Condizioni statiche della muratura: i metodi di verifica

Quella delle costruzioni in muratura è la tecnica edilizia più ricca di sto­ria tra quelle presenti al giorno d’oggi e consiste fondamentalmente nella creazione di sistemi edilizi attraverso la sovrapposizione di elementi naturali o artificiali. A seconda dei casi, gli elementi lapidei costituenti la mu­ratura possono essere collegati tra loro attraverso l’utilizzo di diversi tipi di materiale legante, atto a conferire carattere di monoliticità alla costruzione. La natura discontinua di questo tipo di tecnica costruttiva rappresenta la caratteristica che maggiormente la contraddistingue dagli altri materiali e dalle relative modalità d’utilizzo; la natura dei legami che si creano tra gli elementi costituenti è infatti più blanda e decisamente più variabile di quella che caratterizza il calcestruzzo. Le informazioni che trovate in questo articolo sono estratte dal capitolo 3.3 “Degrado nelle strutture in muratura” e 4.4 “Indagini sulle strutture in muratura” del libro Controllo e monitoraggio strutturale degli edifici.

Verifica condizioni della muratura: perchè è necessaria?

Proprio questa caratteristica riveste fondamentale importanza per chi si appresta a intraprendere un qualche tipo di processo di controllo e di va­lutazione della sicurezza residua di una struttura in muratura. Infatti, in questo caso, sarà necessario confrontarsi, da un lato, con le caratteristiche geometriche e meccaniche degli elementi costitutivi, quali il legante e i bloc­chi, e, dall’altro, con le modalità e i criteri di posa in opera utilizzati, che influenzano enormemente il risultato finale, in primo luogo in termini di resistenza, e poi di durabilità.

I numerosi parametri che concorrono alla definizione delle caratteristi­che di una struttura in muratura, unitamente alla grande varietà di elementi e di leganti utilizzabili e utilizzati negli anni, rendono molto difficile se non impossibile una rigida classificazione delle tipologie murarie con cui è possi­bile doversi confrontare. In questo senso, si fa presente come, soprattutto in tempi meno recenti, in funzione della zona in cui sorgeva una costruzione, si utilizzavano materiali diversi, principalmente per questioni legate alla fa­cilità di reperimento degli stessi.

Le peculiarità fin qui esposte danno un’idea della complessità e dell’im­prevedibilità che una struttura in muratura porta con sé. Questo pone delle criticità quando è necessario confrontarsi con il panorama esistente al fine di preservarlo garantendone la sicurezza e la durabilità nel tempo.

Muratura: verifica delle condizioni statiche

Anche della muratura, come del calcestruzzo, del legno o dell’acciaio, può essere necessario approfondire lo stato di conservazione e la resistenza residua che è in grado di garantire. Nel tempo sono state svilup­pate una serie di metodologie di prova, con diversi gradi di invasività, per la valutazione di parametri rappresentativi della capacità della struttura. Si vuole sottolineare come la muratura, per le sue caratteristiche costruttive e per le modalità con cui è realizzata e fornisce quindi resistenza ai carichi, rappresenti una grossa sfida per chi desidera cercare di modellare e capire o prevederne il comportamento. La stessa problematica si presenta nel mo­mento in cui si decide di approfondire il tema della resistenza residua di una struttura in muratura.

Il processo risulta molto difficoltoso; la sola caratteristica di essere realizzata tramite l’accoppiamento di diversi elementi collegati tramite giunti di malta rende notevolmente più arduo qualunque processo conoscitivo e di valutazione. In ogni caso, nonostante le difficoltà incontrate, con il tempo sono stati messi a punto alcuni metodi che si ritengono ora sufficientemente validi per poter fare determinate ipotesi, anche se, in linea generale, è lampante come le difficoltà di indagine restino comunque notevolmente maggiori anche rispetto al (già complesso) calcestruzzo armato.

Shove-test

Si tratta di una prova di taglio sui corsi di malta della muratura. Per le sue caratteristiche è una prova a media invasività che si presta alla valutazione della resistenza a taglio dei sistemi strutturali in muratura ad elementi artificiali, soprattutto laterizi, e consiste nel valutare la forza necessaria a far “slittare” lateralmente un elemento della muratura vincendo la resistenza dei corsi di malta superiore ed inferiore. In particola­re, come meglio mostrato in Figura 4.12, la prova consiste nel rimuovere un mattone in modo da poter posizionare un martinetto oleodinamico ed elimi­nare un giunto di malta verticale, in posizione opposta rispetto a quest’ulti­mo rispetto all’elemento da sottoporre a test. Il martinetto sarà quindi libero di esercitare la pressione a contrasto sulla restante muratura fino a quando non provocherà lo slittamento laterale del mattone nel piano, il che consenti­rà di determinare la corrispondente tensione tangenziale necessaria. Questa dovrà poi essere corretta e ponderata per stimare quella che è la resistenza a taglio della muratura.

