Progetti e studi di architettura

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RECUPERO

 

Il degrado strutturale

La natura meccanica dei fenomeni implicati in tale tipo di degrado non esclude una reciproca connessione tra l'alterazione dell'equilibrio statico costruttivo e l'alterazione generale della consistenza architettonica: il dissesto può infatti accompagnati al deterioramento del materiale, seguendolo in quanto effetto, o precedendolo come causa.
I dissesti sono definibili come la manifestazione esterna di una crisi che investe la costruzione in qualche sua parte, a causa di un cattivo od improprio funzionamento della struttura portante della stessa. Si possono avere dissesti di tipo diretto, quando interessano le strutture murarie portanti vere e proprie; o di tipo indiretto, quando risultano coinvolti elementi costruttivi secondari che non svolgono funzione portante (ma in cui, frequentemente, si manifestano prima gli eventi di instabilità e dissesto). Normalmente, nelle fasi successive a quella iniziale, essi coesistono.
I dissesti sono legati sostanzialmente alla comparsa di tre tipologie di fenomeni: gli spostamenti (in cui la struttura muraria abbandona la posizione originaria senza subire modificazioni della forma), le deformazioni (quando viene modificata la forma geometrica della muratura) e le fessurazioni (dove vi è soluzione di continuità del corpo murario con spostamento relativo di singoli punti).
L'analisi viene di solito effettuata mediante l'individuazione del quadro fessurativo e attraverso " l'ascolto" del suono della muratura sottoposta a percussione. Il degrado strutturale comprende:

 

Cedimenti di fondazione
Tale tipo di dissesto è riconoscibile dal suo manifestarsi con evidenti quadri fessurativi sull'elevato delle murature interessate, mentre lo studio dell'andamento delle lesioni e del quadro geologico circostante è di importanza fondamentale per stabilire cause e dinamiche del fenomeno. Il movimento fondale verticale può essere definito come "assoluto" (se esteso a tutto l'edificio) o " relativo" (se limitato a porzioni di fondazioni). In questo secondo caso si generano spostamenti relativi fra le singole parti e vengono indotti stati tensionali differenti da quelli di progetto che potrebbero produrre lesioni con andamento determinato dal tipo di cedimento ( medio, corto o lungo in funzione del rapporto tra la sua estensione e l'altezza del muro e terminale, intermedio o angolare), dalla configurazione e composizione del muro in elevato e dalle caratteristiche strutturali e spaziali dell'edificio. La traslazione orizzontale è più rara della precedente, avviene di preferenza su terreni a composizione argillosa dove il ritiro ( dovuto alla diminuzione del contenuto dell'acqua) si traduce mediante attrito in sollecitazione di trazione sul' elemento murario. Tale traslazione può avvenire longitudinalmente o trasversalmente alla parete: nel primo caso si avranno lesioni ad andamento verticale ed a gola rovescia inclinata verso il cedimento e con apertura maggiore verso il basso; nel secondo le fenditure avranno andamento diversificato a seconda che si tratti di un cedimento terminale o intermedio. Quest'ultimo tipo di traslazione presenterà lesioni inclinate sul piano orizzontale e a gola rovescia ad andamento diversificato sulle superfici verticali del muro. Infine la rotazione principale ( dovuta al movimento del terreno fondale) comporta il movimento dell'elemento murario attorno ad un asse orizzontale appartenente al piano di appoggio del muro ed ha un andamento continuo e progressivo, tale da provocare molteplici fessurazioni a gola inclinata.

 

Dissesti dei muri in elevazione e dei pilastri

  • Schiacciamento: Quando si verifica una modifica alle condizioni ottimali di equilibrio di una muratura, dovuta a un aumento dei carichi agenti o a una diminuzione della massima tensione ammissibile, darà luogo all'insorgere di problemi e dissesti statici dei quali lo schiacciamento costituisce il tipo più pericoloso. Il manifestarsi di tale fenomeno varia con il tipo di struttura e di tecnologia realizzativa; maggiore pericolosità si registra in presenza di elementi isolati, dove non è possibile una collaborazione fra le parti, e di murature non omogenee, più facilmente sottoposte alla sconnessione indotta dallo schiacciamento. Tale fenomeno si verifica, di solito, nelle parti basse delle strutture (più compresse). La prima manifestazione del dissesto è data dalla disgregazione della malta e/o dal corrugamento dell'eventuale intonaco. In seguito ha luogo la formazione di lesioni verticali lungo i giunti e le discontinuità murarie: gli elementi costituenti la muratura perdono la loro reciproca connessione, diventando mobili e privi di coerenza. Successivamente interviene la frattura del materiale inerte, con la costituzione di nuove lesioni che aumentano progressivamente di profondità e dimensioni. La fase più avanzata del fenomeno comporta l'espulsione del materiale e la formazione di lesioni di entità tale da ridurre notevolmente la sezione resistente e da portare la struttura al completo e a volte immediato crollo. In casi meno frequenti si verifica la formazione sul muro di lesioni orizzontali, normalmente connesse a fenomeni di deformazione e spanciamento.

