Edifici in cemento armato a)difetti originari del calcestruzzo b)degrado dei materiali c)difetti di progettazione – esecuzione d)cedimenti del terreno e)danni da eventi eccezionali: terremoto, incendio, … f)modifiche funzionali, adeguamento sismico, … Possibili cause che rendono necessari interventi su edifici in cemento armato:

Difetti di progettazione o esecuzione sottodimensionamento degli elementi strutturali carenza di armatura a flessione carenza di armatura a flessione carenza di armatura a taglio, sezione in calcestruzzo insufficiente carenza di armatura a taglio, sezione in calcestruzzo insufficiente

tipologie strutturali inadeguate, soprattutto in fase di sisma: piani sfalsati piani sfalsati telai sfalsati telai sfalsati

Esempi Crollo di parete di tamponamento non ancorata

Trave di telaio centrale di edificio per civile abitazione: luce 4,30 m larghezza 70 cm spessore del solaio (compreso pavimento) 26 cm armature rilevate in mezzeria: un ferro in prossimità di ciascuno spigolo

Cedimenti del terreno

Danni da terremoto I maggiori danni si rilevano nei pilastri, specie dei piani pilotis

nei nodi

negli elementi tozzi

nei tamponamenti

Effetti del martellamento

Danni da incendio Il cls resiste abbastanza bene al fuoco: il periodo di tempo nel quale mantiene le sue proprietà è abbastanza lungo non vengono emessi fumi tossici perdita di resistenza ed abbattimento del modulo elastico si verificano dopo i 300° La temperatura massima a cui è stato sottoposto un cls è indicata dal colore della superficie: rosa o rosso 300° - 600° grigio scuro 600° - 900° marrone 900° ° giallo > 1200° cls di colore nero è stato soggetto solo al fumo

L'azione del fuoco introduce un forte gradiente di temperatura: fra zone esposte e zone meno esposte legato alla inerzia termica: la superficie esterna, più calda, tende a distaccarsi in presenza di armature: per la diversa conducibilità termica dei due materiali Le parti a temperatura più alta si dilatano maggiormente, inducendo tensioni di trazione nelle parti più fredde. Queste provocano lesioni, fratture, anche interne, distacco di scaglie.

Rilievo delle costruzioni Il rilievo delle costruzioni in cemento armato oggetto di valutazione della vulnerabilità e di interventi, parte da: una ricognizione della documentazione esistente (progetto, disegni, libretti delle misure, deposito Genio civile, ecc) e dallo studio della letteratura riguardante le metodologie di progettazione e le caratteristiche dei materiali dell'epoca di costruzione: norme tecniche (anche per quanto riguarda i carichi di esercizio), manuali, libri, ecc

Su questa base, si esegue il rilievo della costruzione con lo scopo di determinare tutte le caratteristiche della struttura: dimensioni degli elementi strutturali, presenza di armature, qualità dei materiali.

Insieme ai rilievi visivi e strumentali, si può elaborare il cosiddetto progetto simulato, ovvero si effettua la progettazione della struttura utilizzando i dati a disposizione e secondo la normativa e gli usi dell'epoca di costruzione. elementi strutturali delle dimensioni rilevate carichi permanenti rilevati carichi accidentali secondo normativa dell'epoca qualità dei materiali secondo documentazione originale o manualistica del tempo si ricavano le sollecitazioni e si dimensionano le armature secondo metodologie di calcolo dell'epoca (tensioni ammissibili)

Rilievo visivo e strumentale tipologia, orditura e dimensioni dei solai: il rilievo dell'orditura dei solai aiuta ad individuare l'organizzazione della struttura occorre rilevare accuratamente tutto il pacchetto di solaio, per stimarne il peso individuazione delle strutture e della loro organizzazione rilievo della geometria degli elementi strutturali qualificazione dei materiali

individuazione della posizione e della dimensione delle armature rilievo degli elementi scatolari: corpi scala, ascensori rilievo degli elementi "non strutturali" dotati di apprezzabile rigidezza e/o massa: tamponamenti, ecc. individuazione di elementi critici: pilastri tozzi, travi corte,... rilievo del quadro fessurativo

individuazione e rilievo dell'orditura e della geometria dei solai

individuazione delle strutture e della loro organizzazione giunti tecnici - ampiezza fondazioni travi - pilastri

individuazione delle strutture e della loro organizzazione elementi critici

Rilievo delle armature in opera Si esegue con uno strumento chiamato PACOMETRO principio di funzionamento: il campo magnetico è alterato dalla presenza di armatura, tanto più quanto maggiore è la quantità e quanto minore è lo spessore di ricoprimento strumenti basati sugli effetti delle correnti vaganti ("eddy currents"): sensibili anche a metalli non ferromagnetici; lettura di tipo digitale strumenti basati sul principio dell'induzione magnetica: lettura di tipo analogico.

Le rilevazioni elettromagnetiche servono per 1.individuare la posizione delle armature 2.spessore del copriferro 3.diametro delle barre Il pacometro dà risultati poco affidabili per le operazioni 2. e 3. Per determinare spessori e diametri, se non si dispone di altre informazioni, meglio ricorrere a scoprire i ferri in alcuni punti.

rilievo del quadro fessurativo monitoraggio delle lesioni

Negli edifici danneggiati, occorre eseguire il rilievo delle manifesta- zioni di dissesto, sia negli elementi strutturali che nei non strutturali: lesioni nelle travi, nei pilastri e nei tamponamenti deformazioni degli elementi strutturali (inflessione travi,...) negli edifici danneggiati dal terremoto: effetti del martellamento danneggiamento di elementi a bassa duttilità (pilastri corti) danni nei tamponamenti negli edifici danneggiati dal fuoco (oltre ai danni evidenti): lesioni coloritura del cls difetti interni del cls Rilievo dei danni

Sulle costruzioni in cemento armato danneggiate o comunque da consolidare, possono essere eseguite: Prove di carico statiche: per saggiare il comportamento ai carichi verticali Prove dinamiche: per saggiare il comportamento d'insieme, prevalentemente alle sollecitazioni orizzontali Monitoraggio dell'evoluzione del degrado e del quadro fessurativo

Riferimenti bibliografici Mele M., Ciampoli M.: "La progettazione del consolidamento delle strutture in c.a.", par. 3.1, Liguori Editore, Bibl. DIS, X II 21 Cioni P., Croce P., Salvatore W.: "Valutazione del danneggiamento di elementi in c.a. sottoposti ad elevati gradienti termici", Giornale AICAP, n. 751, 2000.