Quadri fessurativi: come riconoscere le lesioni nelle pareti in muratura portante e nei tamponamenti di telai in c.a.

Fessurazioni in muratura portante e nelle pareti di tamponamento in un telaio in c.a.: "From Sign to Design" come leggerle e interpretarle

In questo articolo sono analizzate le principali tipologie di lesioni che si presentano sulle pareti in muratura sia per pareti strutturali - per edifici in muratura portante o a struttura mista - sia per pareti di tamponamento - per edifici a telaio in c.a.

Si esaminano i legami tra caratteristiche geometriche e morfologiche delle lesioni, da una parte, ed il comportamento deformativo per azioni statiche associato alla formazione delle stesse evidenziando l’influenza di: caratteristiche geometriche della parete e delle bucature, caratteristiche costitutive della muratura, caratteristiche meccaniche del sistema terreno-fondazione, effetti di concentrazioni dei carichi, effetti delle disomogeneità delle rigidezze ed effetti di concentrazione delle tensioni.

Per gli edifici in muratura portante o a struttura mista la formazione di lesioni è estremamente comune e per certi versi fisiologica: la formazione delle lesioni è espressione dell’intrinseca natura disomogenea del materiale muratura e la presenza di lesioni non è scontatamente sintomo di carenze statiche, ma più frequentemente espressione del comportamento deformativo d’esercizio e delle peculiarità ad esso associate.

Quest’aspetto costituisce un pregio della muratura portante: il comportamento del sistema strutturale ed eventuali sofferenze legate all’entità del comportamento deformativo associato, vengono manifestati in maniera diretta e immediata con segni macroscopici e vistosi.

Negli edifici a telaio in c.a. eventuali sofferenze legate al comportamento deformativo non si manifestano con altrettanta evidenza sugli elementi in c.a. della struttura principale – per i quali le fessure hanno, a parità di intensità di causa, dimensioni di apertura inferiori (microfessurazioni) rispetto alle strutture in muratura portante – ma anche in questo sono gli elementi in muratura – anche se non strutturali e di tamponamento – a consentire una leggibilità più pronta e diretta del comportamento strutturale e dei fenomeni in corso.

Anche se i quadri fessurativi possono essere fisiologici, e non necessariamente critici dal punto di vista statico, questo non è sempre il caso: è quindi fondamentale saper riconoscere le manifestazioni dei casi di sofferenza meccanica grave per i quali le lesioni sono essenzialmente manifestazioni dell’attivazione incipiente di meccanismi di collasso locali di ribaltamento o di espulsione.

Gli strumenti di analisi teorica delle problematiche deformative e degli associati quadri fessurativi sono:

• l’analisi tensionale al continuo o discretizzata con il Metodo agli Elementi Finiti;
• le teorie ed i modelli strutturali di interazione tra sistemi meccanici con caratteristiche di rigidezza diverse, prototipo dei quali è il modello della Trave su suolo elastico alla Winkler;
• le teorie ed i modelli strutturali che evidenziano gli effetti qualitativi di concentrazione delle tensioni nei continui per la presenza di discontinuità e forature, ad esempio le soluzioni analitiche storiche di problemi al continuo come la Soluzione di Kirsch (1898).

Occorre sottolineare che le trattazioni numeriche e di calcolo applicabili – come anche l’impiego delle soluzioni analitiche al continuo - hanno un valore euristico: il ruolo primario è di fornire una spiegazione del quadro fessurativo da un punto di vista qualitativo - in termini di forma, posizione e orientamento delle lesioni - e non una dettagliata descrizione in termini quantitativi: apertura delle fessure e passo delle stesse restano informazioni di natura stocastica con intervalli fenomenologici ampi e la trattazione a fini progettuali degli stessi deve essere conseguentemente cautelativa.

Sono i risultati di tipo generale e qualitativo, derivanti anche da valutazioni di calcolo, ad avere il ruolo primario nel condurre la lettura e l’interpretazione tecnica dei fenomeni e nell’indirizzare le iniziative progettuali di intervento.

Tipologia di lesioni e meccanismi deformativi associati: Muratura portante

Di seguito una rassegna delle tipologie qualitative di lesioni (orientamento e posizione) per pareti in muratura portante con indicazione di alcune delle cause possibili. Si accompagnano fotografie rappresentative. Considerata la complessità delle possibili manifestazioni l’elenco chiaramente è rappresentativo e non esaustivo.

Lesioni verticali in corrispondenza degli incroci murari o delle fasce di piano

1. meccanismi di scorrimento legati a difetti di collegamento all’intersezione tra differenti maschi murari e a carenze di ammorsamento;
2. deformazioni trasversali indotte dall’azione di compressione verticale – Effetto Poisson;
3. lesioni di scorrimento sulle fasce di piano, sottofinestra e soprafinestra.

Lesioni suborizzontali: caratteristiche e cause dei meccanismi flessionali

Le lesioni suborizzontali possono avere caratteristiche di localizzazione ed essere associati ad attivazione di meccanismi di collasso di elementi orizzontali dei solai o delle coperture:

1. meccanismi flessionali fuori piano associati a disomogeneità nello spessore e nella costituzione dei paramenti;
2. meccanismi flessionali fuori piano associati ad eccentricità dei carichi verticali derivanti dalla geometria degli appoggi degli elementi lineari di solaio o di copertura;
3. l’attivazione dei meccanismi flessionali può derivare da modifiche del regime statico anche con carattere eccezionale: ad esempio crollo parziale delle strutture di solai o coperture e seguito di incendio con conseguenti variazioni del regime tensionale agli appoggi degli elementi superstiti.

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Nel pdf si continua parlando di: -Lesioni oblique ad inclinazione approssimativamente costante – Lesioni di taglio
- Lesioni oblique ad inclinazione variabile da verticale a suborizzontale – Lesioni di flessione nel piano
- Lesioni tridimensionali che definiscono cinematismi di blocco
- La tipologia di lesioni e meccanismi deformativi associati: Tamponamenti di telai in c.a.
- Le Lesioni tridimensionali da attivazione di potenziale meccanismo di collasso locale per pareti in muratura portante: il caso dell’aggiunta remota di un balcone su un edificio in muratura portante esistente e conseguente intervento correttivo