata. Nell'esame delle lesioni è necessario, in primoluogo, distinguere le fessurazioni delle muraturecon quelle dell'intonaco che le riveste, distingue-re le fessurazioni recenti da quelle non recenti ediscernere le fessurazioni dovute a contrazionisuperficiali dell'intonaco da quelle dovute a defi-cienze statiche. Nei muri vetusti le fessurazioni dell'intonaco disolito possono avere ampiezza più limitata chenella massa muraria. In taluni casi, soprattuttoquando l'intonaco raggiunge spessori notevoliper successive sovrapposizioni, si può verificareche mentre il muro risulta integro, l'intonaco pre-senta un vario quadro fessurativo. Nello studiodei dissesti è, perciò, necessario rimuovere limi-tate regioni di intonaco nel ventre ed in vicinan-za delle cuspidi delle fessurazioni lasciando intat-ti i restanti tronchi e le cuspidi stesse, per rende-re più evidente il confronto tra le fessurazioni su-perficiali e quelle profonde.

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È facile riconoscere le fessurazioni nuove da quel-le vecchie. Le nuove presentano una frattura fre-sca, chiara, quasi brillante, priva di polvere e ciglitaglienti ben contornate; le vecchie presentanofratture annerite dal tempo, polverose, cigli arro-tondati e non di rado frammenti di ragnatele. Negli accertamenti dubbi è sufficiente estirparedei frammenti di materiale dalla parte di uno deicigli della lesione e confrontare la superficie difrattura fresca appena strappata dalla sua sedecon il resto della lesione. Talvolta si incontranonell'intonaco delle fessurazioni reticolari a magliepiù o meno ampie, nei cui vertici concorrono ra-mi prevalentemente rettilinei, trattasi in questocaso di lesioni non di origine statica, ma derivan-ti da contrazioni dell'intonaco. Ogni manifesta-zione di fatiscenza è connessa al dissesto da rela-zioni di stretta interdipendenza. Così, mediante lostudio delle lesioni e dell'intero quadro fessurati-vo, si può arrivare alla determinazione delle cau-se perturbatrici e, di conseguenza, allo studio edall'applicazione dei necessari rimedi di primo in-tervento o di natura definitiva.

Cause e tipologie di dissestoIn una struttura costruita si viene a determinareun dissesto se si presentano una o più cause di se-guito indicate: • il collegamento tra il sistema ed i piani di fon-dazione viene a modificarsi; • i collegamenti ed i vincoli non sono risponden-ti alle azioni esercitate dal peso proprio e per ef-fetto dei sovraccarichi accidentali (tale fatto è unerrore di progettazione.) • sopravvengono carichi accidentali non prevedi-bili quali terremoti, esplosioni, vibrazioni straor-dinarie etc...; • i materiali costituenti le strutture dei fabbricatimodificano le loro caratteristiche.

In linea generale si possono elencare leprincipali cause in: • variazioni termiche ed igrometriche • cedimenti fondali • cedimenti delle strutture murarie• vibrazioni • insufficienze statiche e costruttive

Il dissesto che si produce per l'effetto di una cau-sa, si presenta in forma diversa a seconda del tipodi edificio che ne è interessato.

Distingueremo due grandi categorie di fabbricati: - fabbricati in muratura; - fabbricati in cemento armato. La differenza di comportamento di questi fabbri-cati dipende sostanzialmente dal fatto che men-tre l'edificio in muratura è realizzato da conside-revoli volumi che assorbono gli sforzi e convo-gliano le risultanti alle fondazioni, attraverso am-pie sezioni compresse, l'edificio in cemento ar-mato si presenta come una struttura in cui limita-ti volumi compressi e tesi sono capaci di assorbi-re grandi sforzi attraverso sezioni molto limitate. Per quanto detto, se sottoposti alla stessa causaperturbativa, l'edificio in muratura si comportacome un volume continuo resistente, mentre l'e-dificio in cemento armato si comporta come unastruttura a nodi ed aste con collegamenti irrigidi-ti. Il rimedio può essere meno costoso e più im-mediato nella struttura portante in muratura, do-ve l'intervento riguarda la massa muraria e, quin-di, zone estese. Nell'ossatura in cemento armato le lesioni sonospesso molto difficili da contrastare perchè il con-solidamento deve avvenire in elementi di modestedimensioni, rispetto al volume lordo dell'edificio.Inoltre la struttura è molto rigida ed un corpounico nel quale sono piuttosto delicate le ag-giunte e le modifiche.

Dissesti per cedimenti fondali Il piano di fondazione ad esempio a causa di unainfiltrazione d'acqua o per cedimento del mantel-lo di una grotta sottostante, perde le sue qualitàportanti, cioè a parità di sforzi trasmessi dall'edi-ficio assume deformazioni eccessive e comunquenon di progetto. Cioè si verifica un cedimento lo-calizzato dei volumi di terreno destinati ad assor-bire gli sforzi trasmessi dalle fondazioni. Nullasuccederebbe se il cedimento fosse equamentedistribuito su tutto il piano di fondazione: l'edifi-cio si abbasserebbe piano piano fino a trovare ter-reni più compatti. Nessuna lesione, ovviamente, apparirebbe nell'e-

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dificio che sarebbe sottoposto ad una traslazioneverticale uniforme. Apparirebbero invece lesionidi distacco tra l'edificio e le pertinenze non strut-turali non sottoposte alla stessa traslazione (corti-li, marciapiedi, etc). Questo caso purtroppo è estremamente raro nel-la realtà in quanto nella maggior parte dei casi lafondazione è sempre parzialmente interessata dalcedimento e trasmette tale stato al sovrastanteedificio nel quale si verificano lesioni in corri-spondenza delle linee di contatto tra i parametrimurari poggianti sulla parte di fondazione intattae quelli poggianti sulla parte di fondazione inte-ressata dal cedimento.La forma delle lesioni, ovvero il quadro fessurati-vo causato da dissesti di questo tipo, varia in fun-zione dei seguenti parametri: • ubicazione del cedimento centrale o periferico • entità delle superfici piene e finestrate • tipo di fondazione continua o discontinua

