Riassunto esame di Consolidamento delle Strutture p.1

CONSOLIDAMENTO

DELLE STRUTTURE 1

INDICE

CAPITOLO 1: INTRODUZIONE ............................................................................................................................ 1

1.1 Premessa ................................................................................................................................................. 1

1.2 Tipologie di strutture interessate da un intervento, da un adeguamento o da un risanamento ........... 1

1.3 Cause di un intervento, di un risanamento o di un adeguamento statico .............................................. 1

1.4 Valutazione dello stato di fatto ............................................................................................................... 2

1.4.2 Tecniche costruttive adottate nella realizzazione della struttura ........................................................ 2

1.4.3 Valutazione dello stato di dissesto ....................................................................................................... 3

1.4.4 Valutazione delle cause di dissesto ...................................................................................................... 3

1.5 Strategie di intervento ............................................................................................................................. 7

CAPITOLO 2: LE MURATURE .............................................................................................................................. 9

2.1 Introduzione ............................................................................................................................................ 9

2.2 Materiali costituenti ................................................................................................................................ 9

2.3 Caratteristiche meccaniche della muratura .......................................................................................... 18

2.3.10 Classificazione delle murature .......................................................................................................... 29

2.5 Muratura armata ................................................................................................................................... 35

2.6 Muratura precompressa ........................................................................................................................ 37

CAPITOLO 3: GLI ARCHI.................................................................................................................................... 39

3.1 Introduzione .......................................................................................................................................... 39

3.2 Statica dell’arco ..................................................................................................................................... 40

3.3 Archi in muratura ................................................................................................................................... 47

CAPITOLO 4: GLI STATI FESSURATIVI ............................................................................................................... 58

4.1 Introduzione .......................................................................................................................................... 58

4.1.1 Progressione del fenomeno ............................................................................................................... 58

4.2 Gli stati fessurativi di TRAVI e PILASTRI ................................................................................................. 59

4.3 Risposta della MURATURA ai cedimenti vincolari ................................................................................. 62

4.4 Stati fessurativi prodotti dalle forze ...................................................................................................... 72

CAPITOLO 5: LE OPERE PROVVISIONALI .......................................................................................................... 79

5.1 Introduzione .......................................................................................................................................... 79

5.2 Legislazione ............................................................................................................................................ 80

5.3 Carichi agenti sulle opere di sostegno ................................................................................................... 80

5.4 Puntelli metallici .................................................................................................................................... 81

5.5 Puntelli in legno ..................................................................................................................................... 83

5.6 Particolari di aggancio con l’opera esistente e il terreno ...................................................................... 85

5.7 Verifiche di resistenza dei puntelli (NON RICHIESTO) ........................................................................... 85

5.8 Catene e cerchiature ............................................................................................................................. 85

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CAPITOLO 6: LE MISURE IN SITO E IN LABORATORIO ...................................................................................... 86

6.1 Introduzione .......................................................................................................................................... 86

6.2 Misure su elementi in calcestruzzo ....................................................................................................... 86

6.2.1 Determinazione delle caratteristiche meccanica in sito .................................................................... 86

6.2.2 Determinazione delle caratteristiche meccanica in laboratorio ........................................................ 89

6.2.3 Misure di valori diversi delle caratteristiche meccaniche .................................................................. 90

6.3 Misure su elementi in muratura ............................................................................................................ 91

6.4 Misure su elementi in acciaio ................................................................................................................ 92

6.5 Misure su elementi lignei ...................................................................................................................... 92

6.5 Prove di carico e misure sulla struttura in servizio ................................................................................ 92

CAPITOLO 7: MATERIALI SPECIFICI UTILIZZATI NEL CONSOLIDAMENTO ........................................................ 93

7.1 Introduzione .......................................................................................................................................... 93

7.2 Calcestruzzi e malte speciali .................................................................................................................. 93

7.3 Materialo composti ............................................................................................................................... 96

7.4 Resine caricate ..................................................................................................................................... 103

7.5 Legno lamellare ................................................................................................................................... 104

7.5.2 La tecnica del legno lamellare .......................................................................................................... 104

7.5.3 Il materiale e la produzione .............................................................................................................. 104

7.5.4 Osservazioni finali ............................................................................................................................. 107

7.6 Connettori e chiodi chimici per calcestruzzo, murature e legno ......................................................... 107

