Giam~attista Quirico Tipologia strutturale dell'architettura Dissesti statici e consolidamenti delle costruzioni Giardini editori e stampatori in Pisa..
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
GIAMBA TIISTA QUIRICO TIPOLOGIA STRUTTURALE DELL'ARCHITETTURA DISSESTI STATICI E CONSOLIDAMENTI DELLE COSTRUZIONI GIARDINI EDITORI E STAMPATORI IN PISA
INDICE - Premessa - Introduzione - Bibliografia XVII XIX XXIII - Parte I La rottura dei materiali 1 La rottura dei prismi elementari omogenei 1 1.1 Trazione in una sola direzione 1 1.2 Trazione in due direzioni 2 1.3 Compressione in una direzione 4 1.4 Compressione in due direzioni ortogonali 4 1.5 Trazione e compressione in due direzioni orto- ~~ 6 1.6 Tensioni normali in tre direzioni ortogonali 6 1. 7 Tensioni tangenziali 7 2 La rottura iniziale nei solidi piani; le isostatiche, le isobare, la direttrice fessurativa 8 3 La rottura nei solidi prismatici 11 3.1 Compressione 11 3.1.1 Rottura iperbolica diretta 11 3.1.2 Rottura prismatica 13 3.1.3 Rottura iperbolica inversa 13 3.2 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 1 13 13 14 15 15 15 15 17
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 37 3.1 Individuazione delle manifestazioni 37 3.2 Le manifestazioni più comuni: lo schiacciamento e le lesioni 39 3.2.l Lo schiacciamento 39 3.2.2 Le lesioni 41 3.3 Classificazione delle lesioni 42 3.3.1 Muro rettilineo 44 3.3.2 Muro rettilineo 45 3.3.3 Muri tra loro connessi 45 3.3.4 Muri con aperture 46 3.3.5 Elementi spingenti 47 4 Le cause dei dissesti 48 4.1 La degradazione del materiale 49 4.2. Le manomissioni della costruzione nel tempo 50 4.3 I cedimenti del terreno 51 5 I consolidamenti delle strutture in muratura 52 5.1 La ricostruzione della muratura 54 5.2 Il consolidamento della muratura con iniezioni 56 5.3 La rigenerazione della muratura con iniezioni ed inserimento di armature 58 5.4 Il consolidamento di archi, volte e cupole 66 5.4.1 Impiego di catene e cerchiature per eliminare la spinta 66 5.4.2 Diminuzione della spinta con riduzione del carico 68 5.4.3 Diminuzione della spinta con architravi o~~ @ VIII
5.4.4 Impiego di armature iniettate 69 5.4.5 Consolidamento con getto di calcestruzzo 69 5.5 Il consolidamento delle aperture rettangolari. 70 5.6 Il consolidamento d'insieme delle costruzioni in muratura 71 6 La prevenzione dei dissesti Parte III Le strutture in cemento armato 75 127 1 Generalità 127 2 Alcune considerazioni sul calcolo e suj. comportamento delle strutture iri cemento armato 129 3 Gli schemi statici ricorrenti 132 4 La manifestazione dei dissesti 132 4.1 Classificazione delle ìesionis in una trave 133 4.2 Classificazione delle lesioni nei telai 134 4.3 Classificazione delle lesioni nei solai misti (e.a. e laterizio) 134 4.4 Classificazione delle lesioni nelle strutture bidimensionali 134 5 Le cause dei dissesti 135 5.1 La degradazione dei materiali 135 5.1.1 La degradazione del calcestruzzo per aggressione chimica 136 5.1.2 La degradazione del calcestruzzo per effetto dell'acqua di mare 136 5.1.3 La degradazione del calcestruzzo per aggressione fisico-meccanica 137 5.1.4 La corrosione dell'acciaio dovuto agli agenti chimicamente aggressivi 138 5.1.5 La corrosione dell'acciaio dovuto a correnti vaganti 139 5.1.6 La degradazione per mancanza di manutenzione 139 IX
5.2 L'importanza della disposizione delle armature metalliche e dei particolari costruttivi 140 5.2.1 L'importanza della disposizione delle armature metalliche e dei particolari costruttivi 140 5.3 Gli errori commessi in fase di esecuzione 142 6 La riparazione ed il consolidamento degli elementi in cemento armato 6.1 Le tecniche tradizionali 143 143 6.2 Le tecniche basate sull'impiego di materiali 145 speciali 6.2.1 Interventi di tipo protettivo o funzionale 145 6.2.2 Interventi sugli elementi strutturali 146 6.2.2.1 Pilastri 146 6.2.2.2 Travi dissestate nella zona tesa 148 6.2.2.3 Travi con interventi in zona compressa 149 6.2.2.4 Solai con interventi in zona tesa 150 6.2.2.5 Solai con interventi in zona compressa 151 6.3 Allargamento dei plinti di fondazione 151 6.4 Consolidamento della struttura nel suo insieme 152 7 La prevenzione dei dissesti 152 Parte IV Le strutture in cemento armato precompresso 173 1 Generalità 2 Gli schemi statici ricorrenti 3 Le manifestazioni dei dissesti 4 Le cause dei dissesti 4.1 La degradazione dei materiali 175 176 4.2 Gli errori di concezione e di calcolo 176 4.3 Gli errori commessi in fase di esecuzione 178 173 174 175 X
