Quadro fessurativo

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Il quadro fessurativo, con riferimento alle opere di Ingegneria civile, è l'insieme di fessure visibili ed invisibili su un'opera o un elemento strutturale esistente, derivante da uno stato di dissesto o di degrado.

Per dissesto di un elemento strutturale si intende la condizione statica per mezzo della quale un insieme di forze, genera crisi in un manufatto. Tali forze possono essere sostanzialmente di tre tipi: Sollecitazioni esterne Sollecitazioni interne Sollecitazioni da redistribuzione dei carichi

Le sollecitazioni esterne sono generate da cause indipendenti dalla struttura del fabbricato (o del manufatto in gnerale), quali un evento sismico, l'eccessiva spinta del vento etc. Le sollecitazioni interne, invece, derivano nella migliore delle ipotesi, da un "assestamento" degli elementi strutturali sottoposti al carico della costruzione o, nell'ipotesi peggiore, da sovraccarichi non calcolati in sede di progetto.

L'ultimo caso, ossia la redistribuzione dei carichi, rientra nell'ipotesi appena accennata delle tensioni interne.

In effetti tale condizione dipende da un uso non consono degli elementi costruttivi o da modifiche Un tipico esempio è rappresentato dall'apertura di vani (porte o finestre) su murature portanti, le quali, trovandosi a dover comunque sopportare il carico sovrastate e non avendo più la possibilità di trasmentterlo in maniera continuativa al terreno, ridistribuiscono lo stesso sulle porzioni di muratura rimanenti creando, talvolta, situazioni di "crisi" che generalmente si manifestano con delle lesioni, varimante inclinate, agli angoli superiori delle aperture.

Il Degrado deriva da una situazione di incuria o di vetustà degli elementi strutturali. Tale condizione riporta, direttamente o indirettamente, alle ipotesi sopra esaminate. A voler chiarire il concetto si prenda ad esempio il caso della malta, materiale che assolve la doppia funzione sia di legante che di distributore dei carichi. Essa, se non adeguatamente protetta, con il passare deltempo tende a deteriorarsi perdendo coesione. La manifestazione esterna di questo stato è rappresentata da uno "sbriciolamento", facilmente verificabile con l'uso di un oggetto metallico, ad esempio una comune chiave, raschiato fra le connessure fra i laterizi.

Quando questo avvine ci si trova in presenza di un doppio danno:

1. ) i mattoni non sono più legati dallo strato di malta (perdita di cooesione muraria)
2. ) il carico trasmensso dagli elementi sovrastanti non si distribuisce piu' in modo uniforme creando delle zone di picco(e quindi di rottura)dei carichi nella muratura.

Tenendo presente che gli esempi sopra riportati rappresentano solo alcune delle possibili cause che inducono un manufatto a lesionarsi, corre l'obbligo di chiarire che spesso una struttura, può risentire contemporaneamente di tutti le cause fin ora esposte.

Pertanto, l'analisi di un quadro fessurativo appare di estrema complessità, e solo la competenza di un tecnico esperto nel settore può aiutare a risolvere il problema.

Ciò non di meno, qui di seguito, si esporrà una metodologia valida a "priori" ossia tale da conferire al lettore un insieme di nozioni sufficienti ad analizzare e comprendere la problemantica trattata.

Indice 1 l'Analisi 1.1 Lesioni dovute a cedimento delle fondazioni 1.2 Lesioni dovute a trascinamento e scorrimento 1.3 Lesioni dovute alla redistribuzione dei carichi 1.4 Lesioni dovute allo schiacciamento 1.5 Lesioni concentrate di forze 1.6 Lesioni derivanti da vuoti interni alla muratura 1.7 Lesioni da martellamento 1.8 Lesioni da torsione e ribaltamento

[modifica] l'Analisi

Il professionista, per buona norma, dovrebbe iniziare con un monitoraggio della situazione sia tramite rilievo fotografico che con l'ausilio di estensimetri o più semplicemente misurando costantemente la lesione (o le lesioni) tramite un calibro. Il monitoraggio dovrà essere effettuato ad intervalli di tempo regolari, così da notare le evoluzioni del fenomeno.
Infatti spesso accade che successivamente al verificarsi di uno stato lesionativo l'edificio si "assesti" (senza per questo essere in sicurezza) nella nuova condizione. Pertanto distinguiamo due tipi di lesione, uno statico, ossia bloccato nel tempo, ed uno Dinamico, che tende ad evolversi con il passare dei giorni.
Generalmente le lesioni Dinamiche tendono a staticizzarzi, una volta che gli elementi strutturali e le forze in gioco, trovano un nuovo equilibrio. Quando ciò non avviene, l'evoluzione naturale di tali lesioni è il crollo.

