INDAGINI SPERIMENTALI SULLA MURATURA:

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1 ORDINE INGEGNERI DELLA PROVINCIA DI GENOVA Commissione Attività Civili PROVE SUGLI EDIFICI ESISTENTI MODULO II INDAGINI SPERIMENTALI SULLA MURATURA: TECNICHE E PROGRAMMAZIONE DELLE PROVE Ing. Giuseppe Riotto UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI GENOVA Laboratorio Ufficiale dei Materiali da Costruzione

2 INTRODUZIONE Nel caso di costruzioni nuove è possibile stimare i valori di resistenza della muratura partendo da quelli dei suoi elementi costituenti. (bisogna poi verificare su campioni) Per la muratura esistente non è nota la variabilità di produzione dei materiali e la messa in opera non è (stata) controllata con le stesse modalità

3 RICONOSCIMENTO DELLA TIPOLOGIA MURARIA Suggerimenti della Circolare 2 febbraio 2009, n Istruzioni per l applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008

4 RICONOSCIMENTO DELLA TIPOLOGIA MURARIA Rimozione intonaco ALMENO 1m x 1m Riconoscimento visivo

5 ANALISI LOCALI Analisi che permetto di valutare la presenza di eventuali danneggiamenti, cavità o nicchie, elementi strutturali, bucature per impianti

6 TERMOGRAFIE Cordolo in c.a. costruito durante la sostituzione del tetto

7 Cavità dovuta alla chiusura della bocca di un camino TERMOGRAFIE È una tecnica sofisticata e potente Ma non permette di vedere tutto! Funziona soprattutto quando si sa cosa si cerca. Per buoni risultati bisogna scegliere il giusto periodo dell anno o scaldare le pareti (per massimizzare le differenze di temperatura)

8 VALUTAZIONE DELLE CONNESSIONE TRASVERSALE La capacità degli elementi murari di assumere un comportamento monolitico in presenza delle azioni è un elemento fondamentale della resistenza. La valutazione di tale capacità deve essere fatta tramite SAGGI LOCALIZZATI che interessino lo spessore murario La velocità di propagazione di un onda in un materiale elastico, omogeneo ed isotropo è correlata al modulo elastico. PROVE SONICHE Muratura eterogenea ed anisotropa NO correlazione diretta

9 PROVE SONICHE Posso fornire indicazione CHIARE per estendere le valutazioni della CONNESSIONE TRASVERSALE tra paramenti ottenute in saggi localizzati. Analoghi materiali, analoghe maestranze, confrontabili velocità medie Analoga tessitura e connessione trasversale Possono fornire indicazioni DI MASSIMA sulla presenza o l assenza di RIEMPIMENTI Muri spessore 70 cm Velocità media 2000 m/s Analoghi materiali, analoghe maestranze PROBABILE presenza di riempimento fra i paramenti del muro spessore 70 cm Muri spessore 50 cm Velocità media 3300 m/s

10 PROVE SONICHE Possono fornire indicazioni DI MASSIMA sulla presenza di CONNESSIONI TRASVERSALI PROBABILE presenza di diatoni e/o contatti fra i paramenti

11 PROVE CON MARTINETTO PIATTO Taglio Posizionamento martinetto piatto Posizionamento dei riferimenti e misura iniziale 260 mm

12 PROVE CON MARTINETTO PIATTO Ripristino condizione iniziale lunghezza basi (mm) Taglio Condizione iniziale Tensione sulla muratura (MPa) Base 1 Base 2 Base 3 Base 4 Base 5 Base 6 media lunghezza basi (mm) Tensione sulla muratura (MPa)

13 PROVE CON MARTINETTO PIATTO L analisi viene eseguita con trasduttori elettrici della pressione e dello spostamento.

14 PROVE CON MARTINETTO PIATTO L interpretazione dei risultati della prova è ancora dibattuta a livello scientifico. In particolar modo sembra difficile correlare la rottura rilevabile in alcune prove con la resistenza del materiale. Sono più convincenti i risultati ottenuti nella stima dei parametri di deformabilità.

15 PROVE CON MARTINETTO PIATTO Prova sviluppata per murature in mattoni pieni cm In murature fortemente irregolari il campione è rappresentativo? Indipendentemente dalla muratura, qual è l effetto del confinamento del resto del materiale (ai lati e nello spessore)? Il campione provato è quello compreso fra i martinetti piatti.

16 Schema della prova PROVE DI COMPRESSIONE DIAGONALE

17 Nonostante esistano norme tecniche (ASTM E , TC 76-LUM), l interpretazione dei risultati della prova richiede attenzione. PROVE DI COMPRESSIONE DIAGONALE È una delle poche prove che permetta di stimare i parametri di resistenza e deformabilità (Brignola A. et al., 2005; Frumento S., 2007)

18 PROVE DI COMPRESSIONE DIAGONALE Alcuni aspetti nell esecuzione della prova sono importanti: Mancanza di spazio per deformazione Sicurezza della struttura È una prova impegnativa. Richiede veri e propri lavori edili di preparazione E ripristino

19 PROVE DI COMPRESSIONE DIAGONALE L influenza di alcuni parametri (es.: connessione trasversale) è oggetto di studio : Diatono rotto (Podestà S., Brignola A., Scandolo L.)