7.6.2 Tecnologie del fissaggio .................................................................................................................... 107

7.7 Acciai inossidabili ................................................................................................................................. 110

7.8 Giunzioni meccaniche di barre d’armatura ......................................................................................... 112

CAPITOLO 8: TECNICHE DI RECUPERO PER LE STRUTTURE IN C.A. ............................................................... 113

8.1 Introduzione ........................................................................................................................................ 113

8.2 Rinforzo di TRAVI e SOLAI in calcestruzzo armato .............................................................................. 113

8.3 Rinforzo di PILASTRI in calcestruzzo armato ....................................................................................... 127

8.4 Pareti di controvento ........................................................................................................................... 133

8.5 Rinforzo dei nodi strutturali con CFRP ................................................................................................ 136

8.6 Isolamento sismico .............................................................................................................................. 137

8.7 Formazione di nodi strutturali sui pilastri ........................................................................................... 137

8.8 Eliminazione e sostituzione di pilastri ................................................................................................. 138

8.9 Rinforzo con FRP di silos, serbatoi e ciminiere .................................................................................... 139

8.10 Rinforzo di mensole tozze ................................................................................................................. 140

8.11 Il problema dello sfondellamento dei solai latero-cementizi ............................................................ 141

CAPITOLO 9: TECNICHE DI RECUPERO PER EDIFICI IN MURATURA ............................................................... 142

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9.1 Introduzione ........................................................................................................................................ 142

9.1.1 Concezione statica degli edifici in muratura portante ..................................................................... 142

9.2 Rinforzo dei MASCHI MURARI ............................................................................................................. 143

9.3 Rinforzo o sostituzione di un SOLAIO .................................................................................................. 153

9.4 Rinforzo di ARCHI E VOLTE in muratura .............................................................................................. 158

9.5 Rinforzo di PILASTRI in muratura ......................................................................................................... 161

9.6 Creazione di APERTURE nei maschi murari ......................................................................................... 162

9.7 Creazione di CONTROVENTI ................................................................................................................ 165

CAPITOLO 10: TECNICHE DI RECUPERO PER STRUTTURE IN FERRO .............................................................. 166

10.1 Introduzione ...................................................................................................................................... 166

10.2 Sostituzione di elementi danneggiati ................................................................................................ 166

10.4 Modifica dell’assetto statico ............................................................................................................. 167

10.5 Precompressione esterna .................................................................................................................. 167

10.6 Placcaggio con FRP ............................................................................................................................ 167

CAPITOLO 11: TECNICHE DI RECUPERO PER STRUTTURE IN LEGNO ............................................................. 168

11.1 Introduzione ...................................................................................................................................... 168

11.2 Rinforzo di una trave in legno ........................................................................................................... 172

CAPITOLO 12: CONSOLIDAMENTO DELLE FONDAZONI ................................................................................. 182

12.1 Introduzione ...................................................................................................................................... 182

12.3 Criteri di progetto .............................................................................................................................. 183

12.4 Tipi di intervento ............................................................................................................................... 183

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CAPITOLO 1 : INTRODUZIONE

1.1 Premessa

L’UESCO (United Nations, Educational, Scientific and Cultural Organization) fa una raccomandazione sul

PAESAGGIO STORICO URBANO, definendolo una risorsa fondamentale per migliorare la visibilità delle aree

urbane, che favorisce lo sviluppo economico e la coesione sociale in un contesto globale in evoluzione. Il

futuro dell’umanità dipende da una efficace pianificazione e gestione delle risorse, ma la CONSERVAZIONE è

una strategia per raggiungere un equilibrio tra crescita urbana e qualità della vita su una base sostenibile. Un

vecchio edificio fa parte del contesto urbano caratteristico e deve essere preservato, per tale motivo, il suo

valore sociale. Qualsiasi struttura, infatti, durante la sua vita utile è soggetta ad un progressivo degrado a

causa delle azioni a cui è sottoposta.

1.2 Tipologie di strutture interessate da un intervento, da un adeguamento o da un risanamento

Tutte le tipologie strutturali possono essere soggette ad un adeguamento statico o ad un risanamento.