  • Pressoflessione e carico di punta: L'instabilità a compressione si verifica quando la sollecitazione a compressione viene esercitata su strutture snelle la cui altezza libera supera di almeno quindici volte la dimensione minore della sezione resistente. Questo fenomeno si manifesta frequentemente in strutture antiche non omogenee quali murature a sacco o murature con paramenti non connessi tra loro o indebolite da malte degradate ecc.; esso è aggravato dall'azione congiunta di sollecitazioni orizzontali. La diversa deformabilità dei materiali costituenti la muratura determina una maggiore concentrazione del carico sugli elementi più rigidi. In mancanza, quindi, di collegamenti interni alla struttura, lo sforzo di compressione può provocare il rigonfiamento del paramento, eseguito in modo migliore e con materiali più resistenti, e il successivo distacco lungo una o più superfici di discontinuità, caratterizzate da minori connessioni: i settori murari che ne derivano tendono ad inflettersi, in senso concorde o discorde. Le lesioni che si producono hanno quindi una direttrice verticale e tendono ad aprirsi ai bordi o al centro a seconda dell'andamento deformativo (discorde o concorde ) delle parti in cui è stata frazionata la struttura.

  • Spinta: La spinta sulla muratura è generata dalle componenti orizzontali delle azioni presenti sulla struttura. Questo tipo di sforzo è molto pericoloso in quanto produce sollecitazioni flessionali e conseguentemente tensioni di trazione a cui la muratura è scarsamente resistente. L'effetto diretto indotto dalla spinta è la rotazione dell'elemento sollecitato; se tale rotazione è contrastata ( dalla presenza di vincoli o dalla rigidezza della muratura ) potranno verificarsi lesioni anche in senso verticale, vicine alle zone di deformazione della struttura. Il primo segnale della sollecitazione in atto è costituito dal fuori piombo o dallo spanciamento della muratura, a cui si può accompagnare il distacco delle strutture a questa connesse. Conseguentemente alla rotazione dell'elemento murario si possono formare lesioni in corrispondenza di eventuali setti connessi a quello in movimento. Inoltre, per la corretta comprensione del dissesto, è importante individuare l'origine e l'entità delle spinte: verificare quindi il funzionamento delle strutture che gravitano sulla muratura dissestata. Altro elemento da considerare è l'eventualità di alterazioni e modifiche dell'assetto originale dell'edificio, la cui insorgenza può avere provocato l'instaurarsi di nuove e non previste sollecitazioni.

  • Torsione: Tale sollecitazione non appare mai isolata nella struttura muraria, ma prodotta da stati tensionali complessi o per effetto di sforzi applicati su organismi costruttivi articolati e connessi tra loro (in questo caso la reciproca collaborazione degli elementi comporta quale effetto indiretto l'applicazione di momenti torcenti su particolari tratti di muratura. In questo modo si formano, in corrispondenza delle zone soggette a trazione, lesioni aventi andamento diverso a seconda dello schema di vincolo e dell'azione di sollecitazione.

     