Cedimento centrale Per un edificio ideale, privo cioè di aperture fine-strate, il quadro fessurativo si presenta in due for-me principali in funzione del rapporto tra l'am-piezza del dissesto (L) e l'altezza dell'edificio (H),sinteticamente rappresentabili come appresso: • quadro fessurativo di tipo parabolico con pre-senza, in taluni casi di lesioni verticali estreme.L'asse della parabola è posizionato in corrispon-denza della zona centrale del dissesto, la base ègeneralmente ampia quanto il cedimento, mentrel'altezza della parabola, indipendentemente dal-l'altezza dell'edificio, è funzione dell'entità deldissesto e della qualità della costruzione;• quadro fessurativo con lesioni verticali sempreposizionate al limite del cedimento nella parte al-ta dell'edificio, quando però si ha un rapporto L >3H compaiono alla base dell'edificio anche lesio-ni verticali al centro del cedimento. L'edificio reale si discosta dal modello prima trat-tato perché le superfici murarie presentano deitratti di discontinuità e di minor resistenza datidalle aperture finestrate e dai vani in genere.In tali condizioni le fessurazioni non seguirannopiù un andamento continuo di tipo parabolicoma potranno avvicinarsi a questo o addirittura si

orienteranno secondo un andamento verticale,seguendo comunque le superfici di minor resi-stenza. In particolare in prossimità delle finestre le lesio-ni si orienteranno in forme caratteristiche in fun-zione del rapporto ampiezza/altezza del vano. In ogni caso il posizionamento del dissesto è in-dividuabile dall'orientamento delle cuspidi dellefessurazioni in sommità delle finestre, che sonosempre indirizzate verso la zona del cedimento.

Cedimento perifericoI cedimenti periferici in genere sono più perico-losi dei cedimenti centrali perché diminuisconole possibilità di collaborazione delle diverse strut-ture restate in sito.

Ai fini del quadro fessurativo nulla cambia, in li-nea concettuale, rispetto alla situazione prece-dente con la sola accortezza che il quadro si pre-senta in corrispondenza di un solo estremo del-l'edificio, con le seguenti varianti:

• quadro fessurativo di tipo "mezza parabola" conpresenza, in taluni casi, di lesioni verticali estreme.

L'asse della parabola è posizionato in corrispon-denza della zona terminale o d'angolo dell'edifi-cio, la base è generalmente ampia, mentre l'altez-za della semi parabola, indipendentemente dal-l'altezza dell'edificio, è sempre funzione dell'enti-tà del dissesto e della qualità della costruzione.

Edifici a fondazione discontinuaL'edificio a fondazione discontinua (costruitocon pilastri murari o in c.a. poggianti su plinti opalificate) è soggetto a cedimenti del piano fon-dale localizzati sotto uno o più elementi contiguidi fondazione. In questo caso la traslazione verticale interessa ivolumi di muratura che gravitano su quello o queipilastri, mentre gli altri volumi restano in sito. Il quadro fessurativo risultante è composto da le-sioni ad andamento verticale che si propaganodalla base per tutta l'altezza del fabbricato, analo-go a quello derivante da un cedimento fondaleper edifici a fondazione continua.

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Se nel fabbricato sono inseriti elementi di mura-tura a resistenza maggiore rispetto alla verticale,tali elementi si fratturano ad andamento inclina-to, in maniera analoga al cedimento per fonda-zioni continue. Nel caso di murature continue e non finestrate lelesioni sono anch'esse verticali ma tendono ascomparire con l'altezza. E' chiaro, infatti, che inun muro continuo fondato su più pilastri, la col-laborazione che si stabilisce tra gli elementi con-tigui di muratura o di cemento armato è in gradodi ripartire sugli altri lo sforzo dovuto al dissestoper il cedimento di un elemento di fondazione. Sepoi cedono più elementi allora si ritorna al casoassimilabile a "cedimento continuo" con forma-zione di lesioni a parabola.

DISSESTI NEGLI EDIFICI IN MURATURADissesto a seguito di rotazioneLa rotazione di una parete in muratura può esse-re causata da cedimenti differenziali del piano difondazione della parete, oppure da spinte oriz-zontali. La caratteristica di questi dissesti è che aumenta-no considerevolmente proporzionalmente conl'aumento della quota. Nelle strutture orizzontali appoggiate o parzial-mente incastrate nella parete si verifica la "lesio-ne di distacco" che è sempre parallela all'asse dirotazione. Le murature verticali ammorsate nellastruttura in rotazione presentano invece lesionicon andamento tendente al semi parabolico, conla concavità della parabola verso l'alto ed il verti-ce verso il basso. La spiegazione di ciò sta nel fatto che tali mura-ture trasversali si oppongono al movimento rota-torio della struttura: tale opposizione comportaun coinvolgimento più o meno grande a secondache l'ammorsamento sia bene o male realizzato.Se i muri trasversali non sono bene ammorsatinella parete in rotazione, il distacco avviene incorrispondenza della superficie di contatto nellaquale si crea una lesione ad andamento a V, con ilvertice sempre verso il basso. Se nella parete trasversale sono presenti aperturein prossimità del fronte di rotazione, l'andamentodel quadro fessurativo a V risentirà della presenza

delle superfici di minor resistenza e le varie aper-ture tenderanno ad inclinarsi verso l'asse della ro-tazione medesima. Ci si accorge subito di quello che sta succedendoperché: • tra le superfici delle lesioni di distacco quellarelativa alla parete in movimento ha i punti supe-riori leggermente più bassi della superficie cheruota; • se appare la lesione a parabola, questa ha la con-cavità rivolta verso l'alto ed il vertice in basso,con le parti curve lungo la parete che ruota; • la parete in rotazione presenta strapiombi nelverso della rotazione.

