Rilievo strutturale edifici in muratura individuazione delle murature

Rilievo strutturale edifici in muratura individuazione delle murature portanti rilievo dei muri portanti: geometria tipologia costruttiva materiali tessitura caratteristiche costruttive degli orizzontamenti (archi e volte, presenza di catene) rilievo dell'orditura e della geometria dei solai 1

Per MURATURE ESISTENTI la determinazione delle caratteristiche è un problema molto delicato, che coinvolge numerosi aspetti: • Individuazione della tipologia costruttiva e della tessitura • Caratterizzazione della muratura • Quadro fessurativo

Elementi murari: particolare attenzione a • tipologia costruttiva, tessitura, collegamenti fra gli strati (molto utile il ricorso alla manualistica volta al recupero delle tradizioni costruttive locali, ove esista; nel caso di murature intonacate, è possibile individuare la tessitura con una leggera umidificazione o bagnatura delle superficie) • collegamenti fra murature che si intersecano (presenza di lesioni, stonacatura) • presenza di vuoti (canne fumarie, ecc) o di vani preesistenti tamponati con collegamenti poco efficaci • presenza di tiranti e catene (verificare la continuità e gli ancoraggi) 3

Tipologia costruttiva

Tessitura Occorre ricordare che in generale: • se una muratura è ben intessuta (il caso ideale: muratura di blocchi squadrati con ortostati e diatoni opportunamente alternati), la malta serve solo per regolarizzare i contatti; la qualità della malta ha poca influenza sulla qualità della muratura

Tessitura • se la muratura non è ben intessuta, la resistenza della malta assume un ruolo fondamentale Questa osservazione è utile anche per individuare quali tipi di prove è più opportuno effettuare

Tessitura • presenza di vuoti o cavità

Tessitura - presenza di irregolarità

INDIVIDUAZIONE DELLA TESSITURA INDIVIDUAZIONE DI IRREGOLARITA’ In presenza di intonaco, si può ricorrere ad inumidire la parete e ad osservarla mentre asciuga: la diversa natura di malta ed elementi, pietre o blocchi, fa sì che i diversi materiali asciughino in tempi diversi, cosicché si può individuare la trama. Importante è l’individuazione di irregolarità nella parete muraria: • Canne fumarie • Architravi • Vani riempiti, non solidarizzati …

INDIVIDUAZIONE DELLA TESSITURA INDIVIDUAZIONE DI IRREGOLARITA’ Una tecnica particolarmente efficace è la termografia: particolare tecnica fotografica basata sul fatto che materiali diversi hanno diversa emissione di calore. Per la determinazione della tessitura, la presenza dell'intonaco può creare delle difficoltà. Per l'individuazione di canne fumarie, cordoli, aperture richiuse, ecc. , è molto efficace.

INDAGINI TERMOGRAFICHE

PROVE DI CARATTERIZZAZIONE MECCANICA Estrazione di campioni di muratura e prove in laboratorio: ü non sempre è possibile: no per murature in pietra no per murature in più strati no per murature con malte deboli o quasi inesistenti ü spesso i campioni risultano disturbati ü quando è possibile, si possono fare prove di compressione in analogia alle murature nuove

ü quando non è possibile, se si tratta di murature di mattoni si può cercare di estrarre degli elementi su cui fare prove di compressione e campioni di malta di cui determinare la composizione; si possono usare le formule o le tabelle ü per murature in pietra, si cerca di determinare la natura dei materiali e la tipologia costruttiva; poi si possono ricavare valori di riferimento per analogia.

Valori di riferimento: Tab. C 8 A. 2. 1 Circ. 617

Valori di riferimento: Tab. C 8 A. 2. 2 Circ. 617

PROVE DI LABORATORIO prove meccaniche Prove sulle malte prove chimico-fisiche Prove su pietre e mattoni, nuovi e danneggiati prove meccaniche prove fisiche prove chimiche prove di durabilità misura del degrado Prove su campioni di muratura: è difficile prelevare campioni di dimensioni significative e indisturbati, tali da rappresentare le caratteristiche del materiale in situ

PROVE IN SITU Per individuare: • la tipologia costruttiva • la tessitura • il tipo di materiali Per fornire informazioni di larga massima su: • lo stato tensionale • le caratteristiche deformative • le caratteristiche di resistenza

CAROTAGGI

ENDOSCOPIA ispezione diretta in piccoli scassi o in fori praticati mediante carotaggio fornisce una stratigrafia della sezione: • natura della muratura • tipo di materiali • presenza di vuoti o distacchi • presenza di fenomeni fessurativi interni • verifica dei risultati di interventi di consolidamento mediante iniezioni

MARTINETTI PIATTI

MARTINETTI PIATTI

MARTINETTI PIATTI

MARTINETTI PIATTI Determinazione dei livelli di sforzo

MARTINETTI PIATTI Determinazione dei livelli di sforzo

MARTINETTI PIATTI Determinazione dei livelli di sforzo

Valutazione di differenze di tensione dovute a: danneggiamento strutturale: rotazione fuori piombo non uniforme distribuzione dei carichi

MARTINETTI PIATTI misura della deformabilità e della resistenza

MARTINETTI PIATTI misura della deformabilità e della resistenza Se il peso della muratura al di sopra dei martinetti non è sufficientemente grande, può verificarsi che la rottura avvenga al di fuori del campione interposto fra i martinetti. Allora la prova risulta incompleta perché non si giunge alla rottura del campione compresso.

