Edifici in calcestruzzo armato incendiati: i vari metodi di indagine per verificare la struttura

Nella valutazione degli effetti dell’evento incendio nelle strutture in c.a, specie se finalizzata ad interventi di recupero statico, l’esecuzione di una corretta campagna di indagine gioca un ruolo di primaria importanza. In linea di massima potrebbero essere impiegati i metodi di indagine già ben noti, ma la particolarità del danneggiamento da incendio richiede che detti metodi siano adeguatamente riconsiderati e reinterpretati.

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Nella presente relazione, dopo un richiamo agli effetti delle alte temperature sui materiali acciaio e calcestruzzo, si passano in rassegna metodi di indagine classici e si presentano anche metodi innovativi, ancora oggetto di studio e di ricerca, ma che potranno in un futuro essere normalizzati e correntemente impiegati. Concludono la relazione alcune osservazioni relative a prove di carico statiche e dinamiche su elementi strutturali.


Come valutare se demolire o riparare una struttura in calcestruzzo armato danneggiata da incendio

Nel quadro della normativa europea si pone particolare enfasi alla resistenza delle costruzioni nei confronti dell’evento incendio.

Le parti 2 degli eurocodici trattano questo aspetto relativamente all’oggetto dello specifico eurocodice (azioni, calcestruzzo armato, acciaio, ecc.) e forniscono elementi di verifica della sicurezza “a caldo”, ossia durante l’evento incendio stesso, per il tempo previsto dai requisiti di sicurezza imposti (REI m ove m indica il tempo in minuti). Salvo casi particolari, implicitamente si ammette che l’incendio di progetto comporti danni significativi alla costruzione, tali da dover impostare un progetto di demolizione, recupero o manutenzione straordinaria.

Impianto industriale in ca e cap prefabbricato completamente distrutto da un incendio

Figura 1. Impianto industriale in ca e cap prefabbricato completamente distrutto da un incendio [foto dell’Autore].

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Figura 2. Pilastro ed impalcato in c.a. danneggiato da incendio [foto dell’Autore].

Ma se in alcuni casi (vedi Figura 1) il grado di danno è tale che è manifestamente necessaria ed economicamente conveniente la demolizione e la ricostruzione, in altri (vedi Figura 2) la localizzazione del danno e l’incertezza dell’effettivo grado di danneggiamento richiedono una più attenta disamina.

Il tecnico che interviene dopo un evento eccezionale usualmente si trova di fronte ad un quadro catastrofico e caotico, e deve prendere decisioni fondamentali anche in tempi brevissimi. È quindi necessario razionalizzare il proprio intervento suddividendolo in fasi successive, come illustrato nel diagramma a blocchi di Figura 3.

Di particolare importanza per la successiva riparazione, demolizione o non intervento, è la conoscenza delle condizioni residue dell’opera, ossia la fase di diagnosi, che deve essere finalizzata alle successive fasi di progetto ed intervento e deve essere specializzata al particolare evento (l’incendio) che le ha rese necessari. Nella Tabella 1 è riportato un elenco di Tecniche Non Distruttive (NDT) di indagine, alcune delle quali di impiego corrente e di ben consolidata conoscenza, altre innovative o in fase avanzata di ricerca.

In quanto segue, dopo un breve richiamo agli effetti delle alte temperature su strutture in ca e cap, si passeranno in rassegna i metodi diagnostici attualmente disponibili o ancora in fase di studio, ma promettenti dal punto di vista applicativo, utilizzabili per una corretta conoscenza del grado di danneggiamento della struttura sulla quale si intende intervenire.

Diagramma di flusso per le attività e decisioni da intraprendere per l’intervento sulle strutture di un fabbricato dopo l’evento incendio

Figura 3. Diagramma di flusso per le attività e decisioni da intraprendere per l’intervento sulle strutture di un fabbricato dopo l’evento incendio.

Tabella 1. Possibili approcci per la verifica mediante metodi non distruttivi di strutture in CA danneggiate da incendio.

Possibili approcci per la verifica mediante metodi non distruttivi di strutture in CA danneggiate da incendio.

Effetti delle alte temperature sui materiali

È opportuno richiamare le principali modificazioni della caratteristiche fisiche e meccaniche dei componenti del calcestruzzo armato (conglomerato cementizio ed armature metalliche) sot-toposti ad alte temperature al fine di comprendere la peculiarità dei metodi di indagine sulle strutture e formulare correttamente le rispettive interpretazioni.

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Indice dell'articolo

1. INTRODUZIONE
2. EFFETTI DELLE ALTE TEMPERATURE SUI MATERIALI
2.1 Calcestruzzo nella condizione di incendio
2.2 Calcestruzzo dopo la condizione di incendio
2.3 Acciaio
3. METODI DI INDAGINE SUI MATERIALI ACCIAIO E CALCESTRUZZO
3.1 Acciaio
3.1.1 Posizione dell’acciaio
3.1.2 Caratteristiche meccaniche dell’acciaio
3.2 CALCESTRUZZO
3.2.1 Metodi di indagine superficiali
3.2.2 Colorimetria
3.2.3 Prove dirette di rottura
3.2.4 Ultrasuoni
3.2.5 Prove chimiche
4. METODI DI INDAGINE SU STRUTTURE
4.1 Prove di carico statiche
4.2 Prove di caratterizzazione dinamica
5. BIBLIOGRAFIA


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