Dissesto per schiacciamento È noto che un solido sottoposto alla compressio-ne subisce una contrazione nella direzione del ca-rico ed una dilatazione nelle dimensioni perpen-dicolari. Se la dilatazione trasversale supera la ca-pacità di resistenza e coesione del materiale que-sto si lesiona e, quindi, si spezza lungo superfici difrattura disposte nella direzione della forza. Taledissesto è noto come "schiacciamento". In vari dissesti il sistema murario cede nella ri-cerca di nuovi stati di equilibrio che infine trova,seppur fessurato, e vi si adagia in quiete se la cau-sa del dissesto non progredisce ulteriormente. Nello schiacciamento ciò non si verifica, infatti,una volta insorti, il sistema murario volge sempreverso fasi più precarie. Lo schiacciamento è un fenomeno tipico dellestrutture murarie e consiste nel fatto che ad uncerto momento la sezione di una struttura mura-ria verticale si trova ad essere sottoposta a carichisuperiori alla sua resistenza ultima e ciò può av-venire: • perché la capacità portante della sezione è di-minuita a causa del decadimento della qualità del-la pietra o dell'elemento costruttivo oppure acausa del decadimento della qualità del legantemalta; • perché su una generica sezione, ben calcolata equindi in equilibrio, vengono indotti ad un certopunto carichi nuovi che modificano gli sforzi suquella sezione fino a superare le qualità resistenti. In genere lo schiacciamento interessa i pilastri in

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muratura o le murature caricate ed è un fenome-no assolutamente irreversibile che ha necessità diuna diagnosi precoce. Lo schiacciamento nelle strutture murarie, duran-te il suo sviluppo presenta tre stadi successivi: • Il primo stadio è caratterizzato dal superamen-to della resistenza alla coesione dei giunti oriz-zontali della malta, se meno resistente del mate-riale lapideo o del laterizio. I giunti sotto carico si riducono nello spessore el'intonaco subisce un accorciamento verticaleche si manifesta prima con espulsioni di pellico-le di tinteggiatura poi di intonaco vero e proprioed infine di croste superficiali di muratura. Taliespulsioni sono allineate lungo direttrici orizzon-tali come i giunti di malta: le murature nelle qua-li la malta è più resistente del materiale lapideo odel laterizio passano direttamente al secondo sta-dio dello schiacciamento. • Il secondo stadio è caratterizzato da un quadrofessurativo costituito da rami corti, alterni, ben di-stinti, tutti lungo la direzione della forza che hacausato il dissesto che, in generale, è verticale. Intale situazione il parametro murario si presenta,all'interno, già scollegato, con una superficie didiscontinuità posizionata in direzione della forzaagente. • Nel terzo stadio, il più pericoloso che non in-duce ritardi nell'azione dei provvedimenti, il qua-dro fessurativo del secondo stadio si unifica infratture di notevole estensione che si moltiplica-no progressivamente e preludono al crollo del si-stema murario. Un aspetto particolare dei quadri fessurativi deri-vanti dalle azioni di schiacciamento si verificanon per azione di un carico gravante sulla mura-tura ma per effetto del peso proprio della mura-tura stessa. Lo schiacciamento, prodotto dal pesoproprio dei muri, si manifesta nelle regioni infe-riori, ove è maggiore lo sforzo, con un quadro fes-surativo, identico sia nei parametri in pietra co-me nelle strutture ordinarie, costituito da linee difrattura multiple e saltuarie nella direzione del ca-rico. Tali fratture conservano inalterata la molte-plicità che ne caratterizza la fase iniziale, anchequando aumentano in ampiezza ed estensione,seguendo lo sviluppo in tre stadi analogo

allo "schiacciamento generico".

Schiacciamento

• Le fessurazioni si presentano in linea di massi-ma con andamento pressoché parallelo;• Negli stadi più avanzati si hanno fenomeni dirigonfiamento dei paramenti;• In stadi avanzati (che preludono al collasso) sipossono avere anche lesioni orizzontali.• Si disgregano prima le malte, poi si ha la rottu-ra delle pietre ed infine il vero e proprio schiac-ciamento.• Nel caso di malte di ottima qualità ovvero dimurature a sacco, si può avere la rottura dellepietre senza avere prioritariamente la rotturadella malta

Schiacciamento per sovraccarico localizzato• In figura è rappresentato il caso di schiaccia-mento per un sovraccarico localizzato;• le fessurazioni sono verticali o inclinate a 45°nella zona immediatamente sottostante il cari-co;

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• La frattura si determina nel piano mediosempre immediatamente sotto il carico;• In generale, la stabilità dell'edificio non puòessere compromessa da un singolo episodio dieccessivo carico localizzato

Schiacciamento per peso proprio

• Le fessurazioni sono pressoché parallele e di-rette come il carico.• Naturalmente, si manifestano nella regionepiù bassa del muro.

Carico di punta e pressoflessioneGli elementi costruttivi ad asse rettilineo (colonnee pilastri), se sollecitati in punta, oltre certi valori dicarico, possono manifestare un quadro fessurativoparticolare e caratteristico e, successivamente, arri-vare alla rottura. Quando, difatti, il rapporto fra lalunghezza lungo l'asse principale e la dimensioneminima della sezione trasversale è superiore ad uncerto limite in funzione anche del carico che gravasu di essi gli elementi subiscono "svirgolamento".L'elemento si deforma abbandonando, in modo evi-dente, l'allineamento verticale e piegandosi, versola zona centrale, si gonfia dove non ha vincoli econtatti con altri elementi della struttura o dellamuratura. Qualora l'elemento venga sollecitato conun carico eccentrico si parla di pressoflessione. Le cause che predinspongono le murature alla pres-soflessione sono: • la cattiva costruzione • l'impiego di malte scadenti • il difetto di omogeneità delle sezioni • il difettoso collegamento trasversale degli ele-menti lapidei e laterizi • la vetustà • il non corretto dimensionamento della struttura La struttura muraria spesso non è bene intessuta neisuoi elementi e, soprattutto in taluni casi, sarebbe ne-cessario adottare l'uso di un largo impiego di pietreo mattoni passanti. Questi collegherebbero i dueparametri, interno ed esterno, in maniera da op-porre una maggiore resistenza al carico sulla testadella struttura con una base minore più ampia emeno soggetta al fenomeno del carico di punta.Infatti un muro non adeguatamente collegato tra-sversalmente è in grado di sopportare un cariconettamente inferiore a quello nominale. Rispettoad un paramento murario in grado di sopportareun certo carico p, un muro di eguale spessore, macostituito da due muri affiancati e non collegatitra loro, può sopportare 1/4 dello stesso carico p,mentre un muro costituito da tre muri affiancatie costruiti solo in aderenza, senza alcun collega-mento trasversale, arriva appena ad 1/9 di p. I dissesti in questi due casi delle strutture mura-rie sono caratterizzati dallo smenbramento in dueo più tronchi verticali, separati da superfici di dis-continuità irregolari.

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Per effetto di questo dissesto i parametri subisco-no una inflessione concorde o discorde secondoche le frecce d'incurvamento abbiano lo stesso sen-so o senso contrario. I dissesti si manifestano con ri-gonfiamenti esterni del paramento murario accom-pagnati da un quadro fessurativo sinusoidale.

