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Indagini diagnostiche strutturali conoscitive su murature

La valutazione dei limiti di resistenza dei materiali rende invece possibile una valutazione del margine di sicurezza che la struttura possiede.
L’approccio più semplice a disposizione del progettista per risolvere il problema della caratterizzazione meccanica dei materiali è quello delle prove di tipo distruttivo eseguite su campioni prelevati dalle strutture murarie stesse.
Questi campioni, per poter essere sufficientemente rappresentativi del comportamento medio globale della struttura devono essere di grande dimensione ma non sempre possono essere prelevati dalle strutture murarie; basti pensare alle scadenti caratteristiche della malta presente nelle vecchie murature che non consente di prelevare campioni indisturbati se non ricorrendo a tecniche di prelievo sofisticate ed onerose.
Nel caso di edifici storici o monumentali inoltre è impossibile anche il prelievo di campioni di piccole dimensioni.
I problemi connessi al prelievo di campioni rappresentativi può essere evitato ricorrendo alle tecniche di prova di tipo non distruttivo quale è appunto quella con martinetti piatti.
La metodologia in oggetto deriva da prove simili utilizzate frequentemente in meccanica delle rocce per la determinazione delle tensioni e delle caratteristiche meccaniche degli ammassi rocciosi direttamente in sito.
I molti studi su questa tecnica, applicata da oltre 20 anni alle murature, e le moltissime prove eseguite hanno consentito di raggiungere un livello di valutazione delle caratteristiche meccaniche paragonabili, e per alcuni aspetti anche superiore, a quello ottenibile mediante prove in laboratorio.
Pregi e vantaggi delle prove con martinetti piatti
• rapidità di esecuzione: nei lavori di consolidamento consente di valutare tempestivamente i miglioramenti conseguiti ed eventualmente modificare le scelte di progetto sulla base dei risultati ottenuti dalle prove stesse,
• costi limitati rispetto alle prove in laboratorio per le quali occorre il prelievo ed il trasporto di consistenti porzioni di muratura,
• possibilità di effettuare rilievi in qualsiasi posizione della muratura,
• immediatezza dei risultati,
• possibilità di ripetizione della prova in caso di risultati anomali.

Descrizione della tecnica di prova
Determinazione dello stato di sollecitazione della muratura
La prova eseguita mediante l’utilizzo di un martinetto piatto oleodinamico semiovale permette di ricavare lo stato di sollecitazione preesistente nella muratura.
Il materiale, su cui viene eseguita la prova, è normalmente, molto eterogeneo, per cui si cerca di fare in modo che i valori misurati siano i più rappresentativi possibili di un comportamento medio della struttura in esame.
Le condizioni che caratterizzano tale prova sono costituite dal tipo di compressione praticamente uniassiale e dal fatto che la porzione di struttura muraria in esame ha dei vincoli particolari non simmetrici ed a volte non del tutto ben definiti.
Le modalità generali di posa consistono nel realizzare un taglio piano ortogonale alla parete della muratura e misurare la convergenza (parziale chiusura) che le due facce del taglio subiscono con la realizzazione del taglio stesso mediante punti di riferimento simmetrici inseriti preventivamente nella parete sui due lati del taglio.
Dopo aver introdotto il martinetto piatto nel taglio opportunamente predisposto, lo si mette progressivamente in pressione sino a riportare in condizioni iniziali la geometria del taglio con l’ausilio di una serie di misure tra i punti di riferimento.
In tale condizione il valore della pressione idraulica all’interno del martinetto è uguale al valore della sollecitazione preesistente entro la muratura; tramite opportune costanti si tiene conto della rigidezza propria del martinetto, delle aree nette del taglio e del martinetto e quindi delle superfici reali di contatto martinetto-taglio.

Determinazione delle caratteristiche di deformabilità della muratura
La determinazione delle caratteristiche di deformazioni della muratura viene effettuata praticando due tagli orizzontali paralleli ad una distanza di circa 50 cm, nei quali vengono introdotti i due martinetti piatti oleodinamici semiovali.
La particolare condizione equivale ad una compressione monoassiale, in direzione ortogonale al piano di posa dei mattoni, della porzione di muratura compresa fra i due tagli che consentirà la stima della resistenza a compressione. (vedi schema 1)
Il materiale su cui viene eseguita la prova è normalmente molto eterogeneo, per cui si cerca di fare in modo che i valori misurati siano i più rappresentativi possibili di un comportamento medio della struttura in esame.
Le condizioni che caratterizzano tale prova sono costituite dal tipo di compressione praticamente uniassiale e dal fatto che la porzione di struttura muraria in esame ha dei vincoli particolari non simmetrici ed a volte non del tutto ben definiti.
Per la prova con n. 2 martinetti (vedi schema 2), inseriti in altrettanti tagli piani paralleli e sovrapposti, la messa in pressione idraulica dei due martinetti è realizzata con un unico circuito in modo da avere un decorso dell’entità dei carichi assolutamente identico.
Le numerosi basi estensimetriche (longitudinali e trasversali) installate sulla faccia della porzione di muratura in prova, interposta fra i due martinetti, consentono di ottenere il quadro completo del suo comportamento deformativo.
Il calcolo della deformabilità è eseguito applicando il carico per cicli di carico e scarico, con intensità via via crescente.
I risultati vengono registrati su dei grafici sforzi – deformazioni, in seguito riportati.
La pressione effettivamente applicata sulla muratura è calcolata con la seguente relazione:

Indagini diagnostiche strutturali conoscitive su murature

Determinazione della resistenza allo scorrimento della muratura (taglio) in presenza di carichi verticali
La prova è consistita nel verificare la forza occorrente per far scorrere i provini (mattoni) della muratura, nel piano dei giunti di malta orizzontale ed in presenza del carico verticale.

* Raffaello Dellamotta – Resp. divisione Scienza delle costruzioni dell’Istituto Giordano

Per ulteriori informazioni
www.giordano.it

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