Dissesti di archi, volte e cupole
Dal punto di vista statico, le volte possono essere definite come idealmente composte da una serie di archi, strutturati in maniera diversa in funzione del tipo di volta. Conseguentemente, anche i meccanismi di dissesto ad esse relativi presenteranno analogie con quelli propri degli archi. I principali tipi di meccanismi di rottura delle strutture ad arco sono riassumibili nel ribaltamento dei piedritti e al cedimento dell'arco. Quest'ultimo caso, meno frequente, può essere determinato da una diminuzione della resistenza dei materiali, da un eccesso di carico, da una distribuzione delle sollecitazioni non adatta alla conformazione dell'arco, o ancora dallo stesso disegno dell'arco. Il dissesto per ribaltamento dei piedritti, dovuto alla loro incapacità di contrastare la spinta perché superiore alla capacità resistente della struttura stessa, provoca una cernierizzazione in corrispondenza delle reni e della chiave dell'arco con la conseguente formazione di fessurazioni in tali punti. Quadri fessurativi analoghi appaiono lungo le volte: quelle a botte presentano fessurazioni continue preferenzialmente alle reni e in chiave, mentre nelle volte a crociera le lesioni si formano soprattutto in corrispondenza degli archi diagonali. In ogni caso, precedentemente al collasso si verifica una diffusa depressione della struttura voltata, con conseguente modificazione della distribuzione delle sollecitazioni nei conci ed una frequente parzializzazione della sezione resistente dell'arco. Il cinematismo che ne deriva risulta però lento ed evidente, tale da consentire l'adozione di provvedimenti tempestivi d'intervento. Per ciò che riguarda le cupole, il fenomeno più frequente risulta costituito dalla tendenza delle stesse ad aprirsi al di sotto delle reni a causa dell'insorgenza di sforzi di trazione, con una serie di lesioni verticali di ampiezza decrescente verso l'alto.

 

Dissesti delle strutture orizzontali:
Negli edifici antichi i solai sono costituiti da strutture orizzontali piane lignee o in laterizio e metallo. Il degrado statico di tali strutture può essere legato all'eccesso o alla cattiva distribuzione dei carichi, al sottodimensionamento degli elementi resistenti o al degrado dei materiali; esso si manifesta con la progressiva inflessione del piano, a volte "corretta" all'estradosso stendendo un massetto che aggravava nella sostanza la situazione statica. L'inflessione tende col tempo a perdere la reversibilità iniziale e ad essere accompagnata da distacco o frantumazione dei pavimenti e da fessurazione di pareti interne non portanti. Un ulteriore aggravamento è determinato dalla comparsa, sugli elementi resistenti del solaio, di lesioni in direzione ad essi trasversale, in corrispondenza delle fibre più tese del legno. L'inflessione si manifesta anche nei solai metallici dove, però, le lesioni si formano nelle zone di connessione tra parti laterizie e travi in ferro.

 

Dissesti delle coperture:
I dissesti subiti dalle coperture presentano una tipologia variabile e dipendente dallo stato di conservazione dei materiali, dalla corretta esecuzione tecnologica della struttura e dalla presenza di sollecitazioni di carattere eccezionale: essi possono essere ricondotti ai dissesti statici e alle forme alterative già discusse. Un discorso a parte merita il manto di copertura, dal cui stato di conservazione dipende il buon funzionamento della struttura sottostante: risultano quindi particolarmente pericolose le rotture e le sconnessioni degli elementi del manto, poiché facilitano la penetrazione dell'acqua ed il conseguente degrado.

 

Dissesti dovuti ai sismi:
L'evento sismico genera meccanismi di dissesto analoghi a quelli già analizzati, ma di entità spesso superiore, soprattutto perché l'intensità e il dinamismo degli sforzi in gioco spesso non permettono alla muratura nessun tipo di assestamento. La vibrazione dell'edificio produce la formazione di lesioni e distacchi fra gli elementi o determina l'accentuazione di quadri fessurativi già in atto. Le parti di struttura risultanti da queste sconnessioni, oltre a non collaborare fra loro, sono soggette a vibrazioni di periodo e ampiezza diversi (a seconda della loro conformazione e rigidezza ), attivando il martellamento reciproco degli elementi. In tal modo la capacità di risposta dell'organismo si riduce notevolmente. Il fatto che le sollecitazioni sismiche (sussultoria e ondulatoria ) agiscano secondo una direzione alternativamente nei due versi, nel breve tempo del sisma, provoca il formarsi delle caratteristiche lesioni a croce di Sant'Andrea, dovute al variare dei piani di massima trazione nella muratura. Il dissesto sul fabbricato appare legato alla caratterizzazione specifica del sisma, alla natura del terreno, alla configurazione geometrica dell'edificio e alla tecnologia costruttiva. Accanto alle fessure a 45 gradi si possono avere lesioni verticali disposte in prossimità degli spigoli interni e dei vani aperti, i crolli dovuti alla deformazione del muro dal suo piano originario (entrambi sono l'effetto della spinta sismica, che provoca la "fuoriuscita dal piano" dei tratti murari più lontani dai vincoli e la sconnessione dei vincoli stessi). Si può inoltre riscontrare la sconnessione della muratura in piani paralleli e il congiunto fenomeno della pressoflessione, il martellamento delle teste delle travi con formazione(più rara ) di lesioni orizzontali, il sovraccarico ecc.