Prove di estrazione

Può esse­re effettuata una prova di pull-out, ovvero di estrazione. Per le caratteristiche del materiale e per la tipologia costruttiva le due prove presentano alcu­ne differenze, tuttavia conservano la caratteristica di fondo, ovvero quella di basarsi sulla valutazione della forza necessaria ad estrarre un elemento metallico inglobato all’interno del materiale. Dal momento che la muratura non è un materiale omogeneo, per effettuare la prova sarà necessario aprire un varco in essa tramite carotaggio e quindi inserire il disco metallico e il gambo per l’estrazione, annegandoli nella malta in modo da creare la con­tinuità necessaria con la muratura circostante. Una volta effettuate queste operazioni preliminari sarà sufficiente applicare una forza di trazione tra­mite martinetto, facendo leva su una apposita struttura di contrasto appog­giata alla muratura, e misurare quindi la forza corrispondente all’estrazione dell’elemento metallico. Il dato ottenuto dovrà essere trattato e corretto per la valu­tazione della tensione di rottura.

Nell’immagine in apertura, la figura 4.13: esecuzione di taglio sulla muratura.

Prove con martinetti piatti

Un altro metodo discretamente diffuso per la prova sulle murature è quel­lo con martinetti piatti. Questo metodo di prova a bassa invasività si con­traddistingue da quelli presentati finora in quanto la sua utilità non è quella di valutare la resistenza dell’elemento strutturale, ma anche e soprattutto quella di determinare la sollecitazione cui esso è sottoposto. La muratura infatti, in quanto elemento strutturale continuo ed esteso, può essere sogget­ta a diverse tipologie ed entità di fenomeni sollecitanti nelle sue varie zone. Per diversi motivi si può voler capire come le sollecitazioni si distribuiscano all’interno dell’elemento strutturale, e la prova con i martinetti piatti con­sente di farlo, oltre a consentire la stima del modulo elastico della muratura.

La prova per la determinazione delle condizioni statiche della struttura avviene innanzitutto praticando un taglio orizzontale nella muratura e an­nullando quindi lo stato tensionale sulle facce libere dello stesso. Eliminan­do un piccolo strato di materiale i due lembi tenderanno ad avvicinarsi per l’azione delle sollecitazioni presenti. Sarà quindi necessario inserire all’in­terno del taglio un martinetto piatto, consistente in un “cuscino” metallico molto sottile collegato a un sistema che può gonfiarlo con la pressione desi­derata: aumentando la pressione sarà sufficiente portare i lembi alla distan­za esistente prima del taglio e quello corrispondente rappresenterà lo stato tensionale originario. Per misurare con precisione le deformazioni durante la prova e stabilire con precisione lo stato tensionale originario ci si avvale di sensori per la misura degli spostamenti che devono essere applicati prima di praticare il taglio. In ogni caso i risultati dovranno essere corretti con alcuni parametri in funzione della forma e dell’estensione del martinetto in relazione a quella del foro.

Con procedimento simile e l’utilizzo di due martinetti piatti disposti a circa 50 cm di distanza è possibile anche effettuare una stima del modulo elastico caratterizzante la muratura.

Queste informazioni sono tratte da

Controllo e monitoraggio strutturale degli edifici

Aggiornata con le Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni 2018 (c.d. NTC 2018 contenute nel d.m. 17 gennaio 2018), l’Opera offre al lettore le basi necessarie alla comprensione dei meccanismi propri del controllo e del monitoraggio strutturale, compreso il loro rapporto con le disposizioni normative vigenti.Il testo tratta altresì delle possibili cause dei fenomeni degradanti che possono verificarsi nelle strutture e sui relativi metodi di indagine oggi disponibili, prendendo in esame strutture in cemento armato, muratura, legno e acciaio.Con un’ampia trattazione di carattere tecnico-pratico e l’analisi dettagliata di alcuni esempi applicativi,caratterizzati da diverse peculiarità e gradi di complessità (da edifici per civile abitazione multipiano in c.a. a infrastrutture complesse come l’Allianz Stadium e il grattacielo Intesa Sanpaolo).Fabio Manzone, nato a Racconigi (Cuneo) nel 1973, ingegnere Edile e Dottore di Ricerca in Sistemi Edilizi e Territoriali è docente a contratto del Politecnico di Torino dal 2004 per i corsi di Produzione Edilizia ed Ergotecnica Edile. Dal 1998 svolge la libera professione ed ha ricoperto il ruolo di Direttore Tecnico di un centro di trasformazione carpenteria metallica. Stefano Bellaz, nato a Torino nel 1992, si laurea nel 2016 in ingegneria Edile al Politecnico di Torino con una tesi che affronta il tema dei controlli strutturali di edifici complessi. Svolge la libera professio- ne collaborando a progetti di manutenzione e riqualificazione di importanti impianti sportivi come gli stadi di calcio di Torino, Genova, Napoli e Roma.Volumi collegati:F. Cortesi, L. Ludovisi,V. Mariani, La progettazione strutturale di edifici esistenti, 1° ed. 2018A. Barocci, Norme tecniche per le costruzioni 2018, 1° ed. 2018M. Felitti, L.R. Mecca, Il degrado delle strutture in calcestruzzo armato, 1° ed. 2018

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