CONSOLIDAMENTO DEGLI EDIFICI STORICI prof PAOLO FACCIO (Università IUAV di Venezia ) A.A. 2011 2012
Lezione n. 2 : Il dissesto delle strutture in muratura e legno SECONDA PARTE
DILATAZIONI TERMICHE
Stabilità archi
• La risultante della pressione è inclinata e può essere scomposta in due forze. • La prima, verticale, che sollecita il piedritto a sforzo normale; • La seconda, orizzontale (spinta), che tende ad inflettere verso l’esterno il piedritto stesso. • Il centro di pressione C risulta spostato verso l’esterno (vedere fig. a fianco) favorendo l’eccentricità rispetto al baricentro B.
Stabilità archi
• La spinta può agire in direzione normale al solido murario; • Il paramento murario subisce moti rotatori e inflessioni verso l’esterno.
Stabilità archi
• Le ordinate massime del rigonfiamento sono poste al di sopra del centro di spinta C.
• I dissesti dovuti alla spinta normale sono accompagnati da manifestazioni secondarie, tra cui la depressione della volta e il distacco delle strutture interne dal muro di facciata;
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In figura a) si può osservare come la sezione verticale trasversale del rigonfiamento abbia forma sinusoidale disimmetrica rispetto al centro di inflessione con il ramo superiore più esteso di quello inferiore; Tali rami sono tanto più sviluppati quanto più piccolo è lo spessore del muro, più rado è il telaio di fabbrica, più notevoli le strutture spingenti, più forte l’altezza dei piani, più scadenti le strutture murarie e più numerosi i piani sovrapposti al centro di spinta (vedi fig. b) La presenza di porte e finestre perturba il fenomeno deformativo ma non ne altera la fisionomia.
• In A (sezione orizzontale) per assenza del taglio la frattura è normale al paramento. • Nelle zone laterali (B,C) le fratture divergono verso la mezzeria • Le lesione nella sezione verticale sono analoghe. In particolare però quella inferiore è influenzata dalla presenza del peso del muro e, quindi, è più raddrizzata rispetto alla superiore.
Volte
• Le volte a botte, a padiglione o a vela non stabiliscono centri di spinta ma regioni più o meno estese lungo le quali la spinta è esercitata; • Se la regione interessata dall’inflessione è molto estesa e la spinta non è ubicata molto in alto, il cedimento può investire le regioni fondali accrescendo le compressioni unitarie sul terreno dalla parte del ciglio esterno del muro, favorendo delle rotazioni fondali.
Relazione tra schema statico e quadro fessurativo : volta a botte
Relazione tra schema statico e quadro fessurativo : volta a crociera
Relazione tra schema statico e quadro fessurativo : volta a padiglione
Relazione tra schema statico e quadro fessurativo : volta a vela
Danneggiamento di una volta a crociera azioni orizzontali Danneggiamento di una volta a padiglione per azioni orizzontali
Manifestazioni secondarie
• I dissesti dovuti alla spinta normale ai paramenti sono accompagnati dalle seguenti manifestazioni secondarie; – a) Distacchi delle strutture interne dal muro di facciata; – b) Deformazione rombica delle aperture; – c) Depressione delle volte.
Distacchi delle strutture interne dal muro di facciata
• Si manifestano distacchi : • nei solai; • delle volte; • dei pavimenti; • dei muri.
Distacchi delle strutture interne dal muro di facciata PAVIMENTI • le fessurazioni si manifestano nella intersezione con il muro e lungo la parallela a tale intersezione;
RILIEVO DEI QUADRI FESSURATIVI
SCHEDA FESSURE DEI MAGAZZINI LIGABUE
RAPPRESENTAZIONE DEI QUADRI FESSURATIVI
SCHEDA FESSURE
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DANNO
ESEMPIO DI RAPPRESENTAZIONE DELLE MURATURE
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DELLE MURATURE
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
ALTRI ESEMPI DI RAPPRESENTAZIONE DEL DISSESTO
Piedritti ed archi • Sotto l’azione della spinta i piedritti possono cedere ; • Al cedimento del piedritto consegue il dissesto dell’arco • Il cedimento proprio delle strutture ad arco si verifica quando la curva delle pressioni esce al di fuori del nocciolo di inerzia determinando sforzi di trazione in uno dei lembi e di compressione nell’altro. • Possiamo avere, quindi, due tipi di deformazione degli archi: – 1) Depressione della chiave e rialzamento delle reni; – 2) Impennamento della chiave e depressione delle reni.