Studiando la forma delle lesioni è possibile risalire alla causa che le ha generate, questo procedimento è estremamente delicato e richiede molta perizia ed esperienza ma, se ben fatto, permette di intervenire in maniera appropriata e sicura.

Distinguiamo:

1. Cedimenti fondali
2. Lesioni di trascinamento e scorrimento
3. Lesioni da redistribuzione
4. Lesioni di schiacciamento e frantumazione
5. Lesioni concentrate di forze
6. Lesioni derivanti da vuoti interni alla muratura
7. Lesioni da martellamento
8. Lesioni da torsione
9. Lesioni da ribaltamento

[modifica] Lesioni dovute a cedimento delle fondazioni

Come ben si saprà, la fondazione è quella parte del manufatto edilizio che assolve il compito di trasmetterei i carichi della costruzione al terreno. Nei vecchi edifici, soprattutto quelli rurali, la parte fondale spesso è assente o inadeguata. In effetti la fondazione, per assolvere corretamente il suo compito, deve essere dimensionata in modo che il carico di forze scaricato per ogni centimetro quadrato deve essere inferiore al carico ultimo sopportabile (ammissibile)del terreno Quando ciò non avviene, o intervengono, vuoi nel manufatto edilizio o nel sottuosuolo, modifiche sostanziali di carico, si verificano dei cedimenti che interessano parte o tutta la fondazione. Tali cedimenti, vengono quindi definiti differenziali o assoluti. Un cedimento assoluto coinvolge l'intero corpo di fabbrica il quale si muove "rigidamente" senza mutare la sua conformazione e, se non in casi estremi, i danni sono sempre lievissimi.
Il cedimento differenziale si manifesta invece quando il movimento è relativo ed interessa solo parte della struttura. Fondamentalemnte si possono distinguere sei tipi di movimenti possibili:

1. tre traslazioni secondo gli assi X; Y; Z
2. tre rotazioni sugli assi X; Y; Z

Vediamo quindi di capire come si rileggono tali danni all'interno di un quadro lesionativo generale.

[modifica] Lesioni dovute a trascinamento e scorrimento

[modifica] Lesioni dovute alla redistribuzione dei carichi

[modifica] Lesioni dovute allo schiacciamento

[modifica] Lesioni concentrate di forze

[modifica] Lesioni derivanti da vuoti interni alla muratura

[modifica] Lesioni da martellamento

[modifica] Lesioni da torsione e ribaltamento

La spesa per i lavori di riparazione tende un po' a spaventare i proprietari, ma occorrerebbe inculcare l'abitudine di chiamare sempre un tecnico per una prima visita di controllo dei danni, poiché è sicuramente in grado di distinguere se la situazione è grave e compromette la sicurezza delle persone che vi abitano, oppure se il problema è soltanto estetico e può essere affrontato con relativa serenità.

Altra cosa importante è tenere sotto attenta osservazione l'evoluzione del quadro fessurativo, mediante fotografie chiare e ben catalogate e, ove possibile, il monitoraggio dei movimenti delle parti fessurate, ad esempio, mediante misurazioni effettuate con l'estensimetro della variazione di distanza tra due o più placchette estensimetriche applicate ai lati delle fessure.

Dopo che il tecnico ha identificato e risolto il problema, constatando che gli interventi possono considerarsi ragionevolmente definitivi, si può procedere alla sospensione del monitoraggio del quadro fessurativo ed alla riparazione dei danni.

La fessura è generata da azioni di trazione, che vincono la resistenza a trazione del materiale, slabbrandolo in maniera più o meno evidente, con forme, inclinazioni e tipologie che forniscono talvolta indicazioni precise ed inequivocabili, talvolta danno l'impressione di trovarsi di fronte ad un manoscritto incomprensibile che richiede infinita pazienza per essere compreso, almeno in parte.

Un caso classico, frequente e ben documentato nella letteratura, è l'insorgere di fessurazioni in antiche chiese, con casi emblematici, estremamente interessanti, che hanno generato vere e proprie lotte nei secoli, fra ingegneri ed avversità della natura. A contorno di questo lo sviluppo tecnologico e l'esperienza via via crescente dell'uomo, contrapposta al peggioramento dello stato di degrado dei secoli.