In collaborazione con:
Giovani Ingegneri Bresciani
PROVE E CONTROLLI NON DISTRUTTIVI
PER LA VERIFICA DEGLI EDIFICI ESISTENTI
SECONDO LA NORMATIVA SISMICA
E LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
Brescia 15 giugno 2007
ing. Marco BROGNOLI
STUDIO IDES – Indagini Diagnostiche Edifici Storici
www.idesweb.it
D.M. 14/09/2005
NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
(S.O. N. 159 - G.U. N. 222 DEL 23/09/02005)
EDIFICI NUOVI
N.B.
EDIFICI ESISTENTI
23.05.2007 - Riunione Tecnica Interregionale per l’esame della bozza aggiornata al 24.04.2007
ORD. P.C.M. N. 3274 DEL 20/03/2003 e s.m.i.
Primi elementi in materia di criteri generali
per la classificazione sismica del territorio nazionale
e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica
(S.O. N. 72 - G.U. N. 105 DEL 08/05/2003)
VALUTAZIONE DI SICUREZZA SISMICA DI
EDIFICI ESISTENTI STRATEGICI E RILEVANTI
N.B.
Luglio 2006 - Linee Guida per l’applicazione al patrimonio culturale (Prof. Calvi)
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NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
NUOVE COSTRUZIONI (Cap. 8 – Collaudo)
Il collaudatore, nell’ambito della propria responsabilità e discrezionalità,
potrà – dovrà (bozza del 23.4.07) - richiedere tutti quegli accertamenti, studi,
indagini, sperimentazioni e ricerche utili per formarsi il convincimento della
sicurezza, della durabilità e della collaudabilità dell’opera, in particolare:
1. PROVE DI CARICO
2. PROVE SUI MATERIALI MESSI IN OPERA
anche mediante prove non distruttive
(Par. 11.1.6 - Controllo della resistenza del calcestruzzo in opera)
3. MONITORAGGIO PROGRAMMATO
di grandezze significative del comportamento dell’opera
da proseguire anche dopo il collaudo della stessa
4. ESAMINARE LE INDAGINI ESEGUITE
in fase di progettazione e costruzione come prescritti nelle N.T.C. (bozza del 23.4.07)
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NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
INTERVENTI SULLE COSTRUZIONI ESISTENTI (Cap. 9)
Interventi finalizzati all’aumento della sicurezza della costruzione:
CONSOLIDAMENTO*
conferire alla struttura un grado di sicurezza maggiore
RIPARAZIONE
riportare la sicurezza dell’opera al livello precedente al danno
Interventi conseguenti a nuove esigenze
e/o trasformazioni della costruzione:
ADEGUAMENTO
in caso di ampliamento e/o sopra elevazione
in caso variazione d’uso con aumento di carichi
MIGLIORAMENTO
conferire all’intera struttura un maggior grado di sicurezza
* non previsto nell’ultima bozza delle N.T.C.
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PER TUTTI GLI INTERVENTI DI ADEGUAMENTO,
MIGLIORAMENTO e CONSOLIDAMENTO
AI SENSI DELLE NORME TECNICHE, I PROGETTI DEVONO PREVEDERE:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Rilievo plano-altimetrico della costruzione;
Rilievo strutturale, comprese le strutture di fondazione;
Rilievo dello stato fessurativo e/o distorsivo della struttura;
Analisi dell’evoluzione storica-costruttiva della costruzione;
Studio geologico e analisi geotecnica (ove necessario);
Indagine sismica del sito (ove necessario);
Indagini sui terreni delle strutture di fondazione (ove necessario);
Indagini sui materiali e valutazione dello stato di conservazione e di
resistenza residua, da definire con prove sperimentali;
9. Rilievo di dissesti, cause, entità;
10. Valutazione delle condizioni di sicurezza della struttura nello stato ante-intervento;
11. Relazione motivata dell’intervento;
12. Verifica della sicurezza della struttura nello stato di post-intervento e nel corso
delle fasi esecutive.
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Ordinanza P.C.M. N. 3274/2003 e s.m.i.
E’ fatto OBBLIGO, entro il 20 marzo 2008,
procedere a VALUTAZIONE DI SICUREZZA SISMICA
degli edifici esistenti di interesse strategico
e di rilievo fondamentale per le finalità di protezione civile.
STRATEGICI:
- sedi di amministrazioni provinciali, comunali, di comunità montane
- ospedali e strutture sanitarie con pronto soccorso
- sedi di A.U.S.L. con funzioni connesse alla gestione delle emergenze
- centrali operative 118 e centri funzionali di protezione civile
RILEVANTI:
- asili nido e scuole dalle materne alle superiori
- strutture ricreative, sportive, culturali e di intrattenimento in genere,
- edifici aperti al culto
- strutture sanitarie e/o socio-assistenziali con ospiti non autosufficienti,
(ospizi, orfanotrofi, ecc,)
- edifici aperti al pubblico, destinati all’erogazione di servizi, suscettibili di
grande affollamento (banche, centri commerciali, ecc.)
