La documentazione fotografica è stata inizialmente pensata come parte integrante del libro Lesioni degli edifici, un moderno manuale inerente lo studio dei dissesti statici suddiviso in due parti e dieci capitoli. In fase di impaginazione, stante le dimensioni finali di 640 pagine, è stato deciso di separarla dal testo e di inserirla nella pagina dedicata sul sito della casa editrice. Allo stesso modo, ho ritenuto utile approntarne una versione successiva presente sul mio sito e a disposizioni degli utenti. LESIONI DEGLI EDIFICI: applicazioni di geotecnica e geofisica nell analisi dei cedimenti delle fondazioni La soluzioni dei problemi strutturali che affliggono il patrimonio edilizio non può prescindere dalla conoscenza di tutti i fattori che concorrono nella definizione di un analisi completa e ragionata; in tal senso il libro cerca di coprire le lacune esistenti in materia, compendiando argomenti anche molto differenti tra loro e provenienti da diversi mondi culturali: Scienza e Tecnica delle Costruzioni; Geologia, Geotecnica e Geofisica; Architettura e Storia; Matematica, Fisica e Chimica. Il testo introduce gradualmente il lettore all assimilazione delle cognizioni che stanno alla base della comprensione del comportamento delle strutture, con lo scopo di fornire una linea guida univocamente percepibile necessaria per la diagnosi dei quadri fessurativi (sinonimi: lesioni, crepe, fessure) che possono interessare tanto un edificio quanto un ponte od una cupola. Nonostante la veste teorica che guida l intero libro, l utilizzo di un approccio sperimentale consente, unitamente a numerosi casi trattati e risolti, di raggiungere l obiettivo pratico di fornire un mezzo utile ed esaustivo nell impostazione di una diagnosi corretta, necessaria per affrontare con successo gli eventuali interventi di consolidamento. Il libro è quindi rivolto agli ingegneri, architetti, geologi, agli studenti universitari ed ai ricercatori che siano interessati ad approfondire argomenti apparentemente molto distanti tra loro mediante un approccio multidisciplinare; inoltre, grazie anche ai riferimenti normativi utilizzati nelle numerose cases histories, può costituire una valida guida nell espletamento delle consulenze tecniche d ufficio e nelle consulenze di parte relative alle numerose cause civili che, inerenti le tematiche trattate, vengono intraprese ogni anno. FOTO 1. Arco rigido a doppio vincolo, tendente al collasso per cedimento della fondazione sul lato sinistro, notare l analogia con la deformazione per azione dei carichi concentrati (rif. capitolo 1). FOTO 2. Particolare della foto 1; la deformazione è dipesa da un assestamento differenziale del terreno tra i due vincoli.
LESIONI DEGLI EDIFICI: applicazioni di geotecnica e geofisica nell analisi dei cedimenti delle fondazioni Parte I 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. Prefazione Introduzione Strutture e materiali Leganti idraulici Calore e strutture Argille, limi, sabbie e ghiaie Terremoti e vibrazioni Il fattore tempo Parte II Lesioni strutturali elementari Quadri fessurativi complessi Impariamo dalla storia Applicazioni pratiche FOTO 3: arco tendente al collasso per cedimento del vincolo sinistro. Il muro a sinistra della foto ha subito un moto complesso, dato dalla combinazione di una traslazione verticale della fondazione seguito da una rotazione secondaria (rif. nota 5.19). Occorre considerare che lo stesso è prospiciente al muro visibile nella foto successiva, uniti da un setto portante che ha subito un cedimento per prevalente traslazione verticale. Postfazione Note Appendice A Appendice B Il libro è strutturato in due parti e dieci capitoli, ognuno contenente numerose cases histories. La prima parte introduce gradualmente il lettore allo studio sistematico delle lesioni (sinonimi: crepe e fessure), tenuto conto di tutte le variabili che concorrono nel danneggiamento di una struttura. La seconda parte è dedicata ad un analisi dettagliata dei quadri fessurativi nella loro complessità, fornendo una nuova chiave di lettura delle opere strutturali ed architettoniche. Completa il testo il capitolo 10, nel quale tutte le informazioni acquisite sono condensate nello studio di casi pratici così come possono presentarsi nella prassi professionale. In definitiva, l obiettivo fondamentale del libro consiste nel fornire un metodo di analisi dei dissesti statici, con lo scopo di individuare il cinematismo, il settore in crisi e guidare nella stesura del progetto di consolidamento. FOTO 4: lesione, da azione combinata di flessione+taglio, per cedimento della fondazione (inflessione, rif. capitolo 7). Notare l estinzione della lesione verso il basso.