• cattivo collegamento trasversale della muratura• Altezza del solido murario, soggetto alla com-pressione assiale, supera di quindici volte la mi-nore delle dimensioni trasversali

Spinta di archi e volte L'azione della spinta di archi e volte sulle struttu-re portanti perimetrali, quando questi non sonopiù in grado di sostenerla, si manifesta con unsensibile rigonfiamento del paramento. Nell'am-bito della zona deformata, a dissesto avanzato, sistabiliscono delle manifestazioni fessurative ana-loghe a quelle della pressoflessione e distribuitesia lungo i contorni del rigonfiamento, sia sui mu-ri adiacenti. I dissesti, dovuti alla spinta normalesui paramenti, sono accompagnati dalle seguentimanifestazioni secondarie: • distacchi delle strutture interne dal muro di fac-ciata • deformazione dei vani delle aperture (porte e fi-nestre) • abbassamento delle volte Questi distacchi dal muro di facciata dei solai, del-le volte, dei pavimenti e dei muri insorgono conl'inizio del moto. Nei pavimenti le fessurazioni si stabiliscono nellaloro intersezione col muro e lungo le linee paral-lele ad essa. Nei solai in legno/ferro e pianellato simanifesta la tendenza alla fuoruscita delle traviperpendicolari al muro, dall'appoggio nel murostesso, e la scollatura dei giunti del pianellato nel-la direzione parallela al fronte. Tale deformazionesi produce nelle aperture dei muri ortogonali alparamento murario inflesso e poste in prossimitàdello stesso, interessando o la parte inferiore oquella superiore della apertura, in funzione dellaposizione di questa rispetto al centro di spinta.Nei casi più gravi l'architrave, che generalmenteresta parallelo al solaio, tende ad inclinarsi versoil basso dalla parte del cedimento. Le fessurazionidel muro perpendicolare a quello frontale infles-so, prediligendo le vie di minor resistenza, vannoa localizzarsi, prevalentemente, in corrisponden-za dell'architrave, della soglia ed in prossimità del-l'apertura stessa. E rara nelle volte a botte, mentreè frequente nelle volte a crociera ed insorge sem-pre nei restanti tipi di volta. Con l'abbassamentodella volta si crea sempre un quadro fessurativoparallelo alla linea d'imposta, che si manifesta ini-zialmente con espulsioni di piccole croste di tin-teggio, di intonaco e nei casi più gravi, di mate-riale murario.

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dissesti dovuti alla spinta normale sono ac-compagnati da manifestazioni secondarie, tracui la depressione della volta e il distacco dellestrutture interne dal muro di facciata

• In figura a) si può osservare come la sezioneverticale trasversale del rigonfiamento abbiaforma sinusoidale disimmetrica rispetto al cen-tro di inflessione con il ramo superiore più este-so di quello inferiore;

• Tali rami sono tanto più sviluppati quantopiù piccolo è lo spessore del muro, più rado è iltelaio di fabbrica, più notevoli le strutture spin-genti, più forte l'altezza dei piani, più scadentile strutture murarie e più numerosi i piani so-vrapposti al centro di spinta (vedi fig. b)

• La presenza di porte e finestre perturba il fe-nomeno deformativo ma non ne altera la fisio-nomia

DISSESTI NEGLI EDIFICI IN C.A.Affrontare il problema dei dissesti negli edifici incalcestruzzo armato presenta notevoli difficoltàper le motivazioni appresso sinteticamenteespresse: • un edificio in c.a. è ordinariamente costituito dadue parti che hanno risposte completamente di-verse alle sollecitazioni: una parte strutturale inc.a. ed una di tamponamento e tramezzatura in la-terizio.

Difatti la struttura in c.a. è molto elastica, quindiin grado di sviluppare grandi lavori di deforma-zione prima di lesionarsi. Le parti di chiusura so-no, per contro, elementi molto rigidi e pertantoestremamente suscettibili alla rottura. Ciò vuol di-re che molto spesso appaiono lesioni evidenti neitamponamenti esterni o nelle tramezzature senzache appaiono lesioni nella struttura in c.a.

• la struttura in c.a. può considerarsi, nella stra-grande maggioranza dei casi ed a meno delle co-struzioni industriali, come un complesso staticocon elevato grado di iperstaticità: ciò complicamolto lo studio e soprattutto la diagnosi delle le-sioni perché tra i vari elementi della struttura sistabiliscono collaborazioni che possono falsare leanalisi, fino ad indurre in errore sia sulla gravitàdel dissesto, sia sulla localizzazione dello stesso. Esistono tuttavia alcune regole fondamentali cheè bene tenere sempre in considerazione:

• fino a quando un quadro fessurativo, anche gra-ve, intacca i muri di tamponamento e di tramez-zatura, senza intaccare travi e pilastri, la costru-zione non corre alcun rischio di collasso;

• lesioni orizzontali e verticali nelle muratureportate non devono essere messe in connessionecon deformazioni pericolose del telaio struttura-le. Mentre lesioni inclinate a 45° nei muri sonosempre da addebitarsi ad anormali deformazionidel telaio strutturale;

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COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA

Problematiche ed applicazioni

20Il “Geometra Veronese” - agosto/settembre 2006

• nel momento in cui i telai strutturali iniziano alesionarsi, insorge una situazione di pericolo e dinon semplice prevedibilità.Perché avvengano delle rotture in determinate se-zioni assume un gioco fondamentale il comporta-mento dei vincoli di collegamento;

• particolare attenzione va posta ai "giunti di di-latazione" nei grandi edifici in c.a. ed ai "giunti dioscillazione" nelle zone sismiche.Tali elementi di disgiunzione appositamente crea-ti nelle strutture possono spesso dar luogo ad er-rata interpretazione ed essere considerati comepericolose lesioni. A conclusione di queste prime considerazioni suifabbricati di calcestruzzo armato è opportuno ri-

badire che, mentre nella struttura in muratura sistabilisce una chiara e di solito univoca corri-spondenza tra cause del dissesto e quadro fessu-rativo, nelle strutture in c.a. il quadro fessurativoè una conseguenza non solo della causa del dis-sesto, ma anche delle caratteristiche dei telai edei vincoli.

