Esempi di meccanismi di collasso

Castello di Avio:

Rilievo del QF

- la muratura è un materiale composito con differenti morfologie di sezioni: a uno, due o tre paramenti, elementi regolari o irregolari, in mattoni o in pietra

-i modelli di calcolo devono essere calibrati con indagini sperimentali e applicati in modo appropriato

2. Rilievo della morfologia delle sezioni murarie

3. Tecniche poco distruttive

Scassi e carotaggi. Per comprendere la morfologia delle sezioni murarie è importante anche l’ispezione diretta. Spesso è necessario eseguitre uno scasso e ispezionare direttamente. Può essere molto più efficiente del carotaggio

Disegno della sezione dopo lo scasso: a) superficie interna di destra, b) foro del prospetto, c) superficie interna di sinistra

a) b) c)

Carotaggio e ricostruzione della stratigrafia della sezione.

Prova con martinetto piatto singolo

La determinazione dello stato di sforzo è basata sul rilascio delle tensioni causato da un taglio perpendicolare alla superficie esterna del muro:l’effetto è la chiusura parziale del taglio, cioè la distanza tra due punti a cavallo del taglio diminuisce. Si inserisce nel taglio un martinetto sottile (4mm) nel quale si immette olio in pressione e la pressione si aumenta gradualmente fino a raggiungere la geometria prima del taglio.

La seguente relazione di equilibrio è fondamentale per tutte le applicazioni (ASTM, 1991):

Sf = Kj Ka Pf

Sf = valore di sforzo calcolato

Kj = costante di calibrazione del martinetto (<1)

Ka = costante di area taglio/martinetto (<1)

Pf = Pressione misurata nel martinetto

Prova con doppio martinetto piatto

La prova può anche essere usata per

determinare le caratteristiche tenso-

deformative della muratura. Si esegue un

secondo taglio e si inserisce un secondo

martinetto ad una distanza di circa 40-50

cm. I due martinetti delimitano un provino di

muratura di dimensioni apprezzabili al quale

è applicato uno sforzo di compressione

mono-assiale.

Martinetto singolo

Martinetto doppio

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00

S tress [M P a]

0

200

400

600

800

Dis

plac

emen

t [m

icro

n]

2 3 4 5

5

3

4

2

-4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0S train [m /m m ]

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0S

tres

s [N

/mm

2]

l v

.

Local stress

Martinetto

doppio

(diagramma

sforzi-

deformazioni)

Lato Ovest-

Campanile di

Monza.

Martinetto

singolo (stato

di sforzo)-

Campanile di

Monza

Martinetto singolo eseguito a 5.4, 5.6, 13, 14, 31.5, 38 m (Campanile di Monza)

a) Risultati della prova con due martinetti in caso di stato

di sforzo locale basso , b) Fessurazione della muratura in

mancanza di contrasto all’azione del martinetto.

b a

a) Risultato di una prova condotta a livelli di sforzo ridotti,

in relazione alla presenza di uno stato di sforzo locale

basso, b) pannello di muratura soggetto alla prova.

-0 .5 0 -0 .2 5 0 .0 0 0 .2 5 0 .5 0

D e f o rm a z io n i [m /m m ]

0 .0

0 .1

0 .2

0 .3

0 .4

0 .5

Sfo

rzi [

N/m

m2 ]

l v

b a

a) Curva sforzi-deformazioni relativa ad una muratura in

pietra irregolare, b) Pannello in muratura.

-0 .2 0 .0 0 .2 0 .4 0 .6 0 .8

D ef o rm a zion i [m /m m ]

0 .0

0 .1

0 .2

0 .3

0 .4

0 .5

Sfo

rzi [

N/m

m2 ]

v

h

1 2 3 4

b a

4. Prove di Laboratorio

Un numero minimo di prove di laboratorio è

necessario anche per un indagine limitata.

Le prove hanno lo scopo di definire le

caratteristiche chimiche, fisiche e

meccaniche dei materiali componenti: malte,

mattoni, pietre

Prelievo dei materiali

a) Malte

0.01 0.10 1.00 10.00 100.00Apertura d i m aglia [m m ]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Pe

rce

ntu

ale

al v

ag

lio [

% in

ma

ssa

]

C M C am panile S .A ndrea-in t1

C M C am panile S .A ndrea-M 1

C urva granu lom etrica - C am pi Cam panile S .Andrea

Presence of lime pebbles

Analisi chimiche su malte

• Legante: grassello di calce

• Aggregato prevalentemente calcareo

•Rapporto legante/aggregato: 1:2 to 1:2,5

Chiesa

Campanile

Edificio civile

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

[%]

CO2 Insol.residue Soluble Silica Clorures

Church plaster

Church mortarTower plaster

Tower mortarCivil Building plaster

Civil Building mortar

Co2 Insol.residue Soluble Silica Chlorides

< 0.8%

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

[%]

SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3 Loss ofign.