Depressione della chiave
• L’arco tende a cadere verso l’interno e il piedritto verso l’esterno; • Ciò si verifica quando il carico verticale genera una reazione maggiore della spinta sopportabile dal piedritto; • Si verifica nelle volte molto depresse e quando il carico maggiore insiste nella zona centrale.
Impennamento chiave
• La spinta è maggiore della reazione orizzontale causata dal carico verticale; • Si manifesta nelle volte molto rialzate e quando il carico maggiore e sulle reni.
DEFINIZIONE DI MODELLI INTERPRETATIVI A POSTERIORI
S. FOSCA A TORCELLO VENEZIA
Pianta di S. Fosca a Torcello - Venezia
Rilievo delle deformate e dei quadri fessurativi
Confronto tra struttura indeformata e deformata : si noti l’effetto del cordolo sommitale inserito da Forlati nel 1932
E’ apprezzabile la rotazione della facciata verso il sagrato
Quadri fessurativi che interessano la calotta absidale. E’ evidente l’effetto del cordolo sommitale
I quadri fessurativi interessano prevalentemente la parte superiore del muro di appoggio della copertura
Analisi stratigrafica degli alzati : USM, rapporti tra elementi e fasi di trasformazione
PRINCIPALI FASI DI TRASFORMAZIONE
Fase 1 – 1734 Ricollocazione delle catene lignee e rifacimento delle volte
Fase 2 – 1911 Rifacimento delle voltine del portico
Fase 3 – 1929 Ricollocazione catene del portico
Fase 4 – 1932 Inserimento cordolo in c.a. sommitale
Abaco della tipologia della murature
Tematizzazione prospetto
Tematizzazione prospetto
Tematizzazione prospetto
Legenda delle murature per caratteristiche meccaniche
Tematizzazione prospetto
Tematizzazione prospetto
Tematizzazione prospetto
Interpretazione del danneggiamento
Particolare 1: sono osservabili i quadri fessurativi verticali nella zona di muratura di maggior resistenza
Particolare 2
Particolare 3
Particolare 4
Rappresentazione dei cinematismi probabili in assenza e in presenza del cordolo
Ipotesi di generazione del danno
Le CARATTERISTICHE del legno strutturale dipendono da: Specie Posizione del taglio Direzione delle fibre, numero di fibre per sezione unitaria Stagionatura Umidità assoluta e relativa rispetto all’ambiente Attacchi da insetti e muffe, marciume Difetti (inclinazione delle fibre, nodi, cipollature…)
È quindi essenziale il rilievo di queste caratteristiche durante la fase di identificazione del manufatto
Posizione del taglio
R T
Umidità e ritiro L’umidità del legno w si misura come percentuale di acqua rispetto al peso del legno secco: - Ambiente asciutto
8 – 15 %
- Ambiente poco protetto
10 – 20 %
- Ambiente non protetto
15 – 30 %
- Oltre il legno è considerato saturo
Ritiro/rigonfiamento
Dl = a Dw l
Materiale anisotropo
(t,r,l)
Gli effetti del ritiro sono differenti a seconda della posizione in cui è stato eseguito il taglio dell’elemento all’interno del tronco: Ad esempio una tavola radiale si imbarcherà meno rispetto ad una tangenziale
Difetti
Dissesti nei solai lignei
LESIONI E DEFORMAZIONI PER I CEDIMENTI DELLE STRUTTURE PORTANTI IN LEGNO
DANNO NELLE PARETI DIVISORIE
DEFORMAZIONE DELLGLI ELEMENTI INFLESSI
ECCESSO DI CARICO SULLA MUARTURA CON ROTTTURA A TAGLIO DELLA STESSA
u/3 u