5 Il consolidamento delle strutture in cemento armato precompresso 6 La prevenzione dei dissesti 179 179 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 185 185 186 187 187 187 di calcolo 189 4.3 Gli errori commessi in fase di esecuzione 189 5 Il consolidamento delle strutture metalliche 6 La prevenzione dei dissesti 190 191 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 201 201 202 202 202 203 203 Parte VII Dissesti statici nelle strutture causate dal terreno 209 1 Generalità 1.1 Il terreno di fondazione 1.2 L'iterazione terreno-struttura 2 Le manifestazioni dei dissesti sulle strutture dovute al terreno 209 209 211~ 212 XI
2.1 I movimenti rigidi dell'intera struttura 213 2.2 I movimenti differenziali 213 3 Le cause dei cedimenti del terreno 215 3.1 I cedimenti che dipendono dai carichi che insistono direttamente sulla costruzione 215 3.1.1 Le pressioni nel sottosuolo non uniformi 215 3.1.2 La non uniformità delle caratteristiche del terreno e del livello della falda 216 3.1.3 Le deformazioni differite nel tempo 216 3.1.4 I cedimenti per variazioni dell'entità e della distribuzione dei carichi applicati 217 3.1.5 I cedimenti per fenomeni di rifluimento 218 3.2 I cedimenti che dipendono da variazioni di carico nelle zone limitrofe alla costruzione 218 3.3 I cedimenti indipendenti dai carichi 219 3.3.1 L'abbassamento della falda d'acqua 219 3.3.2 L'innalzamento della falda d'acqua 220 3.3.3 Le variazioni del livello della falda 220 3.3.4 I cedimenti causati da effetti dinamici 220 3.3.5 I cedimenti causati da asportazione di materiale 221 3.3.6 I cedimenti causati da errori di concezione strutturale 3.3. 7 Gli errori di esecuzione 4 Le cause delle variazioni delle forze trasmesse dal terreno 5 Le indagini geognostiche 5.1 Le indagini sul terreno 5.1.1 Le indagini in sito 5.1.1.1 Metodi diretti 5.1.1.2 Metodi indiretti 221 222 222 223 224 224 225 226 5.1.1.3 Misure e controlli dei terreni 228 5.1.2 Le indagini in laboratorio 228 5.1.3 L'importanza delle indagini sul terreno 228 XII
6 Gli interventi di riparazione dei dissesti nelle costruzioni 229 6.1 Gli interventi sul terreno per migliorarne le caratteristiche 230 6.2 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 232 6.2.1 La riduzione dei carichi sul terreno 232 6.2.2 L'ampliamento della base delle fondazioni dirette 233 6.2.3 Le sottofondazioni prodonde 234 6.2.4 I tiranti e gli ancoraggi nel terreno 237 6.3 Gli interventi sulla struttura in modo da aumentarne la resistenza per «sopportare» le nuove azioni corrispondenti ai cedimenti del terreno 241 6.4 Gli interventi sulla struttura per «liberarla» dagli stati di coazione derivanti dalle deformazioni imposte dal terreno 242 7 La prevenzione dei dissesti dovuti ai movimenti del terreno 243 7.1 Il miglioramento delle caratteristiche del terreno 243 7.1.1 Il precarico dei terreni compressibili 243 7.1.2 L'addensamento mediante vibroflotta- 224 zione 7.1.3 L'addensamento mediante compattazione dinamica 244 7.1.4 Il consolidamento mediante iniezioni 245 7.2 Il controllo della esecuzione 246 7.3 L'appropriata concezione d'insieme 246 7.4 La progettazione che rispecchi il reale comportamento del sistema terreno-struttura 247 7.5 I metodi di misura e di controllo 249 XIII
Parte VIII Le strutture soggette alle azioni sismiche 281 1 Generalità 281 2 Il comportamento delle costruzioni in zona sismica 283 3 La verifica della sicurezza 287 3.1 La verifica della resistenza 287 3.2 La verifica della duttilità 289 4 La progettazione in zona sismica 290 '4.1 Considerazioni di carattere generale 290 4.2 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 292 293 295 296 297 4.6 Criteri di scelta della fondazione 5 I dissesti ed il consolidamento delle strutture soggette alle azioni sismiche 298 5.1 Le costruzioni in muratura 302 5.1.1 Le manifestazioni di dissesto e le cause in rapporto alla costituzione delle murature 303 5.1.2 Le manifestazioni di dissesto e le cause in rapporto agli elementi strutturali o architettonici inseriti nelle vecchie murature 307 5.1.3 I consolidamenti delle costruzioni in muratura 310 5.1.3.1 Le fondazioni 312 5.1.3.2 Gli archi e le volte 314 5.1.3.3 Le murature ed i cordoli 314 5.1.3.4 I solai 318 5.1.3.5 Gli sbalzi 321 XIV
5.1.3.6 Le scale 5.1.3.7 Le coperture 5.1.3.8 I dissesti 5.2 Le costruzioni in cemento armato 5.2.1 Le manifestazioni dei dissesti 5.2.2 Le cause dei dissesti 5.2.3 I consolidamenti delle costruzioni m 321 322 322 323 323 325 cemento armato 327 6 La prevenzione dei dissesti 329 Parte IX Esempi di dissesti nelle costruzioni e relativi consolidamenti 377 1 Chiesa di S. Andrea delle Fratte a Roma 377 2 Tempio di Cerere a Paestum 377 3 Campanile della cattedrale di Ariano Irpino 378 4 Intervento in fondazione per un fabbricato in muratura 379 5 Due interventi atti a consolidare le strutture e che hanno permesso contemporaneamente di ripristinare gli effetti architettonici originari 379 6 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 380 10 Lavori di consolidamento delle seggiole Gerber e di altre strutture portanti del ponte G. Marconi sul fiume Tevere in Roma 386 381 381 382 xv