edifici in muratura soggetti a carichi verticali
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verifiche di primo livello - valutazione del tasso di lavoro
Isoliamo una fascia
di muratura unitaria Altezza d’interpiano piani
in
Hh
Solaim NNN = Carico totale al piede
1
11
b
N
A
N
nfHbN
m
pianiim
Si ottiene una formula banale ma interessante perché la si può utilizzare per fare rapide
stime:
i
imtm
h
H
b
fH
npiani
Trascurando questo termine non si
commette un grosso errore: si tratta di
una stima
NB: Analogia Idraulica
σm alla base corrisponde al peso della
colonna soprastante
- Non considero aperture: le finestre alleggeriscono ma
gli sforzi si concentrano;
- Anche se lo spessore del muro varia, l’ordine di
grandezza degli sforzi non cambia: non considero b;
- In caso di murature non è allargando una parete che si
contiene lo sforzo perché la componenente del peso
proprio stesso della muratura è preponderante.
mm H
verifiche di primo livello - valutazione del tasso di lavoro
Presenza di archi o aperture: A presenza di aperture comporta un aumento degli sforzi di compressione nei
maschi murari
B
*B
*BB
h
H
b
fH
idm
idm
i
imid
B* = Interasse degli archi e zona di competenza del singolo piedritto
NB : idm1
B
*B
verifiche di primo livello - valutazione del tasso di lavoro
Quando il centro di pressione esce dal terzo medio, la sezione presso-inflessa è
soggetta a sforzi di compressione e trazione. Al crescere dell’eccentricità la
sezione risulta prevalentemente inflessa e soggetta a distribuzioni simili di sforzi
di trazione e di compressione.
A B
P
BA
P P
A B
P
BA
A B
P
BA
P
A B
P
BA
P
1 AB 1 AB
A B
P
BA
1 AB
P
6 6 62
Materiali resistenti a trazione verifiche di secondo livello – eccentricità
Materiali resistenti a trazione
Quando il centro di pressione esce dal terzo medio, l’equilibrio è garantito con soli
sforzi di compressione, opportunamente ridistribuiti sulla sezione.
Quando il centro di pressione è esterno alla sezione, l’equilibrio non è più possibile.
A B
P
BA
P P
A B
P
BA
A B
P
BA
P
A B
P
BA
P
A B
P
BA
P
16AB 1
6AB 16AB2
Materiali resistenti a trazione verifiche di secondo livello – eccentricità
Materiali NON resistenti a trazione
Cause di eccentricità del carico sulle murature
1. COSTRUZIONE
Murature non perfettamente
a piombo
2. DIFFERENTI SPESSORI
Murature più sottili ai piani
alti, l’eccentricità che ne
consegue non è
trascurabile:
2
222
eNM
bBe
Problemi di instabilità delle murature
Generalmente trascurabile, diventa importante per
murature in doppio paramento non ammorsato.
E’ il caso in cui la muratura non raggiunge nemmeno il
valore della sua resistenza ma cede prima
instabilizzandosi.
AN
L
EJ
L
EJP
LL
m
22
2
2
0
2
cr
0
β è in funzione dei
vincoli
L0: luce di libera
Inflessione
Instabilità:
Resistenza: [email protected]
Problemi di instabilità delle murature
Valutiamo le condizioni per le quali si ha rottura anticipata per instabilità e
non rottura prismatica:
mm
2
2
m
2
2
2
2
m2
22
23
m2
2
mcr
3
E
2
1
12
E
SnellezzaB
H
B
L
1
12
E
B
L
)L(
1
12
EB
12
B
Bs
12Bs
A
J
A
1
)L(
EJ
A
P
Si ha instabilita’ se:
In questo caso la rottura avviene per instabilità
prima di giungere a rottura prismatica
AP mcr
TETMAJER verifica sperimentalmente
che il rischio di instabilità sussiste nel caso
in cui
L, H
b
Cioè per
H=L > 15b
λ > 15
In generale il problema non si pone perché raramente
le murature, anche larghe 1 m, sono più alte di 15 m
senza ritegni. Le rotture di cui dobbiamo occuparci
sono, in genere, solo quelle prismatiche.
Il problema diventa rilevante nel caso di doppio
paramento in assenza di diatoni
Problemi di instabilità delle murature
ATTENZIONE:
Nel caso di murature a doppio paramenti, in assenza di diatoni,
L’instabilità la valuto sul singolo paramento
Attenzione alla presenza o meno
di diatoni nel valutare la snellezza
di una muratura.
