strutturale dell'architettura

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1 Giam~attista Quirico Tipologia strutturale dell'architettura Dissesti statici e consolidamenti delle costruzioni Giardini editori e stampatori in Pisa..

2 Presentazione Nella Scuola Italiana d'architettura mancava un contributo originale e puntuale come quello ghe G.B. Quirico ha fornito con il prezioso testo che ho adottato con vivo interesse per i miei allievi architetti. Ne raccomando uno studio attento per un proficuo lavoro futuro. Auguro al libro il più significativo successo. GIACOMO DONATO lstitito Universitario di Architettura VENEZIA IN SOVRACOPERTINA Mensa Universitaria di Pisa 1978: progettista Prof. Ing. Giacomo Donato. DSTR B 283 BIBLIOTECA CENTRALE

3 GIAMBA TIISTA QUIRICO TIPOLOGIA STRUTTURALE DELL'ARCHITETTURA DISSESTI STATICI E CONSOLIDAMENTI DELLE COSTRUZIONI GIARDINI EDITORI E STAMPATORI IN PISA

4 INDICE - Premessa - Introduzione - Bibliografia XVII XIX XXIII - Parte I La rottura dei materiali 1 La rottura dei prismi elementari omogenei Trazione in una sola direzione Trazione in due direzioni Compressione in una direzione Compressione in due direzioni ortogonali Trazione e compressione in due direzioni orto- ~~ Tensioni normali in tre direzioni ortogonali Tensioni tangenziali 7 2 La rottura iniziale nei solidi piani; le isostatiche, le isobare, la direttrice fessurativa 8 3 La rottura nei solidi prismatici Compressione Rottura iperbolica diretta Rottura prismatica Rottura iperbolica inversa Trazione 3.3 Flessione 3.4 Flessione e taglio 3.5 Torsione 3.6 Flessione taglio e torsione 4 La rottura nei solidi piani 4.1 Carico concentrato nel piano indefinito 4.2 Carico concentrato normale al contorno nel semipiano VII

5 4.3 Carico uniformemente ripartito sul contorno del semipiano. 19 Parte II Le strutture in muratura 33 1 Generalità 33 2 Gli schemi statici ricorrenti 35 3 Le manifestazioni dei dissesti Individuazione delle manifestazioni Le manifestazioni più comuni: lo schiacciamento e le lesioni l Lo schiacciamento Le lesioni Classificazione delle lesioni Muro rettilineo Muro rettilineo Muri tra loro connessi Muri con aperture Elementi spingenti 47 4 Le cause dei dissesti La degradazione del materiale Le manomissioni della costruzione nel tempo I cedimenti del terreno 51 5 I consolidamenti delle strutture in muratura La ricostruzione della muratura Il consolidamento della muratura con iniezioni La rigenerazione della muratura con iniezioni ed inserimento di armature Il consolidamento di archi, volte e cupole Impiego di catene e cerchiature per eliminare la spinta Diminuzione della spinta con riduzione del carico Diminuzione della spinta con architravi VIII

6 5.4.4 Impiego di armature iniettate Consolidamento con getto di calcestruzzo Il consolidamento delle aperture rettangolari Il consolidamento d'insieme delle costruzioni in muratura 71 6 La prevenzione dei dissesti Parte III Le strutture in cemento armato Generalità Alcune considerazioni sul calcolo e suj. comportamento delle strutture iri cemento armato Gli schemi statici ricorrenti La manifestazione dei dissesti Classificazione delle ìesionis in una trave Classificazione delle lesioni nei telai Classificazione delle lesioni nei solai misti (e.a. e laterizio) Classificazione delle lesioni nelle strutture bidimensionali Le cause dei dissesti La degradazione dei materiali La degradazione del calcestruzzo per aggressione chimica La degradazione del calcestruzzo per effetto dell'acqua di mare La degradazione del calcestruzzo per aggressione fisico-meccanica La corrosione dell'acciaio dovuto agli agenti chimicamente aggressivi La corrosione dell'acciaio dovuto a correnti vaganti La degradazione per mancanza di manutenzione 139 IX

7 5.2 L'importanza della disposizione delle armature metalliche e dei particolari costruttivi L'importanza della disposizione delle armature metalliche e dei particolari costruttivi Gli errori commessi in fase di esecuzione La riparazione ed il consolidamento degli elementi in cemento armato 6.1 Le tecniche tradizionali Le tecniche basate sull'impiego di materiali 145 speciali Interventi di tipo protettivo o funzionale Interventi sugli elementi strutturali Pilastri Travi dissestate nella zona tesa Travi con interventi in zona compressa Solai con interventi in zona tesa Solai con interventi in zona compressa Allargamento dei plinti di fondazione Consolidamento della struttura nel suo insieme La prevenzione dei dissesti 152 Parte IV Le strutture in cemento armato precompresso Generalità 2 Gli schemi statici ricorrenti 3 Le manifestazioni dei dissesti 4 Le cause dei dissesti 4.1 La degradazione dei materiali Gli errori di concezione e di calcolo Gli errori commessi in fase di esecuzione X

