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Trattamento numerico e interpretazione del dato NDT per la verifica dei solai

Spesso le verifiche di sicurezza sismica sugli edifici tralasciano le opere secondarie come solai o controsoffittature, anche a causa di vuoti normativi. Il presente lavoro mira ad identificare attraverso l’impiego di tecniche NDT, basate su robuste analisi numeriche e sperimentali, le zone di rischio all’intradosso dei solai definendone i contorni e la pericolosità.

Negli ultimi anni le attività di controllo sul patrimonio edilizio sono state orientate sul territorio nazionale principalmente all’aspetto sismico e alla risposta globale delle parti resistenti, trascurando la verifica di affidabilità dello stato di salute delle opere secondarie, in particolar modo: solai, controsoffittature, sbalzi e/o membrature con valenza architettonica.

Su tali opere la mancanza di una programmazione di manutenzione nel tempo dovuta principalmente ad un vuoto normativo fino al 2008, unita a volte a difetti preesistenti e ad una scorretta pratica costruttiva hanno provocato l’insorgere di fenomeni di dissesto casuali e non prevedibili, quali distacchi di intonaco e sfondellamento sugli orizzontamenti, che hanno provocato danni e restrizioni all’esercizio, principalmente su strutture pubbliche. Su tale problematica è incentrato l’obiettivo del presente lavoro che mira ad identificare attraverso l’impiego di tecniche NDT, basate su robuste analisi numeriche e sperimentali, le zone di rischio all’intradosso dei solai definendone i contorni e la pericolosità.


Proposto un protocollo procedurale per individuare le zone danneggiate all'intradosso dei solai

Negli ultimi anni le attività di analisi e verifica sul patrimonio edilizio hanno riguardato principalmente controlli di integrità globale delle parti resistenti. Gli impulsi dettati dalle disposizioni normative nel 2008 e successivamente riconfermati con le NTC18 sono stati orientati ad effettuare verifiche di sicurezza e quindi a valutare le risorse strutturali delle costruzioni nei riguardi di possibili sollecitazioni indotte dal sisma . Pertanto, notevoli energie, sia di carattere intellettivo che economico, sono state impiegate per le verifiche predittive su edifici esistenti e per individuare quale strategia di consolidamento potesse essere impiegata per aumentare la sicurezza dell’edificio nei riguardi principalmente delle azioni sismiche.

Queste attività hanno di fatto distolto l’attenzione dalle cosiddette parti secondarie dell’edificio, quali i solai, che non sono stati inclusi nei processi dei controlli di affidabilità, generando in diverse circostanze imprevedibili segni di cedimento e di deterioramento anche con crolli improvvisi che hanno prodotto una serie di condizioni di pericolo per i fruitori. A seguito pertanto, di tali accadimenti, il legislatore è intervenuto in maniera determinata erogando fondi per il controllo degli elementi cosiddetti secondari e mettendo a disposi- zione dei tecnici anche capitolati e procedure operative guida per affrontare il problema della valutazione di consistenza strutturale.

Le procedure operative impiegate hanno visto un largo uso di tecniche di controllo NDT, unite a tecniche tradizionali per lo più poco affidabili. Come conseguenza di questa notevole richiesta di intervento tecnico, alimentata dalle normative di legge e dal mercato, molti operatori del settore hanno predisposto e proposto modalità di approccio al problema utilizzando a volte procedure poco efficaci e basate su tecniche empiriche e non verificate preliminarmente con una adeguata attività di ricerca di base.

Usuale è stato l’impiego delle tecniche acustiche in modo diretto con un operatore, a cui è stato demandato l’onere di riconoscere con la sola interpretazione del suono, prodotto manualmente da una massa battente, le zone di distacco, senza comprovarne oggettivamente la presenza e l’estensione.

Affidando pertanto, la perimetrazione delle zone danneggiate e a rischio ad un approccio non standardizzato senza una verifica strumentale. In altre circostanze è stato invece registrato un uso improprio delle prove di carico, con le quali, senza acquisire dati certi sulle caratteristiche meccaniche dei materiali ed assumendo dati geometrici approssimati per le sezioni resistenti, sono stati generati stati di sollecitazione che hanno prodotto danni alle strutture esistenti generando cadute di intonaci e situazioni di sfondellamento.