- edifici il cui collasso può determinare danni significativi al patrimonio
storico, artistico e culturale (musei, biblioteche, chiese, ecc.)
Fonti:
DECRETO del 21.11.2003 d.u.o. Sicurezza, Polizia Locale e Protezione Civile R. Lombardia
DECRETO del 21.10.2003 c.d. Protezione Civile
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MOTIVAZIONI DELLA VALUTAZIONE SISMICA
“L’ordinanza è nata dalla necessità di dare una risposta rapida e integrata alle esigenze
poste dal rischio sismico,
una risposta che non poteva ulteriormente essere ritardata,
visto il ripetersi di eventi sismici calamitosi
che hanno interessato anche zone non classificate sismiche”.
(Dipartimento della Protezione Civile – Ufficio Servizio Sismico Nazionale, Nota del 4 giugno 2003).
“La valutazione è legata alla duplice necessità:
a) di non dover gestire situazioni di elevato rischio sismico
che risultano in realtà infondate.
Basti pensare alle conseguenze di tipo sociale ed economico di un
giudizio infondato di elevato rischio sismico in una scuola.
b) di non doversi trovare, come spesso successo in passato, in condizioni di
ignoranza nei confronti di situazioni di elevato rischio sismico.
Da questo punto di vista è necessario individuare
tutte le possibili cause di vulnerabilità delle opere da verificare.”
(Linee Guida della Regione Lazio - D.R.G. 4 agosto 2006
Collaborazione istituzionale con l’Ufficio S.S.N del Dipartimento della Protezione Civile).
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Ordinanza P.C.M. N. 3274/2003 e s.m.i.
Oltre che per gli edifici strategici e rilevanti,
è fatto obbligo procedere alla valutazione di sicurezza sismica
PER L’ADEGUAMENTO DI TUTTI GLI EDIFICI ESISTENTI
nei progetti per interventi di:
SOPRAELEVAZIONE DELLA STRUTTURA
AMPLIAMENTO DELL’EDIFICIO
VARIAZIONE DI CLASSE E/O DESTINAZIONE
con incremento dei carichi originari superiori al 20%
INTERVENTO STRUTTURALE
volto a trasformare l’edificio
... stessa casistica ripresa dalla ultima bozza delle Norme Tecniche per le Costruzioni
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VALUTAZIONE DI SICUREZZA SISMICA
“Si intende un PROCEDIMENTO QUANTITATIVO
volto a stabilire se un edificio esistente è in grado o meno
di resistere alla combinazione sismica di progetto”
(par. 11.2)
“La valutazione della sicurezza ed il progetto degli interventi
sono normalmente affetti da un GRADO DI INCERTEZZA
diverso da quello degli edifici di nuova progettazione.
Ciò comporta l’impiego di adeguati fattori di confidenza”
(par. 11.1)
OGNI EDIFICIO E’ UN CASO A SE’:
“le norme forniscono gli elementi per la valutazione dei singoli edifici
ed i risultati non sono estendibili a edifici diversi
pur appartenenti alla stessa tipologia”
(par. 11.2)
La quantità e la qualità dei dati acquisiti determina il metodo di analisi
e i valori dei FATTORI di CONFIDENZA (FC) da applicare alle proprietà dei materiali:
“le resistenze medie ottenute dalle prove in-situ vanno divise per i fattori di confidenza”,
prima di essere utilizzare nelle formule di capacità degli elementi strutturali.
(par. 11.2.4)
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LIVELLI DI CONOSCENZA
Al par. 11.2.3.3. si distinguono i tre livelli di conoscenza:
LC1: conoscenza limitata
LC2: conoscenza adeguata
LC3: conoscenza accurata
Gli aspetti che definiscono i livelli di conoscenza sono
GEOMETRIA
DETTAGLI COSTRUTTIVI
PROPRIETA’ DEI MATERIALI
Un livello di conoscenza si intende raggiunto quando
i tre aspetti vengono analizzati e definiti ad un livello pari o superiore
Le fonti da considerare per l’acquisizione dei dati sono:
documenti di progetto
rilievo strutturale
prove in situ e/o in laboratorio
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LIVELLI DI CONOSCENZA DI EDIFICI IN C.A.
LC
Geometria
Dettagli costruttivi
Proprietà dei
materiali
Metodo di
analisi
FC
Progetto simulato +
verifiche in situ
limitate
Prove in situ limitate
Analisi
lineare statica
o dinamica
1,35
(74%)
Disegni costruttivi
incompleti +
verifiche in situ
limitate
Oppure
verifiche in situ
estese
Specifiche di progetto
o certificati di prova
(originali) + Prove in
situ limitate
Oppure
Prove in situ estese
Tutti
1,20
Disegni costruttivi
incompleti +
verifiche in situ
limitate
Oppure
verifiche in situ
esaustive
Specifiche di progetto
o certificati di prova
(originali) + Prove in
situ estese
Oppure
Prove in situ
esaustive
Tutti
(armature)
LC1
LC2
Da disegni
di
carpenteria
originali +
rilievo a
campione
Oppure
LC3
Rilievo exnovo
completo
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(83%)
1,00
(100%)
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LIVELLI DI CONOSCENZA DI EDIFICI IN C.A.