N
2B
Problemi della disomogeneità delle murature
N
b
B
2
1 1
ATTENZIONE:
Muro a sacco
Δl
Prova:
l
l
l
l
2
1
21
2
2
1
1
EE
se 2121 EE
es: 1 pietra
2 Materiale non coeso 2
2
11
E
E
Problemi della disomogeneità delle murature
2 1
Marmo
pietra
Malta e mattoni
Sorta di diatoni di
collegamento Se
Si può avere rischio di instabilità
del rivestimento
21 EE
SOLUZIONI:
• Allargare i giunti per non lasciar passare gli sforzi tra le lastre
• Inserire diatoni di collegamento
ATTENZIONE:
murature rivestite disomogenee
Problemi della disomogeneità delle murature
Muro a sacco con travi appoggiare sul solo paramento
Interno rischio instabilità.
ATTENZIONE:
muratura a sacco con carico localizzato
Interpretazione dei quadri fessurativi
DISSESTI NELLE STRUTTURE MURARIE
RILIEVO DEI QUADRI FESSURATIVI
-Tracciamento dei quadri fessurativi
- Tecniche di monitoraggio
- Quadri stabili o instabili INTERPRETAZIONE DEI QUADRI FESSURATIVI
Molteplici cause:
- Cedimenti di fondazione: cedimenti lunghi e corti
- Carichi verticali: rotture per schiacciamento, pressoflessione, instabilità, rotture in corrispondenza dei carichi concentrati, rotture del materiale di rivestimento. lezione specifica
- Carico termico, pareti continue e rivestimenti lezione specifica
- Carichi orizzontali: lezione specifica Azione sismica, Presenza di archi e volte Presenza di coperture spingenti.
Classificazione fessure: - vecchie (scure con cigli fessurativi consumati) e nuove (bianche e frastagliate); - stuccate - riaperte - passanti o superficiali - pronunciate o cavillature
Rappresentazione:
-Isolare i quadri fessurativi di differente severità su differenti Layer. (La visualizzazione dei soli layer contenenti le fessure più severe consente in generale di interpretare il quadro fessurativo).
- Isolamento blocchi rigidi : identificazione di sottostrutture - descrizione delle lesioni: distacco, rotazione, scorrimento nel o fuori del piano - descrizione delle deformazioni (fuori piombo, rigonfiamenti, depressioni volte. identificazione cinematismi
Rimedi: - Eliminazione delle cause, a meno che il fenomeno non sia esaurito (esiti monitoraggio)
1 2 3
Rilievo dei quadri fessurativi e deformativi
LINEE GUIDA + CIRCOLARE 2009
Dissesti nelle strutture murarie
SCOMPOSIZIONE IN BLOCCHI Direzione degli spostamenti
[Ref. 1]
1 2 3
Interpretazione dei quadri fessurativi
QUADRI FESSURATIVI COMPRESSIONE SEMPLICE TAGLIO COMPRESSIONE E TAGLIO TRAZIONE
[Ref. 1]
D
A C B
VALUTAZIONE PERICOLOSITA’ QUADRI FESSURATIVI
(REF. Giuriani , 2012)
Rilievo dei quadri fessurativi e deformativi
VALUTAZIONE PERICOLOSITA’ QUADRI FESSURATIVI
Rilievo dei quadri fessurativi e deformativi
Progressione accelerata
Quadro fessurativo in evoluzione
Progressione ritardata poi arresto Quadro fessurativo in
evoluzione poi stabilizzato
Progressione uniforme Quadro fessurativo in
evoluzione
MONITORAGGIO degli spostamenti verticali e orizzontali, fuori piombo, apertura di fessura
- Operazione necessaria per la verifica della presenza di cedimenti in atto. - richiede la preliminare interpretazione del meccanismo di dissesto. - Prima/durante/dopo l’intervento di recupero. Importante per la verifica della corretta rimozione delle cause scatenanti i dissesti.
Strumento per la manutenzione (REF. Giuriani , 2012)
Monitoraggio dei quadri fessurativi e deformativi
Telecordinometro Monitoraggio del fuori piombo
monitoraggio
In funzione del tipo di rischio, le soglie di pericolosità possono essere molto diverse.