FOTO 5. Edifici interessati da una frana complessa, senza comparsa di quadri fessurativi. Occorre in tal caso notare che i terreni del settore di monte di una frana subiscono sempre un fenomeno di rilassamento associato allo scarico tensionale, con particolare riferimento alle tensioni orizzontale (rif. nota 4.10 e capitolo 8 quadro 1). Nel tempo lo stesso può infine produrre lesioni sulle strutture inizialmente scevre (per gentile concessione di Luca Di Matteo). FOTO 6. Lesioni rettilinee presenti sull estradosso di un corrimano in laterizio. FOTO 7. Vista dell intradosso del corrimano della foto precedente. Le lesioni sono da imputare all ossidazione dei ferri longitudinali di armatura (rif. capitolo 2), gli unici presenti, del supporto di calcestruzzo debolmente armato.
FOTO 8. Resti di una colonna greca, ad Olimpia (Grecia), costruita con calcare fossilifero e poco resistente alle aggressioni atmosferiche. FOTO 9. Lesioni imputabili a due differenti cinematismi. Il primo è dovuto ad una insufficienza a flessione dell architrave in legno (rif. cpaitolo 7), con la deformata che ricalca lo schema statico di una trave isostatica (rif. fig. 3.11-A) stante il modesto tratto di ancoraggio alla muratura. È riconoscibile per le lesioni che partono dagli angoli superiori dell architrave e tendono a chiudere verso il centro. Il secondo, denotato dalla lesione principale a direttrice quasi verticale, è dovuto al cedimento della fondazione verso il lato sinistro della foto. Notare che in questo caso tale lesione non presenta il tipico andamento paraboloidico inclinato verso sinistra, ma è deviata dalla deformata locale indotta dall0architrave. In ogni caso, con lo studio dei vettori spostamento (rif. introduzione) è possibile identificare con estrema chiarezza il numero ed il tipo dei cinematismi in atto.
FOTO 10. Lesioni per inflessione dell architrave costituito da un arco a sesto ribassato. Notare la tipica tendenza delle lesioni a convergere verso l alto rispetto ad una ipotetica retta verticale di massimo cedimento (rif. fig.6.26). FOTO 11 e 12. Lesioni sub verticali da schiacciamento (rif. capitolo 7) presenti su un pilastro in muratura a sezione circolare.
FOTO 13. Sezione di una volta parzialmente crollata, dalla quale è possibile leggere la stratigrafia dei materiali con la cortina inferiore in mattoni pieni ed il materiale di riempimento in terra. FOTO 14. In basso: lesioni, quasi simmetriche, per cedimento localizzato dei vincoli di un architrave. Il cinematismo è risultato causato dall azione puntuale di travi diagonali spingenti, in legno, agenti agli estremi dell architrave. A destra: dettaglio del cinematismo.
FOTO 15. A sinistra: lesione da trazione (quasi)pura, per evoluzione lenta (in campo viscoelastico - rif. capitolo 6) di una frana complessa di origine traslazionale. FOTO 16. In basso: particolare della foto precedente, dalla quale è possibile identificare la direzione sub orizzontale dei vettori spostamento (rif. introduzione). FOTO 17. Sviluppo di ponti termici (rif. capitolo 3) al contatto tra la struttura in calcestruzzo armato e la tamponatura, nonostante la presenza del rivestimento in mattoncini a faccia vista. Senza tale cortina protettiva vedremmo lesioni a sviluppo rettilineo sul perimetro di tutte le tamponature, con geometrie che dipendono dall interazione attritiva (e pertanto dissipativa) con il telaio.
FOTO 18. Cedimento, quasi uniforme, dei plinti di una scuola media, sottolineato da lesioni a direttrice sub-orizzontale del sesso pressinflesso e da lesioni di riflesso sui muri connessi ad L per azione di flessione+taglio. FOTO 19. Lesione a direttrice sub-verticale dovuta a shock termico, causato dalla presenza di una canna fumaria. L edificio è inserito in ambiente montano. FOTO 20. Lesione dovuta ad una rotazione rigida del blocco di destra costruito in tempi successivi rispetto a quello di sinistra. Il cedimento è diretto verso destra in basso.