INDAGINI SONICHE Si basano sulla generazione di impulsi sonici (frequenze di 20 20000 Hz) in un punto della struttura e sulla misura del tempo di attraversamento e quindi della velocità dell'onda nella muratura. La velocità di propagazione delle onde elastiche è correlata con le caratteristiche meccaniche e fisiche del materiale (r, n, E) Si ottiene una indicazione di massima sulla qualità della muratura: V < 1000 m/s murature danneggiate, presenza di vuoti 1000 m/s < V < 2000 m/s maggioranza delle murature esistenti V > 2000 m/s murature accuratamente costruite e conservate, con buona resistenza

Tomografia sonica Il rilievo delle velocità lungo diversi percorsi consente di effettuare una mappatura delle velocità Si possono individuare materiali diversi e la presenza di vuoti

Profili sismici I profili sismici vengono eseguiti con modalità operative simili alle indagini sismiche a rifrazione sul terreno. Si utilizza una stesa di sensori (dodici nel nostro caso) lunga circa 2 metri. Per fornire l’energia si utilizza una piccola massa battente (un martello strumentato con un sensore per il trigger del sismografo). In funzione dell’accessibilità, le battute si fanno alle estremità dei profili dei sensori e/o in posizione intermedia.

Il trattamento dei dati prevede una fase iniziale, lunga e delicata, nella quale si procede alla lettura dei tempi di primo arrivo del segnale sui sismogrammi. Successivamente si costruiscono le dromocrone, cioè i grafici dei tempi di arrivo del segnale in funzione della distanza del sensore dal punto di battuta. La pendenza dei tratti rettilinei delle dromocrone permette di ricavare la velocità di propagazione delle onde sismiche anche in presenza di irregolarità e difetti superficiali (cosa che non avviene con le cosiddette misure soniche). Non solo, le misure così effettuate permettono di scartare i dati troppo disturbati da irregolarità o dal rumore, rendendo più affidabile la stima delle velocità stesse. Dai valori di velocità, si possono dedurre valori indicativi dei moduli elastici, sulla base dei risultati di esperienze precedenti.

1. Profili sismici I profili sismici vengono eseguiti con modalità operative simili alle indagini sismiche a rifrazione sul terreno. Si utilizza una stesa di sensori (dodici nel nostro caso) lunga circa 2 metri. Per fornire l’energia si utilizza una piccola massa battente (un martello strumentato con un sensore per il trigger del sismografo). In funzione dell’accessibilità, le battute si fanno alle estremità dei profili dei sensori e/o in posizione intermedia.

PROVE DI CARATTERIZZAZIONE A TAGLIO IN SITU Sono prove notevolmente invasive ed impegnative L’interpretazione dei risultati non è ancora ben definita Sono eseguite ancora a scopo di ricerca

PROVE DI COMPRESSIONE DIAGONALE

PROVE DI COMPRESSIONE E TAGLIO test di due maschi murari contrapposti

PROVE DI COMPRESSIONE E TAGLIO Test di Sheppard

Quadro fessurativo Il rilievo del quadro fessurativo è fondamentale per decidere della qualità della muratura e sulla necessità di interventi La presenza di molte lesioni diffuse è indice di una muratura non più connessa, sulle cui risorse di resistenza non si può far grande affidamento Una grossa lesione isolata, causata ad es. da un cedimento, dà luogo a due porzioni di muratura ancora sane e capaci di svolgere, nel nuovo assetto, una valida funzione statica

Riferimenti bibliografici Rossi P. P. : "Prove distruttive e non distruttive per la caratterizzazione meccanica dei materiali, ISMES Bollettino n. 130, Bergamo, 1980 Borri, Corradi, Vignoli: “Il problema della valutazione della resistenza a taglio della muratura mediante prove sperimentali”, X Congr. Naz. L’ingegneria sismica in Italia, Potenza, 2001. Sheppard, P. F. : "In-situ test of the shear strength and deformability of an 18° century stone-and-brick masonry wall", 7° IBMa. C, Melbourne, Australia, 1985. Marchisio et al: "Diagnostica non pervasiva con metodologie dinamiche di origine geofisica sulle strutture murarie di edifici monumentali", Science and Technology for Cultural Heritage, 2001. Borri, De Maria: "Indice di qualità muraria". Angelini L. , Beconcini M. L. , Sassu M. : "Prove di compressione e taglio in sito su pannelli in muratura: la tecnica dei maschi murari contrapposti", Atti 12° Congr. Naz. "L'Ingegneria Sismica in Italia", Pisa, giugno 2007