8 5 Il consolidamento delle strutture in cemento armato precompresso 6 La prevenzione dei dissesti Parte V Le strutture metalliche 1 Generalità 2 Gli schemi statici ricorrenti 3 Le manifestazioni dei dissesti 4 Le cause dei dissesti 4.1 La degradazione del materiale 4.2 Gli errori di concezione, di schematizzazione, e di calcolo Gli errori commessi in fase di esecuzione Il consolidamento delle strutture metalliche 6 La prevenzione dei dissesti Parte VI Le strutture in legno 1 Generalità 2 Gli schemi statici ricorrenti 3 Le manifestazioni dei dissesti 4 Le cause dei dissesti 5 Il consolidamento delle strutture in legno 6 La prevenzione dei dissesti Parte VII Dissesti statici nelle strutture causate dal terreno Generalità 1.1 Il terreno di fondazione 1.2 L'iterazione terreno-struttura 2 Le manifestazioni dei dissesti sulle strutture dovute al terreno ~ 212 XI

9 2.1 I movimenti rigidi dell'intera struttura I movimenti differenziali Le cause dei cedimenti del terreno I cedimenti che dipendono dai carichi che insistono direttamente sulla costruzione Le pressioni nel sottosuolo non uniformi La non uniformità delle caratteristiche del terreno e del livello della falda Le deformazioni differite nel tempo I cedimenti per variazioni dell'entità e della distribuzione dei carichi applicati I cedimenti per fenomeni di rifluimento I cedimenti che dipendono da variazioni di carico nelle zone limitrofe alla costruzione I cedimenti indipendenti dai carichi L'abbassamento della falda d'acqua L'innalzamento della falda d'acqua Le variazioni del livello della falda I cedimenti causati da effetti dinamici I cedimenti causati da asportazione di materiale I cedimenti causati da errori di concezione strutturale Gli errori di esecuzione 4 Le cause delle variazioni delle forze trasmesse dal terreno 5 Le indagini geognostiche 5.1 Le indagini sul terreno Le indagini in sito Metodi diretti Metodi indiretti Misure e controlli dei terreni Le indagini in laboratorio L'importanza delle indagini sul terreno 228 XII

10 6 Gli interventi di riparazione dei dissesti nelle costruzioni Gli interventi sul terreno per migliorarne le caratteristiche Gli interventi sulla struttura e sul terreno in modo da diminuire le tensioni nelle zone di terreno dove le deformazioni dello stesso impegnano maggiormente la costruzione La riduzione dei carichi sul terreno L'ampliamento della base delle fondazioni dirette Le sottofondazioni prodonde I tiranti e gli ancoraggi nel terreno Gli interventi sulla struttura in modo da aumentarne la resistenza per «sopportare» le nuove azioni corrispondenti ai cedimenti del terreno Gli interventi sulla struttura per «liberarla» dagli stati di coazione derivanti dalle deformazioni imposte dal terreno La prevenzione dei dissesti dovuti ai movimenti del terreno Il miglioramento delle caratteristiche del terreno Il precarico dei terreni compressibili L'addensamento mediante vibroflotta- 224 zione L'addensamento mediante compattazione dinamica Il consolidamento mediante iniezioni Il controllo della esecuzione L'appropriata concezione d'insieme La progettazione che rispecchi il reale comportamento del sistema terreno-struttura I metodi di misura e di controllo 249 XIII

11 Parte VIII Le strutture soggette alle azioni sismiche Generalità Il comportamento delle costruzioni in zona sismica La verifica della sicurezza La verifica della resistenza La verifica della duttilità La progettazione in zona sismica 290 '4.1 Considerazioni di carattere generale I criteri di progettazione delle costruzioni in muratura 4.3 I criteri di progettazione prefabbricate 4.4 I criteri di progettazione intelaiate in cemento armato 4.5 I criteri di progettazione metalliche delle delle delle costruzioni costruzioni costruzioni Criteri di scelta della fondazione 5 I dissesti ed il consolidamento delle strutture soggette alle azioni sismiche Le costruzioni in muratura Le manifestazioni di dissesto e le cause in rapporto alla costituzione delle murature Le manifestazioni di dissesto e le cause in rapporto agli elementi strutturali o architettonici inseriti nelle vecchie murature I consolidamenti delle costruzioni in muratura Le fondazioni Gli archi e le volte Le murature ed i cordoli I solai Gli sbalzi 321 XIV

12 Le scale Le coperture I dissesti 5.2 Le costruzioni in cemento armato Le manifestazioni dei dissesti Le cause dei dissesti I consolidamenti delle costruzioni m cemento armato La prevenzione dei dissesti 329 Parte IX Esempi di dissesti nelle costruzioni e relativi consolidamenti Chiesa di S. Andrea delle Fratte a Roma Tempio di Cerere a Paestum Campanile della cattedrale di Ariano Irpino Intervento in fondazione per un fabbricato in muratura Due interventi atti a consolidare le strutture e che hanno permesso contemporaneamente di ripristinare gli effetti architettonici originari Restauro conversativo della Chiesa dei Gesuiti a Lucerna 7 Rinforzo di edifici in muratura mediante barre di acciaio 8 Consolidamento di una galleria 9 Consolidamento di un muro controterra mediante ancoraggi Lavori di consolidamento delle seggiole Gerber e di altre strutture portanti del ponte G. Marconi sul fiume Tevere in Roma xv