Cedimento verticale di un pilastro

La traslazione verticale di un pilastro di una strut-tura intelaiata in calcestruzzo armato producenella tompagnatura lesioni dello stesso tipo diquelle che si verificano nelle murature conver-genti verso l'elemento verticale. Naturalmente il quadro fessurativo ha le stesse ca-

LESIONI RISCONTRABILI NELLA COSTRUZIONE

Muratura portante senza aperture con lesioni aventiun andamento variabile da orizzontale in verticalepassando dalla base alla sommità dell’edificio loca-lizzate su una fascia verticale.

Muratura portante con lesioni inclinate localizzatesu una fascia verticale in corrispondenza delle aper-ture, cioè nelle zone di minor resistenza.

Muratura portante con lesioni inclinate localizzatesu due fasce verticali in prossimità delle aperture enelle zone di minor resistenza.

Lesioni verticali situate in corrispondenza delle zonedi muratura portante a livello delle aperture.

Lesioni verticali localizzate su una fascia verticale aduna estremità della facciata in muratura portante.

Lesioni di forma curva con la convessità rivolta ver-so la superficie opposta all’elemento che spinge si-tuate sulla muratura portante comune a due edificiaventi solai a quote diverse.

CAUSE GENERATRICI

Cedimento dell’estremità della fondazio-ne situata oltre la zona lesionata.

Cedimento dell’estremità della fondazio-ne situata oltre la zona lesionata.

Cedimento verticale di un tratto interme-dio della fondazione.

Schiacciamento della muratura.

Rotazione intorno ad un asse orizzontale.

Ritiro e variazione di temperatura.

TABELLA RIEPILOGATIVA DEI QUADRI FESSURATIVIDEGLI EDIFICI CON MURATURA PORTANTE

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21Il “Geometra Veronese” - agosto/settembre 2006

COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA

Problematiche ed applicazioni

ratteristiche per tutti i parametri che convergonoverso il pilastro, anche se essi sono in diversi pia-ni verticali.Nelle travi in c.a. si creano lesioni verticali; all'in-tradosso, nelle vicinanze del pilastro che cede,con ampiezze decrescenti con l'altezza ed all'in-tradosso, in prossimità degli elementi verticaliche restano fermi, con larghezza crescente versol'alto.

Le opere in conglomerato cementizio armatopresentano, a volte, quadri fessurativi diffusi solonei paramenti di tamponature, che assumonoaspetti geometrici che possono disorientare l'os-servatore non molto attento e spingerlo versodiagnosi non esatte.

Alcune fessurazioni derivano dalla diversa defor-mabilità dei vari elementi a contatto, per cui la ri-petizione di spostamenti relativi, dovuti alle va-riazioni delle condizioni di carico o delle escur-sioni termiche giornaliere e stagionali, comportaper il fenomeno di fatica la rottura del materialedi collegamento più fragile, quale tinteggio ed in-tonaco.Nei tramezzi disposti su elementi a sbalzo moltodeformabili, si verificano lesioni inclinate di 45°rispetto alla verticale, ed ubicate in corrispon-denza della sezione che, trattenuta dalle strutturein conglomerato, è immobile nel tempo. A volte, però, queste lesioni assumono aspettoverticale sia per la rotazione prodotta dalla varia-bilità dell'abbassamento dei punti della mensola,nullo sul vincolo e massimo all'estremo libero, siaper il contrasto prodotto dalla presenza di infissia forma molto rigida o dalle stesse strutture por-tanti.

La deformabilità notevole dei solai o delle travi,particolarmente quella a spessore, produce qua-dri fessurativi che assumono aspetti diversi al va-riare del rapporto tra la lunghezza e l'altezza.

Quando l'elemento ha una notevole luce, in rife-rimento all'altezza, il quadro fessurativo è analogoa quello descritto per cedimento della parte cen-trale del terreno di appoggio di una muratura.

Sorgono, cioè, lesioni con linee fessurative incli-nate di 45° rispetto alle verticali ed aventi le nor-mali dirette verso la sezione di mezzeria dell'ele-mento orizzontale, la quale presenta il massimospostamento verticale.Le aperture, generalmente, hanno forma di scalinicon pedate ed alzate, pari, rispettivamente alle di-stanze tra due giunti verticali ed orizzontali.

Ciò perché il dissesto tende ad interessare il ma-teriale meno resistente, che in questo caso è lamalta. A volte si crea anche il collegamento orizzontaletra le due lesioni inclinate, ed il quadro fessurati-vo assume il tipico aspetto parabolico. Questo fenomeno è generalmente prodotto dallaconcentrazione di carichi dovuta per esempio al-la presenza di tavolati paralleli ai travetti del so-laio quando mancano elementi di ripartizione tra-sversale, quale armatura o travetto rompitratta.

Se il pannello è vincolato a strutture verticali fis-se la cui distanza relativa è uguale o inferiore al-l'altezza del tavolato, lo stesso fenomeno producequadri fessurativi costituiti da sole aperture oriz-zontali. Queste ultime, spesso ubicate solamente in corri-spondenza delle sezioni di separazione dei duediversi elementi strutturali, presentano ampiezzevariabili con il massimo nella mezzeria della cam-pata ed il minimo nelle sezioni terminali, in cor-rispondenza delle quali gli spostamenti relativiper l'azione dei vincoli, sono molto piccoli o nul-li. La diversa forma del quadro fessurativo è do-vuta alla indeformabilità del pannello murario,che viene sostenuto nella sua posizione inizialedalle azioni che si trasmettono attraverso le se-zioni di collegamento alle strutture portanti, ed alcontrasto con elementi indeformabili che fannocomportare il tavolato come un corpo rigido.

La deformabilità delle strutture portanti orizzon-tali produce spesso anche la rottura dei tramezziper schiacciamento dei materiali; il fenomenopuò assumere forme geometriche diverse, in fun-zione della data di osservazione del quadro fessu-rativo e della ampiezza dello stato tensionale.

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Quadri fessurativi

Lesioni orizzontali con espulsioni locali e multi-ple, del tinteggio e dell'intonaco e della malta trale pietre, tipiche dell'inizio del dissesto, e frattureverticali multiple corrispondenti a sollecitazionipiù elevate.

Questo quadro fessurativo è prodotto dalle de-formazioni, di tipo lento o viscoso, degli elemen-ti orizzontali in conglomerato cementizio dovuteall'azione continua dei carichi fissi; il fenomeno siverifica però solo quando vengono costruiti pri-ma i tramezzi al di sotto delle strutture portanti esuccessivamente quelli superiori, o quando i tra-mezzi sono sigillati prima che si sia sviluppata lamaggior parte degli spostamenti verticali dell'ele-mento orizzontale.