Monitoraggio allontanamento imposte delle centine
monitoraggio
Carichi verticali
Schiacciamento per peso proprio
[Ref. 2]
A
Carichi verticali
Schiacciamento per peso proprio
Disfacimento di un paramento
Marcato spanciamento di un paramento
[Ref. 3]
Schiacciamento per sovraccarichi localizzati
Carichi verticali
(Mastrodicasa) [Ref. 1]
Pressoflessione
Carichi verticali
[Ref. 1]
Carichi verticali
Instabilità degli elementi verticali compressi
[Ref. 1]
Carichi verticali
Rottura per sollecitazioni taglianti
Si distinguono due principali modalità di rottura: a) per fessurazione diagonale b) per taglio-scorrimento
[Ref.6]
Carichi verticali
CONCENTRAZIONE DEGLI SFORZI SUL RIVESTIMENTO
E1 >> E2
N
2
1 1
2
1
N
1
2
muratura
materiale non coeso
1
2
marmo
muratura
N
2
1 1
2
1
N
1
2
muratura
materiale non coeso
1
2
marmo
muratura
Il carico è sostenuto dai
paramenti di muratura
esterni
E1 >> E2
Il carico è sostenuto dal rivestimento
Rischio di instabilizzazione ed
espulsione
della lastra di marmo
Cedimenti in fondazione
COMPONENTI DEL MOTO: • TRASLAZIONE VERTICALE (la “fessura scende verso il corpo in posto”) • ROTAZIONE (origine di fuori-piombo) • TRASCINAMENTO – TRASLAZIONE ORIZZONTALE
Cedimenti in fondazione
CEDIMENTI CORTI PREDOMINA IL TAGLIO
CEDIMENTI LUNGHI PREDOMINA LA FLESSIONE
IN FUNZIONE DI L/H – CLASSIFICAZIONE DI CEDIMENTI LUNGHI O CORTI
Cedimenti in fondazione
Traslazione verticale intermedia
(da Sito Vigili del Fuoco di Bergamo)
[Ref. 3]
Cedimenti in fondazione
Traslazione verticale terminale
(Ing. De Angelis - Sito Vigili del Fuoco di Bergamo)
[Ref. 3]
Cedimenti in fondazione
[Ref. 4]
Cedimenti in fondazione
Cedimento d’angolo
[Ref. 4]
Cedimenti in fondazione
RUOLO DELLA DIMENSIONE DELLE APERTURE
FLESSIONE TAGLIO andamento intermedio
[Ref. 3]
Cedimenti in fondazione
RUOLO DELLA DIMENSIONE DELLE APERTURE
FESSURAZIONE PER TAGLIO
Cedimenti in fondazione
RUOLO DELLA DIMENSIONE DELLE APERTURE
FESSURAZIONE PER FLESSIONE
Cedimenti in fondazione
CEDIMENTI IN PRESENZA DI APERTURE
[Ref. 3]
Cedimenti in fondazione
Lesione sotto ad una finestra Lesione sopra ad una porta
(Lagomarsino) (Lagomarsino)
Cedimenti in fondazione
(Lagomarsino)
[Ref. 2]
Cedimenti in fondazione
CEDIMENTO DEL PIEDRITTO DI UN ARCO
Cedimenti in fondazione
ANALISI DEL QUADRO FESSURATIVO DI EDIFICI ADIACENTI
W1
W2
W1
W2
W1 < W2
STRUTTURE COSTRUITE CONTEMPORANEAMENTE
W1 COSTRUITA DOPO W2
SU TERRENO NON CONSOLIDATO
W1 < W2
Cedimenti in fondazione
TRASLAZIONE ORIZZONTALE TRASVERSALE
CEDIMENTI LUNGHI CEDIMENTI CORTI
[Ref. 3]
Cedimenti in fondazione
TRASLAZIONE ORIZZONTALE TRASVERSALE
CEDIMENTI LUNGHI CEDIMENTI CORTI
[Ref. 3]
[Ref. 3]
Cedimenti in fondazione
ROTAZIONE
Pareti continue
Carico termico
L = 15 - 30 m
Carichi orizzontali
Spinta di archi e volte
[Ref. 2]
[Ref. 1]
Carichi orizzontali – esempi
Coperture spingenti
[Ref. 5]
Copertura spingente: spinta delle travi di displuvio, dei puntoni spinta su muro a doppio paramento
[Ref.5]
Carichi orizzontali - esempi
Spinta di terrapieni
Carichi orizzontali