Cosa s'intende per dissesti statici?

L’edificio non è un ente immutabile e sempre uguale a sé stesso, nel tempo è oggetto dell’usura provocata dal normale utilizzo così come da una molteplicità di agenti naturali o indotti dall’uomo. Gli eventi naturali che influiscono sulla salute di un’edificio, agendo sulla durata e sulla tenuta statica, sono molteplici: possono essere di carattere ordinario, come gli eventi atmosferici consueti, dall’azione lieve ma sistematica e prolungata nel tempo, oppure di natura straordinaria e distruttivi, come gli eventi atmosferici inconsueti, o azioni simiche.

 

Gli effetti indotti dall’uomo incidono al pari di quelli naturali: dalla lenta corrosione dei materiali riconducibile dall’inquinamento,  fino all’azione di eventi improvvisi e violenti legati, ad esempio, alla manipolazione dell’assetto idraulico del territorio; all’uomo, evidentemente, vanno imputati poi eventuali difetti costruttivi, che incidono in modo drastico sulla tenuta sulla durata di una struttura.

 

Cavilli, piccole fessurazioni, crepe: in molti edifici nei quali trascorriamo il nostro tempo osserviamo formazioni di questo genere, più o meno grandi: quali sono da ritenersi ordinarie e non preoccupanti? Quali sono invece indice di una compromissione statica più o meno grave della struttura?

 

Il dissesto statico indica una condizione di scarsa stabilità di una struttura, che potrebbe condurre fino a conseguenze disastrose.

Le cause specifiche di un dissesto statico possono essere diverse; più cause possono poi interagire tra loro nel provocare il fenomeno: è possibile operare una classificazione innanzitutto in base alla zona specifica in cui queste si verificano.

In generale il dissesto può essere legato al terreno di fondazione, così come all’interazione tra quest’ultimo e la struttura stessa; altre cause, infine, sono rilevabili nella struttura in elevazione del fabbricato.

 

Va ricordato, a proposito del terreno, come questo stesso sia un’entità viva, soggetta nel tempo a mutamenti che incidono talvolta in modo sostanziale sulle condizioni statiche di un edificio. Una forte pioggia, così come una frana, possono essere elementi che modificano lo stato del terreno su cui insistono le fondazioni di un fabbricato.

Tra le cause di dissesto riconducibili al terreno di fondazione possiamo annoverare le seguenti:

 

  • Terreno inadeguato;
  • Variazione della falda freatica;
  • Spostamento del terreno in  prossimità dell’edificio (frane e smottamenti, ad esempio).

 

Il concatenarsi di tali cause può portare a cedimenti globali o locali delle fondazioni o al cedimento delle zone prossime allo scavo.

Nella particolare interazione tra il terreno e la struttura possiamo individuare altre possibili cause di dissesto, quali:

 

Fondazioni inadeguate, Cedimenti non uniformi, lesioni da taglio e flessione e liquefazione del terreno.

 

Per quanto riguarda la struttura in elevazione, le principali cause di compromissione della tenuta statica dell’edificio sono le seguenti:

 

  • Organismo della struttura inadeguata,deficienza dimensionale e geometrica (ad esempio, il dimensionamento insufficiente di una trave o di un pilastro);
  • Carenza nei collegamenti degli elementi strutturali. Queste problematiche in caso di azione sismica emergono, drammaticamente, anche attraverso il ribaltamento fuori dal piano dell'elemento verticale.
  • Rottura degli elementi a taglio, flessione, trazione o compressione.
  • Fenomeni d'instabilità degli elementi che possono essere locali (quando interessano le parti compresse della sezione trasversale dell’elemento) oppure globali (quando interessano l'elemento per tutta la sua lunghezza).
  • Tipici sintomi di compromissione statica nella struttura in elevazione del fabbricato sono - ad esempio - le lesioni nelle strutture ad arco, in chiave o nei reni: queste ultime sono difficilmente rilevabili con un’ispezione visiva, ma molto più pericolose di una lesione in chiave. Tali manifestazioni possono essere dovute ad una o più delle cause indicate.

 

In riferimento alle cause citate, possiamo operare una distinzione tra fenomeni specifici imputabili alle modalità costruttive e fenomeni legati a modifiche del modello statico nel tempo.

 

Tra le cause costruttive possiamo distinguere tra quelle riguardanti:

 

  • la geometria della struttura inadeguata già in fase di progettazione.
  • i materiali impiegati, che devono essere in grado di soddisfare i compiti statici o dinamici assegnati (capacità da verificare in strutture preesistenti)
  • i carichi previsti non corretti.
  • la mancanza di vincoli nelle connessioni degli elementi strutturali.