In questo caso per effetto delle deformazioni lastruttura portante si appoggia sul tramezzo infe-riore, che diventa un appoggio continuo, e il suomodello statico coincide con quello della trave sumezzo elastico, per cui si verifica un trasferimen-to dei carichi esterni al tavolato con l'insorgenzadi sforzi di compressione nel materiale costituen-te il tramezzo.

Il fenomeno può assumere, come in genere si ve-rifica, aspetti più ampi ai piani più bassi perché latrasmigrazione dei carichi inizia dai piani più alti,ed aumenta di intensità a mano a mano che siscende ai piani bassi, per il risentimento dei pesidelle opere a quota più alta.

Altro quadro fessurativo prodotto da eccessivavelocità di realizzazione e sigillatura dei tramezzi,si presenta con lesioni verticali ed orizzontali nel-le sezioni di collegamento dei pannelli muraricon le strutture in conglomerato cementizio. Es-so è prodotto dal ritiro della malta che collega lepietre.

Qualora si presenti un quadro fessurativo nellestrutture in c.a. (travi, travetti di solaio, pilastri), sideve tenere sempre presente che la lesione nelcalcestruzzo si manifesta in genere per carenza di

ferro o, comunque, per danni all'armatura (adesempio per ossidazione della stessa).In particolare, per carenza di ferro, si intende chela sezione resistente della struttura non sia suffi-cientemente armata per difetto di progettazioneo di esecuzione, ovvero per l'insorgere di carichieccezionali.

Lesioni da flessione

Una carente armatura metallica all'intradosso diuna trave determina, nella mezzeria, fratture sem-plici o multiple, verticali con massima ampiezzaall'intradosso e decrescenti con l'altezza.Nelle travi incastrate, le fessurazioni conservanonelle mezzerie le stesse caratteristiche ora de-scritte, mentre nei punti di appoggio, si presen-tano fratture analoghe ma orientate dall'estrados-so verso il basso.

Lesioni da staffatura carente

Una insufficiente staffatura in una trave in c.a. de-termina uno stato di tensione che si tramuta in unquadro fessurativo sostanzialmente analogo aquello per sollecitazioni da taglio, con la sola dif-ferenza di posizionamento delle fratture che, nelcaso in esame, si manifestano lontano dagli ap-poggi.

Lesioni da schiacciamento

Lo schiacciamento è una grave situazione che in-teressa una intera sezione del pilastro sottopostaa sforzi di compressione eccessivi, determinandola rottura dei materiali con conseguente rigonfia-mento della sezione e comparsa di lesioni verti-cali che appaiono generalmente in mezzeria del-la fascia del pilastro.

Lo schiacciamento di un pilastro è un fatto raro,ma molto grave, e richiede senz'altro il provvedi-mento di sgombero immediato dell'edificio, an-che in considerazione del fatto che lo schiaccia-mento di questo elemento strutturale ha riper-cussioni nel telaio in cui si trova il pilastro, alme-no nelle travi immediatamente superiori.

COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA

Problematiche ed applicazioni

22Il “Geometra Veronese” - agosto/settembre 2006

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COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA

Problematiche ed applicazioni

LESIONI RISCONTRABILI NELLA COSTRUZIONE

Trave di c.a. con lesioni verticali ravvicinate disposteall’intradosso, in mezzeria e all’estradosso in vici-nanza degli appoggi

Trave di c.a. con lesioni inclinate di 45° in vicinanzadegli appoggi

Lesioni nelle pareti aventi andamento di paraboleconvergenti verso il pilastro che ha subito il cedi-mento

Apertura delle staffe di un pilastro di c.a. con espul-sione del copriferro

Espulsione del copriferro in corrispondenza degli spigoli di armature metalliche e pilastri di c.a.

Rottura di pareti interne con andamento a 45°

Lesioni verticali e orizzontali in corrispondenza del-le giunzioni tra pareti ed elementi portanti di c.a.

CAUSE GENERATRICI

Sforzi di flessione eccessivi

Sforzi di taglio e torsione eccessivi

Cedimento verticale di un pilastro

Schiacciamento di un pilastro

Ossidazione delle travi e pilastri di c.a.

Azione del peso della parete concentratasu un travetto del solaio. In assenza di ro-pitratta trasversali tale travetto non ricevecollaborazione da quelli adiacenti e sub-isce una freccia di inflessione che generala lesione

Ritiro della malta delle pareti dovuto a ec-cessiva velocità di realizzazione

TABELLA RIEPILOGATIVA DEI QUADRI FESSURATIVIDEGLI EDIFICI CON MURATURA PORTANTE IN CEMENTO ARMATO

Lesioni da ossidazione

L'ossidazione dei ferri di armatura determina lavariazione di volume dei ferri stessi e quindi ten-sioni di spinta trasversale che, in fase avanzata, ar-riva all'espulsione dello strato di copriferro delcalcestruzzo.

Allo stadio iniziale, anche in questo caso, le lesio-ni sono ad andamento verticale ma concentrateattorno alla posizione dei ferri in prossimità deglispigoli dei pilastri.

Le lesioni per ossidazione dell'armatura, a menodel caso di ossidazione eccessivamente avanzatacon notevole riduzione della sezione dei ferri, so-no un fatto piuttosto normale che richiede lavoridi sistemazione non necessariamente immediatiseppure non procrastinabili in tempi lunghi.

Strutture orizzontali

Le strutture orizzontali, destinate alla divisione deipiani possono essere piane o ad arco: costituite cioèda solai o da volte.

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Problematiche ed applicazioni

25Il “Geometra Veronese” - agosto/settembre 2006

Fra tutte le strutture esse sono le più delicate e lepiù suscettibili di degradazione con l'uso e con iltempo, perché oltre ad andare soggette a turbamen-ti propri risentono anche dei cedimenti delle strut-ture murarie verticali che ne costituiscono l'appog-gio.

DISSESTI NEI SOLAI Tra gli elementi delle costruzioni, i solai sono si-curamente quelli per cui la verifica di stabilità ètra le più ricorrenti, in particolare per i solai in le-gno in pessime condizioni di stabilità, sebbenesiano spesso nascosti da controsoffittature checertamente non aiutano il cittadino a scorgere esegnalare i segni di un eventuale pericolo. Anche i solai in ferro od in misto laterizio/ce-mento armato, con il passare degli anni manife-stano segni di cedimento e degrado.