20 PROVE SU CAMPIONI ESTRATTI PROVE SU CAMPIONI DI MURATURA Valutazione diretta della resistenza a compressione e del modulo elastico Con un numero di campioni sufficientemente ampio LC3 PROVE SU CAMPIONI DI MALTA PUNCHING TEST Se la malta è di buona qualità si riescono a prelevare dei campioni da sottoporre a prove di compressione (la norma prevede di prelevarlo ad almeno 5-6 cm di profondità dall intonaco)

21 PROVE SU MURATURA - SVILUPPI Esempi di tecniche per indagini in situ sono ancora in sperimentazione ~ 200 cm ~ 100 cm Ha il vantaggio di essere auto-equilibrata Difficoltà di interpretazione

22 SELEZIONE DELLE PROVE Estrazione di campioni e punching test (in via sperimentale drill test, penetrometriche) Verifica diretta dopo rimozione intonaco Verifica diretta dopo rimozione intonaco e/o termografie Verifica diretta ed estensione tramite prove soniche Verifica diretta ed estensione tramite prove soniche

23 PROGRAMMAZIONE DELLE PROVE NTC ( 8.2) stabilisce i criteri generali da seguire per le strutture esistenti:

24 NTC ( 8.5) stabilisce i punti da seguire nell indagine: L analisi Storico-Critica (se perseguibile) è un valido aiuto per le indagini PROGRAMMAZIONE DELLE PROVE

25 NTC ( 8.5) stabilisce i punti da seguire nell indagine: L analisi Storico-Critica (se perseguibile) è un valido aiuto per le indagini PROGRAMMAZIONE DELLE PROVE Al rilievo geometrico (che è fondamentale!!) deve seguire quello strutturale che si concluderà con l individuazione della struttura resistente. Per fare ciò è indispensabile una prima serie di saggi sulla struttura e di eventuali prove diagnostiche. Tutte quelle necessarie al riconoscimento della struttura. Ad esempio: - Rimozione dell intonaco - Termografie e

26 ORIZZONTAMENTI Riconoscimento della tipologia Riconoscimento della geometria e dei carichi agenti

27 AMMORSAMENTO FRA PARETI ORTOGONALI Valutazione del grado di ammorsamento

28 Individuazione CATENE Ben visibili Nascoste Stima della forza assiale (indiretta o diretta)

29 FONDAZIONI Le fondazioni sono un elemento fortemente trascurato nelle analisi, ma chiaramente indispensabile per la valutazione della sicurezza della struttura.

30 Una volta individuata la struttura sarebbe conveniente eseguire un analisi preliminare scegliendo la tipologie di muratura (ad es. fra quelle proposta dalla circolare). PROGRAMMAZIONE DELLE PROVE Solo a questo punto si potrebbero selezionare (di concordo con l esecutore) le prove per la caratterizzazione meccanica e le ulteriori indagini necessarie (ad es. valutazione della connessione trasversale). Infatti solo dopo questa prima analisi si può valutare il livello di conoscenza necessario per la verifica.

31 SELEZIONE PROVE Suggerimenti della Circolare 2 febbraio 2009, n Istruzioni per l applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008

32 PROGRAMMAZIONE DELLE PROVE Martinetti piatti limitatamente distruttivi ma richiedeno attenzione e progettazione Danno fondazione a σ~ 1.2 σ agente (edificio vuoto) Il contrasto al martino è offerto dalla struttura (fondazione e piani superiori) I carichi agenti possono essere elevati (fino a 30 tonnellate) La selezione del punto di prova può essere fatta solo dopo aver eseguito le indagini e le verifiche preliminari (geometria, carichi agenti e dettagli costruttivi) Se il margine di sicurezza è limitato la struttura si danneggia (rottura fondazione o sollevamento e rottura dei maschi murari)

33 CONCLUSIONI Nel caso della verifica di strutture esistenti in muratura la stima delle caratteristiche meccaniche dei materiali è un nodo cruciale per la verifica. Esistono molte tecniche che possono supportare il progettista nella scelta dei parametri dell analisi. Solitamente la loro affidabilità è proporzionale al danno prodotto nella struttura. Non bisogna però dimenticare che la caratterizzazione meccanica dei materiali è solo un tassello di un analisi più complessa ( 8.5 NTC) che deve portare al riconoscimento dell impianto strutturale attualmente presente, alla sua verifica e al suo eventuale miglioramento/adeguamento nei riguardi delle azioni previste.

34 GRAZIE PER L ATTENZIONE Ing. Giuseppe Riotto