 

Un esempio di dissesti legati a cause costruttive sono la flessione nelle volte e solai. Rottura per pressoflessione, trazione e compressione, concertazione di sforzi: tali fenomeni possono provocare  crolli per instabilità locale.

Crollo parziale della faccia meccanismo di ribaltamento fuori dal piano di 1° modo, rotazione fuori piano di porzione di facciata con formazione di cerniere cilindrica. La linea di rottura si manifesta generalmente in corrispondenza di aperture e a livello dei solai. Dovuta ad uno scarso collegamento tra gli elementi resistenti della struttura muraria, e scarsa resistenza della muratura. (Parte SX della Foto). Più crollo del angolata, dovuta alla presenza di aperture in vicinanza degli spigoli (la linea di frattura spesso segue la distribuzione delle aperture in facciata) e scarso collegamento tra i muri d'ambito..

 Per quanto riguarda i materiali, occorre inoltre prestare attenzione al degrado chimico fisico (interazione tra manufatto e l'ambiente circostante), perché si manifesta per la presenza di acqua causata da infiltrazioni di pioggia o da fenomeni di umidità di risalita dal terreno alle murature, questi tipologie di degrado possono causare evidenti e notevoli fessurazioni che determinano il degrado meccanico della struttura. 

Le modifiche nel tempo del modello statico intervengono a mutare una condizione iniziale di efficienza della struttura. Anche in questo caso possiamo operare una distinzione per categorie:

 

  • modifiche geometriche.
  • modifiche dei materiali impiegati.
  • modifica dei carichi.
  • cedimenti localizzati, riduzione carichi ammissibili

 

N.B. I sali minerali portati dall’umidità di risalita cristallizzando aumentano di volume fino a 12 volte. Hanno la forza di 2 tonnellate per cm2

                                          

 

 

 

 Possiamo riconoscere un dissesto statico dal quadro fessurativo dell'edificio in oggetto:  

anche una fessurazione di qualche millimetro ci deve allarmare.

 

In base alla tipologia di fessurazione che andiamo a riscontrare, possiamo capire che tipo di lesione è in atto nell'elemento, in quanto i piani di taglio delle fessurazioni sono ortogonali all'azione che si manifesta e riconoscere il meccanismo o i meccanismi di collasso in atto (azioni: Fuori dal pino di I° modo e nel piano di  II° modo)

 Possiamo individuare:

  • lesioni dovute a trazione dell'elemento
  • lesioni dovute alla compressione dell'elemento
  • lesioni dovute al taglio
  • lesioni dovute a flessione dell'elemento
  • lesioni dovute a torsione dell'elemento
  • lesione dovuta a pressoflessione

 

Classificazione dei meccanismi di danno

 Per questa molteplicità di Cause ed effetti è indispensabile fare una diagnosi iniziale per capire al meglio il problema e decidere come procedere nel progettare l'intervento di recupero strutturale.

 Il progetto di un intervento di consolidamento dipende da molteplici parametri  che vanno dalla conoscenza della Geometria, dettaglio costruttivo e dei materiali (cui si perviene attraverso carotaggi, endoscopie e prove di laboratorio sui materiali estratti) fino alla tecnica di esecuzione   e da un serie di indagini da eseguirsi prima e dopo l'intervento di consolidamento per valutare in termini quantitativi se le tecniche adoperate abbiano apportato dei miglioramenti strutturali.

 Le indagini sperimentali si dividono tra quelle compiute in sito ( indagini qualitative, quantitative) e quelle svolte in laboratorio (Analisi chimiche,prove fisiche, prove meccaniche) per determinare la capacità portante della struttura.

 Esistono  due tipi d'indagini:

Distruttive DT

Prove non distruttive e debolmente distruttive ( NDT - MDT)

 Le prove NDT sono indicate come completamento alle prove distruttive/debolmente distruttive, l'utilizzo combinato riesce a dare una connotazione quantitativa puntuale  alle prove non distruttive, che possono essere estese ad aree più vaste della struttura in esame.

 Prove distruttive DT sia in laboratorio che in sito

compressione mono assiale

compressione diagonale,

taglio compressione,

 I parametri di resistenza (compressione, taglio) e deformabilità ottenuti (modulo elastico, modulo di taglio e coefficiente di Poisson), ci forniscono misure dirette di caratteristiche meccaniche del materiale


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