Con la differenziazione delle tipologie costruttivedi un solaio si ha, di conseguenza, un differentemanifestarsi del quadro fessurativo.

Distacchi delle strutture interne dal muro di fac-ciata

VOLTE• A crociera o a botte (con generatrici normali almuro): le fessurazioni, in forma di netti distacchi,si manifestano all'innesto con il muro stesso.

In particolare nelle volte a crociera invadono lecostole e si propagano nelle falde.• In figura è riportato un quadro fessurativo diun muro normale al fronte.• Nella pratica sono più frequenti i rami inferiori• A Padiglione, a vela, ecc: i distacchi si manife-stano nelle adiacenze della intersezione con ilmuro inflesso.

Solai in legno Si tratta di travi maestre appoggiate alle estremitàsu due muri maestri, con luci variabili che neigrandi edifici e nei palazzi signorili erano anchedi 10 m. Sulle travi venivano poggiate una serie di assi cuiera affidato il compito di sostenere un massetto esopra ancora il pavimento. I dissesti sui solai in legno interessano:

1. la rottura delle travi 2. il cedimento della testa di trave 3. il cedimento degli assi portanti

1a) Rottura della traveSi ha la rottura della trave quando con la vetustàle fibre vegetali subiscono un carico centrale su-periore alle azioni verticali da loro sostenibili. Appena si produce la rottura di una sezione, chegeneralmente è quella di mezzeria, a meno di di-fetti del tronco originale, chiaramente si rompe lacontinuità strutturale tra i due appoggi e quindi siverifica una piegatura dei due tronconi del legno. La prima manifestazione del quadro fessurativo èdata dalla comparsa, per l'appunto in mezzeria, diuna lesione verticale a cuneo con ampiezza mas-sima in corrispondenza dell'intradosso della tra-ve, frattura che degrada con l'altezza lungo la tra-ve medesima. In questo caso assumono un giocofondamentale le condizioni all'appoggio.Se è realizzato un buon incastro, per effetto dellaprofondità dell'appoggio e del peso dei muri so-prastanti, la trave ha possibilità di restare in sitoun po' più a lungo, ma è irrimediabilmente desti-nata a crollare in un tempo che nessuno è in gra-do di stabilire. Le azioni di salvaguardia dovranno essere presecon la massima immediatezza.

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1b) SfibramentoUn altro caso che nel tempo può portare alla rot-tura della trave lignea, si manifesta nello "sfibra-mento", consiste nel distacco, per mancanza diaderenza, delle fibre lunghe del legno, a causa dioscillazioni, di variazioni termo-igrometriche e didifferente distribuzione (non uniforme) del cari-co. Tale fenomeno si manifesta con lesioni longi-tudinali lungo le travi le quali in tempi più o me-no lunghi perdono la loro idoneità.

2) Cedimento della testa di trave Per testa di trave si intende quella zona della tra-ve che realizza l'appoggio sulle murature. Per le ovvie caratteristiche costruttive legate a ta-le struttura, il legno si trova ad essere in ambien-te non aerato, immerso nella muratura e nei le-ganti che tendono ad imputridirlo soprattuttoper l'aggressione delle malte e sotto l'azione del-l'umidità.Degradandosi, la trave riduce, via via nel tempo, lapropria sezione resistente, manifestando nellamuratura di appoggio un segno di distacco di po-chi millimetri. E questa una condizione da tenere sotto control-lo poiché col manifestarsi di tale segnale si ha laprossimità del crollo della trave.

3) Cedimento degli assi portantiTrattasi degli assi o tavoloni che vengono dispostierpendicolarmente alle travi per il sostegno delmassetto e del pavimento. Per effetto del carico, della vetustà, dell'umidità,di vibrazioni ed altro tendono ad incurvarsi sinoa sfilarsi dall'appoggio sulla trave, precipitando eportandosi giù massetto e pavimento. Se ciò si verifica in un asse è segno che le restan-ti non si trovano in migliori condizioni: necessitaquindi una immediata ed accurata ispezione.

Solai in ferro Per solaio in ferro si intende una struttura oriz-zontale costituita da travi in acciaio a doppio Tappoggiata a due muri maestri e tra le quali vienesistemata la parte portante il massetto-pavimentoche generalmente è realizzata a mezzo di laterizi(es. tavelle) oppure mediante elementi di mura-

tura che si sostengono per contrasto quasi a for-mare delle piccole volte (voltine). In solai del genere l'unico elemento di pericolo-sità può essere dato dalle voltine che, nel tempo,soprattutto se coprono luci notevoli, manifestanolesioni ad andamento parallelo alle travi ed ubi-cate in mezzeria: in tale caso il crollo della voltinaè prossimo. Altre forme di lesioni che possono apparire in ta-li solai sono di pericolosità trascurabile in quantospesso dovute a diversa dilatazione e comporta-mento tra muratura-laterizio e acciaio.

Solai in calcestruzzo armatoLe principali fessurazioni che possono interessa-re un solaio in calcestruzzo armato si presentano: • in mezzeria all'intradosso • sugli appoggi all'estradosso e sono causate dadifetti costruttivi consistenti principalmente in: • armatura insufficiente • cattiva qualità del calcestruzzo • errori di calcolo strutturale

Altri tipi di lesioni che possono presentarsi neisolai in calcestruzzo armato ma generalmentenon rappresentano motivo di pericolo.

Dissesti statici per azione sismicaLe azioni sismiche provocano danni molto maggio-ri di altri tipi di cause perchè le forse agiscono, al-ternativamente, nell'uno e nell'altro senso.Il terremoto spinge lateralmente la struttura gene-rando in essa sollecitazioni dovute a carichi oriz-zontali, ben diversi da quelli normalmente soppor-tati (peso proprio e sovraccarico accidentale).