FOTO 21. Particolare della foto precedente, che denota la tendenza della muratura a sviluppare un giunto tecnico irregolare catturato in basso dall apertura costituente un settore di debolezza strutturale. Un argomento inquadrabile nella teoria delle isostatiche di massima e minima tensione (rif. capitolo 1). FOTO 22. Ulteriori dettaglio della foto 20, con la lesione che, dopo essere stata catturata dall apertura, viene rifratta in relazione alla presenza di un vincolo locale. Quindi, la stessa deve essere considerata appartenente al medesimo cinematismo e non denotante un cedimento del settore in basso a sinistra. Figura 1.18 estratta dal libro. Esempio di connessione logica tra le isostatiche deformate e la geometria delle lesioni (rif. capitolo 1).
FOTO 23. Lesioni da carico concentrato esercitato da una trave in calcestruzzo armato poggiante su muratura portante, aggravata da lesioni da taglio all incastro. Il problema sarebbe stato evitato utilizzando una trave dormiente, ovvero un elemento di appoggio della trave principale inserito nella muratura con la funzione di ripartizione dei carichi. FOTO 24. Particolare della lesioni da taglio della foto precedente (rif. capitolo 7), passante l intera sezione resistente e pertanto pericolosa. La stessa è stata causata da un insufficiente armatura a taglio che in genere avviene piegando a 45, in prossimità degli appoggi, i ferri longitudinali inferiori (sul lato a trazione) che passano quindi sul lato superiore. Oggigiorno, in funzione dell inversione del taglio sismico, è preferibile armare a taglio con un aumento localizzato delle staffe. Figura 7.62 estratta dal libro. Esempio di connessione logica tra le isostatiche deformate e la geometria delle lesioni da carico concentrato (rif. capitolo 7).
FOTO 25. Lesione di dubbia interpretazione con l apertura massima in basso, presso le fondazioni, e tendenza alla chiusura verso l alto. La prima interpretazione addusse la responsabilità ad un movimento lento, per frana, dei terreni di fondazione, confermata dall esecuzione di rilievi geomorfologici (rif. capitolo 8). FOTO 26. Vista dall interno della lesioni di cui alla foto precedente, chiaramente dipendente da movimenti di versante come dimostrato da successivi studi geomorfologici. FOTO 27. Possibili lesioni da trazione su muro in calcestruzzo armato, di recente costruzione, ubicato su versante di modesta pendenza.
FOTO 28. Particolare di una delle lesioni presenti sul muro della foto 27; le stesse sono, in realtà, riprese di getto mal eseguite, un problema non statico che potrebbe però comportare lo sviluppo di lesioni tangenziali da ritiro differenziale (rif. capitolo 2). FOTO 29. Lesioni reticolari su intonaco di recente realizzazione; le stesse, proprio per la geometria quasi a ragnatela, devono essere considerate fisiologiche e dipendenti da presenza di umidità e/o eccessivo spessore dell intonaco (rif. introduzione e capitolo 2). FOTO 30. Lesioni diffuse a macchia di leopardo, pertanto senza un trend ben preciso, presenti su murature portanti.
FOTO 31. Le lesioni della foto 30 sono risultate fisiologiche e non patologiche, in quanto rappresentanti l azione biologica di un edera rampicante successivamente eliminata dalle facciate. FOTO 32. Lesioni per cedimento strutturale di un architrave costituito da un arco a sesto ribassato, come denotato dalla dislocazione dei mattoni a sua volta causata da una rottura per taglio verticale agli appoggi (rif. capitolo 7). FOTO 33. Ricostruzione delle isostatiche di massima e minima tensione associate ad una lesione a geometria irregolare. Notare come il ramo verticale della lesione presenti vettori spostamento congruenti con la porzione superiore inclinata verso sinistra (rif. capitolo 1).
FOTO 34. Quadro fessurativo complesso dipendente da varie cause: A) la lesione orizzontale è dovuta ad una modesta insufficienza a flessione della trave fonda perimetrale; B) la lesione a 45 presso l incastro è dovuta ad una fessurazione diagonale da trazione per taglio; C) le ulteriori lesioni sono imputabili a ponti termici. FOTO 35. La torre pendente di Saint Moritz (Svizzera), seconda solo alla Torre di Pisa, è un chiaro esempio di rotazione rigida in assenza di quadri fessurativi (rif. capitolo 7).