Vengono generalmente suddivise in base alla loro destinazione d’uso; tra queste:

1. Edifici di civile abitazione

2. Edifici per uffici, scuole e in genere a uso pubblico

3. Edifici commerciali

4. Edifici monumentali

5. Capannoni industriali e agricoli

6. Parcheggi interrati o in elevazione

7. Ponti e viadotti

8. Muri di sostegno, gallerie e altre opere legate alla viabilità

Tutte queste tipologie necessitano delle conoscenze di fondo obbligatorie per lo studio della problematica

da risolvere. Ad esempio, la tipologia strutturale numero 8 è spesso caratterizzata da problemi di

consolidamento legati all’ambito geotecnico, mentre la 4 ha tecniche di consolidamento strettamente

vincolate da normative particolari (usato qui un approccio completamente diverso).

La scelta del RISANAMENTO e/o ADEGUAMENTO STATICO deve essere effettuata sulla base di una ANALISI

COSTI-BENEFICI, ovvero trovando il giusto compromesso tra spesa economica il più bassa possibile e i il più

alto numero di vantaggi dato dall’intervento. La scelta è, inoltre, strettamente legata al materiale di cui è

fatta la struttura che necessita l’intervento (muratura fino al 1950, calcestruzzo armato, legno e acciaio o

misto). Il periodo storico di realizzazione della struttura è importante per definirne le condizioni della stessa.

È possibile scegliere tra un edificio progettato per avere più durabilità e meno manutenzione nel tempo a

scapito di un costo maggiore iniziale oppure progettato con costi iniziali inferiori per avere una manutenzione

ordinaria e straordinaria dilatata nel tempo e costi distribuiti negli anni. L’intervento della MANUTENZIONE

serve a mantenere la struttura in condizioni di poter svolgere il proprio dovere in termini di sicurezza ed

efficienza.

1.3 Cause di un intervento, di un risanamento o di un adeguamento statico

Le cause che determinano un la necessità di un adeguamento statico o di un risanamento sono:

1. VARIAZIONE DELLA DESTINAZIONE D’USO: può interessare tutto lo stabile o una sua parte e

determina dei sovraccarichi sulle strutture portanti non previste nel suo dimensionamento (esempio:

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da caserma, 3kN/m di carico variabile, a palestra, 5kN/m di carico variabile). È un intervento di

manutenzione maggiore di uno standard perché, invece di mantenere le sue capacità portanti deve

andare ad aumentarle. 1

2. INNALZAMENTO DELL’EDIFICIO: consiste in un aumento volumetrico dell’edificio, che comporta

aumento degli sforzi agenti sulle strutture preesistenti. (esempio: sottotetti resi abitabili, sopralzi).

3. TRASFORMAZIONE DELL’EDIFICIO STATICO: è la scelta di un cambiamento strutturale e della

destinazione d’uso (esempio: eliminazione pilastri, creazione ammezzato).

4. ADEGUAMENTO SISMICO: rende la struttura resistente alle azioni del sisma e quindi produce un

incremento delle sue capacità portanti. Il territorio italiano è tutto soggetto a rischio sismico e per

incoraggiare questo tipo di adeguamento sono state previste delle agevolazioni fiscali. Le nuoce

abitazioni invece vengono progettate per resistere al sisma.

5. DANNEGGIAMENTO DELLA STUTTURA: può essere causato da molteplici fattori e sono interessate

tecniche di risanamento, che devono essere adeguate alle cause del danneggiamento. Al fine di

scegliere il giusto intervento di risanamento deve essere effettuata una VALUTAZONE DELLO STATO

DI DISSESTO, che aiuta a determinare il tipo di danneggiamento subito. Tale analisi va ad individuare

le TIPOLOGIE DI DISSESTO, divisibili in due macrocategorie:

1. DISSESTO DELLE SOVRASTRUTTURE

2. DISSESTO DELLE STRUTTURE PORTATANTI

1.4 Valutazione dello stato di fatto

Il primo passo fondamentale per poter aver un approccio adeguato e giungere a corrette scelte progettuali

è la VALUTAZIONE DELLO STATO DI FATTO (materiale strutturale, anno di realizzazione/periodo storico, in

che condizioni è, etc). Successivamente si determinano i primi interventi di emergenza e, in seguito, il

progetto finale di risanamento o adeguamento.

1.4.2 Tecniche costruttive adottate nella realizzazione della struttura

Per valutare la gravità del dissesto bisogna individuare chiaramente e mettere a nudo la struttura portante

dell’edif