Church plaster

Church mortar

Tower plaster

Tower mortar

Civil Building plaster

Civil Building mortar

on

Stones sampled from Montesanto e Roccanolfi

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

0 2 4 6 8 10 12 14

Time (h 1/2)

Wat

er a

bsor

ptio

n (g

/cm

2 )

RC-White Scaglia

RC-Sandstone

RC-Pink Scaglia

Pink scaglia stone from Quarry

MS-White scaglia

MS-Pink scaglia

24h

Pink "Scaglia" stone from the quarry MS-pink scaglia

MS-white scaglia

Prove fisiche

U N IA X IAL C O M P R ESS IO N TES T O N C YLIN D R IC A L STO N E SP EC IM E N S - C A M P I d i N orc ia

Scaglia dry Conglomerato dry

Travertino dry

-1 0 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 1 0

S tra in m /m m

0

2 0

4 0

6 0

8 0

1 0 0

1 2 0

1 4 0

1 6 0

Str

ess

N/m

m2 W orking d irection (A )

S cag lia B ianca

C onglom erato

B reccia

T ravertino

Breccia dry

Scaglia sat.

Travertino-sat.

C onglom era to sat.

Breccia sat.

_l

_v

b) Elementi lapidei

Pietre Calcaree:

Scaglia Bianca

Conglomerato

Breccia

Travertino

Deformazioni [m/mm]

Sfor

zi [

N/m

m ]

Prove di compressionemonoassiale

Prove fisiche e meccaniche su pietre e mattoni

UNA METODOLOGIA PER IL RILIEVO DELLA QUALITA’ MURARIA

Un’esperienzapiuttosto lunga su numerosi edifici in zona sismica ha permesso di definire una metodologia per il rilievo della qualità muraria:

1) Scelta di un’area rappresentativa dell muratura studiata

2) Esecuzione di una prova sonica per trasparenza su una griglia di 75x75cm

3) Prova conn martinetto singolo e doppio

4) Piccolo scasso con rilievo della sezione muraria ed estrazione di campioni di malte, pietre e mattoni

5) Ricostituzione della sezione

6) Prove di laboratorio

3004005006007008009001000110012001300140015001600170018001900200021002200

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36

Sonic Velocity(m/sec)

3004005006007008009001000110012001300140015001600170018001900200021002200

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36

Sonic Velocity(m/sec)

300

400500

600700

800900

1000

11001200

13001400

15001600

17001800

19002000

2100

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18

19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30

31 32 33 34 35 36

Sonic Velocity(m /sec)

S. Antonio in Morgnaga - Canonica

S. Antonio in Morgnaga - Chiesa

S. Michele in Sabbio Chiese - Chiesa

Distribuzione delle velocità

S. Michele in Sabbio Chiese,

Chiesa.

Local S tate of S tress

l v

-4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0

Strain [m/mm]

0 .0

0.4

0.8

1.2S

tres

s [N

/mm

2 ]

SA-C -J1DLVD T 3

LVD T 4

Local S tate of S tress

l v

-0.40 -0.20 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40

Strain [m/mm]

0.00

0.40

0.80

1.20

Str

ess

[N/m

m2 ]

SAJD2LVD T 1 , 2 , 3 , 4

LVD T 5

Local S tate of S tress

l v

-0.4 -0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4

Strain [m/mm]

0.0

0.4

0.8

1.2

Sfo

rzo

[N

/mm

2 ]

SM AJ1DLVD T 2, 3

LVD T 4

S. Antonio in Morgnaga, Chiesa.

S. Antonio in Morgnaga, Canonica.

Prove con martinetti piatti

Sezione muraria

Tessitura muraria

MORFOLOGIA DELLA SEZIONE

Analisi chimiche

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

S. Antonio Abate

S. Pier D’Agrino

S.S. Crocifisso

S. Giovanni Pavone

S. Michele

S. Andrea

S. Maria Assunta

S. Martino

S. Benedetto di Norcia

Immacolata

PROVE DI LABORATORIO

Analisi granulometrica

32.00016.0008.0004.0002.0001.0000.5000.2500.1250.063

Sieve Aperture [mm]

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100P

asse

d A

mou

nt [%

]

Im m acolata

S . Benedetto d i norc ia

S . P ier D 'Agrino

S . M artino

S . M iche le A rcangelo

S . G iovann i Pavone

S .S . C rocifisso

S . Andrea

S . M aria A ssunta

S . Anton io Abate

5. Prove geognostiche

Si devono eseguire prove in sito ed

in laboratorio per la

caratterizzazione del terreno e

prove di rilievo della geometria e

qualità delle fondazioni