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Problematiche ed applicazioni

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COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA

Problematiche ed applicazioni

Edifici in muratura Le azioni sismiche possono provocare su elementiresistenti piani sia dissesti localizzati sia dissesti dimaggiore importanza quando nel danno è coinvol-ta tutta la struttura muraria, con interazione deglielementi ortogonali tra di loro. Qui vengono indicati alcuni tipici dissesti statici:

• azione spingente di travi o arcarecci sulla muratu-ra, con espulsione della stessa, oppure lesioni a 45gradi che si formano a partire da un punto debole,come l'appoggio di una trave o di un arcareccio;

• lesione in corrispondenza di spigoli di murature,per l'azione concentrata di componenti di forze or-togonali, con l'eventuale proseguimento delle lesio-ni fino alle aperture;

• sconnessione della ammorsatura in corrispon-denza dello spigolo, con distacco fuori piombo del-l'intera parete.

Tabella 1: Tipologia delle lesioni nelle struttureportanti murarie

1) Lesioni ad andamento verticale sulle architravi diporte e finestre.

2) Lesioni ad andamento diagonale nei parapetti diellefinestre e nelle architravi

3) Lesioni ad andamento diagonale negli elementi ver-ticali (maschi murari) tra due aperture contigue

4) Schiacciamento locale della muratura con sgretola-mento della malta e/o di elementi lapidei o laterizi,con o senza espulsione di materiale

5) Lesioni ad andamento orizzontale per flessione intesta e/o al piede dei maschi murari

6) Lesioni ad andamento verticale in corrispoondenzadegli incroci

7) Lesioni passanti ad andamento verticale in corri-spondenza degli incroci

8) Espulsione di materiale in corrispondenza di traviprincipali e/o secondarie dei solai, dovuta a martella-mento

9) Distacco ad espulsione della zona di intersezionetra due pareti formanti tra loro un angolo

Tabella 2: Tipologia delle lesioni nelle voltee nelle coperture a volta muraria

1) Lesioni in chiave

2) Lesioni alle reni

3) Lesioni all’imposta

4) Schiacciamento all’imposta

Tabella 3: Tipologia delle lesioni nelletamponature e nei tramezzi

1) Lesioni di distacco dalla cornice strutturale:orizzontale superiore

2) Lesioni di distacco dalla cornice strutturale:verticale

3) Lesioni di distacco dalla cornice strutturale:orizzontale inferiore

4) Lesioni diagonali nella muratura

5) Schiacciamento agli angoli

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Problematiche ed applicazioni

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Deformazione rombica delle aperture

• Si manifesta nelle aperture di porta normaliai muri inflessi, in prossimità degli stessi.;

• Nelle regioni inferiori al ventre l'architravetende a spostarsi verso la parte inflessa;

• Nelle regioni superiori si sposta invece la ba-se. (vedere figura a fianco)

• Nell'angolo superiore dell'apertura che tendea chiudersi si verifica espulsioni di crosticine ditinteggiatura e d'intonaco per schiacciamento;

• Nell'angolo superiore che tende ad aprirsi sistabiliscono le fratture per trazione;

• Gli infissi ad un anta, secondo i casi, battonosull'architrave o radono il pavimento;

• Gli infissi a due ante con una battono l'ar-chitrave e con l'altra il pavimento.

• Nei dissesti più gravi l'architrave non rimaneorizzontale ma si inclina verso il basso dallaparte del cedimento.

Edifici in calcestruzzo armato

L'azione sismica provoca sugli elementi di un fab-bricato dei danni di vario genere, i quali per co-modità possono essere distinti in due categorie: idanni lievi ed i danni gravi. I primi presuppongono una condizione modestadi degrado, per la quale si richiedono interventidi semplice riparazione. I secondi ammettono una condizione di degradopiù grave, per la quale risultano necessari inter-venti di rinforzo, allo scopo di incrementare la ca-pacità di resistenza del fabbricato.

I danni di tipo lieve

I fenomeni fessurativi di estensione ridotta pos-sono essere classificati come danni lievi. Nellarealtà ogni struttura possiede delle caratteristicheche le sono proprie e che la distinguono dalle al-tre, tuttavia in linea di massima i danni lieve enti-tà possono essere individuati come segue:

• lesioni alla testa dei pilastri, in prossimità deinodi, causate da azioni sismiche di flessione al-ternata;

• lesioni nella zona centrale dei pilastri tozzi pro-dotte da taglio alternato;

• lesioni verticali in vicinanza delle teste delle tra-vi, generate da sollecitazioni di di flessione alter-nata;

• lesioni oblique nelle travi, dovute alle azioni ditaglio;

• lesioni verticali in prossimità delle mezzeriedelle travi, originate da sollecitazioni di trazione,questo tipo di danno di solito si verifica, quandola trave lesionata collega due strutture aventi di-verso comportamento sotto azioni dinamiche.

I danni di tipo grave

Quando salta il nucleo di calcestruzzo di un pila-stro oppure si ingobba una barra e si sgancia la

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COSTRUZIONI IN ZONA SISMICA

Problematiche ed applicazioni

staffa che la circonda, significa che la zona si èplasticizzata o addirittura è andata in rottura. Un esempio tipico di danno grave è il caso ove ilcalcestruzzo si presenta sgretolato fin dentro ilnucleo e barre delle armature longitudinali sonoingobbate e le staffe sono sganciate e letteral-mente fuori sede. Danni di questo tipo sono causati di solito da sol-lecitazioni di flessione alternata e spesso favoritida improvvise variazioni della rigidezza. Un altro caso tipico è la rottura per taglio del pi-lastro, causato dall'eccesso di rigidezza del pila-stro tozzo. I pilastri possono andare soggetti a danni lievi ogravi anche a causa dell'interazione con pannellidi tamponamento, i quali, se non ben collegatiagli elementi verticali ed orizzontali in caso dievento sismico inducono sui pilastri azioni dimartellamento.

Le conclusioni

Per eliminare definitivamente i danni presenti efuturi in un edificio dissestato bisogna interveni-re sulle cause. Ciò è possibile solo dopo averlecomprese con certezza e, pertanto, solo dopoun'attenta analisi. La diagnosi successiva genereràla fase progettuale e il tutto non può costituire unprocesso frettoloso e superficiale. Ad ogni modo il consolidamento sarà valido e rea-lizzato tecnicamente solo se il problema viene af-frontato alla radice eliminando o contrastando lecause perturbatrici. Qualora si agisca solo sullelesioni e sulle fratture, saranno sistemati per unpò di tempo gli effetti ma il malanno che li avevagenerati rimarrà ancora in piena attività.

geom. Davide Sabaini

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FONDAZIONE PER LA RICERCA

SULLA FIBROSI CISTICA - ONLUS

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