È in questo contesto che muove il presente lavoro con il quale si vuole proporre un protocollo procedurale di approccio basato su tecniche NDT, di screening sulle quali è stato preliminarmente condotto uno studio di base per la loro validazione. Il tutto per individuare e perimetrare con una buona approssimazione le zone danneggiate all’intradosso dei solai, valutandone la pericolosità attraverso una classificazione di rischio.

La proposta sotto forma di protocollo procedurale definirà pertanto un insieme di azioni da eseguire cronologica- mente, le quali metteranno in evidenza la finalità principale del controllo NDT ossia quello della comparazione intesa come approccio discriminante senza l’impiego di un valore di riferimento. La procedura, esposta, nelle sezioni seguenti, consentirà di individuare la presenza di aree soggette a distacco di intonaco o sfondellamento e fornirà anche una utile informazione circa la necessità di stabilire, ove occorra, una tempistica di intervento.

Il presente lavoro è stato strutturato illustrando prioritariamente le tipologie di danneggiamento che è possibile riscontrare agli intradossi dei solai; successivamente verrà proposta una tecnica di controllo sonoro strumentale, mostrandone i limiti attraverso comparazioni di carattere numerico. Infine, verrà proposto il protocollo procedurale di approccio costituito da una serie di attività collocate in ordine cronologico di attuazione.

 

Classificazione del danno

I difetti presenti sui solai, intesi come potenziali aree danneggiate in fase di evoluzione, sono fenomeni non prevedibili che non possono essere affrontati con approcci numerici. Pertanto l’unico modo per limitarne la pericolosità è quello di attuare una campagna sperimentale di prevenzione.

Questi difetti dovuti nella maggior parte dei casi al deteriora- mento dei materiali costituenti, e solo per alcuni limitati casi, a condizioni di carico con associate deformabilità eccessive, possano generare meccanismi di collasso locale con la caduta di parti di intonaco e/o la caduta di parti di laterizio.
Le tipologie costruttive dei solai, impiegate negli anni sul territorio nazionale, hanno condizionato fo temente le manifestazioni del danneggiamento tipo rilevabile su di essi.

Per brevità espositiva, nel presente lavoro limiteremo l’analisi a due grandi famiglie di solai: a quelli gettati in opera e a quelli realizzati con elementi provenienti dalla prefabbricazione quali i solai con travetto precompresso e quelli con travetto tralicciato. Per quanto attiene invece alle tipologie di danneggiamento, limiteremo l’analisi del deterioramento, ai solai gettati in opera che a seguito della ossidazione delle armature manifestano con una certa frequenza lo sfondellamento e conseguente il distacco di intonaco. Analizzeremo inoltre anche i danneggiamenti sui solai in c.a.p. i quali, meno frequentemente mostrano segni di ossidazione e quindi sfondellamento, evidenziando invece con maggior frequenza il distacco dell’intonaco.

Con l’ausilio delle immagini riportate di seguito possiamo classificare le tipologie di danno riscontrabili sui solai come:

  • Sfondellamento del solaio: danneggiamento di una parte secondaria del solaio che riguarda la rottura del fondello della pignatta e di parte dei setti verticali del laterizio di alleggerimento; le parti interessate seguono molto spesso le direttrici dei travetti ammalorati e difficilmente interessano aree circolari;

 

Sfondellamento su un solaio gettato in opera.
(Crediti: G. Porco - F. Forestieri - M. Scattareggia)
  • Distacco di intonaco: viene a volte erroneamente associato allo sfondellamento del solaio, in realtà si tratta di un danneggiamento distinto; in- fatti, non è detto che la presenza di un distacco di intonaco implichi la presenza dello sfondellamento. Il distacco di intonaco riguarda l’assenza di perfetta adesione fra gli elementi costituenti l’intradosso del solaio (travetti e pignatte) e lo strato di intonaco. È inquadrabile come un problema di de-adesione proprio della meccanica della frattura e genera con alta probabilità superfici a sviluppo circolare.

 

Distacco di intonaco su un solaio gettato in opera.
(Crediti: G. Porco - F. Forestieri - M. Scattareggia)
Distacco di intonaco su un solaio in c.a.p.
(Crediti: G. Porco - F. Forestieri - M. Scattareggia)

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La presente memoria è tratta da Italian Concrete Conference - Napoli, 12-15 ottobre 2022
Evento organizzato da aicap e CTE

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