VERIFICHE
e
PROVE
VERIFICHE SUI
DETTAGLI COSTRUTTIVI
PROVE PER LE PROPRIETA’
DEI MATERIALI
Per ogni tipo di elemento “primario” (trave, pilastro, ecc.)
LIMITATE
La quantità e disposizione
dell’armatura è verificata per
almeno il 15% degli elementi
1 provino di cls. per 300 m2 di
piano dell’edificio
1 campione di armatura per
piano dell’edificio
ESTESE
La quantità e disposizione
dell’armatura è verificata per
almeno il 35% degli elementi
2 provini di cls. per 300 m2 di
piano dell’edificio
2 campioni di armatura per piano
dell’edificio
ESAUSTIVE
La quantità e disposizione
dell’armatura è verificata per
almeno il 50% degli elementi
3 provini di cls. per 300 m2 di
piano dell’edificio
3 campioni di armatura per piano
dell’edificio
N.B.
E’ consentito sostituire alcune prove distruttive, non più del 50% con
un più ampio numero, almeno il triplo, di PROVE NON
DISTRUTTIVE, singole o combinate, tarate su quelle distruttive
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PRINCIPALI INDAGINI SU CALCESTRUZZO
CAROTAGGIO E PROVA A COMPRESSIONE
PROFONDITA’ DI CARBONATAZIONE
MAGNETOMETRIA
PROVA DI ESTRAZIONE PULL-OUT
PROVA PENETROMETRICA (Windsor)
PROVA SCLEROMETRICA
PROVE ULTRASONICHE
PROVE COMBINATE (SonReb)
PROVA PETROGRAFICA SU SEZIONE SOTTILE
ASSORBIMENTO SUPERFICIALE DELL’ACQUA
TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
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CAROTAGGIO E PROVA A COMPRESSIONE
Stima della resistenza cubica locale convenzionale a compressione di
calcestruzzo, mediante prova a compressione su provini ricavati da carote.
Norme:
ASTM C 39 - BS EN 12504-1:2000 - UNI EN 12504-1:2002 - UNI EN 12390-3:2003 - UNI 10766:1999
ACI 214,4R-03 - DM 14.09.2005 - L. 1086/71
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CAROTAGGIO E PROVA A COMPRESSIONE
PREPARAZIONE DEL CAMPIONE IN CALCESTRUZZO
Taglio
Rettifica, al fine di ottenere facce sufficientemente piane,
parallele e ortogonali all’asse del taglio
Esame visivo
Conservazione nell'atmosfera del laboratorio per almeno tre giorni
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FATTORI D’INFLUENZA
I risultati forniti dal carotaggio NON CORRISPONDONO a quelli che si
otterrebbero con prove condotte su cubi confezionati durante il getto,
a causa della diversità dell’ambiente di maturazione
e dei danni prodotti dall’estrazione.
I principali fattori connessi col metodo di prova sono indicati in
ACI - AMERICAN CONCRETE INSTITUTE 214.4R-03
“Guide for Obtaining Cores and Interpreting Compressive Strenght Results”
(2003)
“Istruzioni tecniche.
Criteri per lo svolgimento di indagini diagnostiche
finalizzate alla valutazione della qualità dei materiali
in edifici esistenti in cemento armato”
della Regione Toscana
(luglio 2004)
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FATTORI D’INFLUENZA
Direzione di perforazione: perforazioni perpendicolari alla direzione del getto
producono una diminuzione di resistenza variabile tra il 5% e l’8% per conglomerato
avente resistenza caratteristica di 250 kg/cm2, mentre è praticamente nulla per
resistenza caratteristica di 400 kg/cm2.
Perforazioni in direzione parallela a quella di getto comportano riduzioni minori
(Barbarito, 1993).
Dimensioni del campione: i valori della resistenza del conglomerato sono
influenzati dal diametro, dall’altezza della carota (H/D) e dalla dimensione
massima dell’inerte.
Condizioni di umidità del campione: campioni asciutti hanno resistenze maggiori
del 10-14% rispetto agli stessi in condizioni umide (Bartlett - MacGregor, 1994);
Î prima della prova il campione va conservato in ambiente adeguato
Armature metalliche: la presenza di spezzoni d’armatura induce possibili
incrementi di resistenza del provino, per cui nella valutazione dei risultati è
necessario apportare delle riduzioni in misura difficilmente quantificabile (Rossetti,
1999) Î va evitato il prelievo di carote inglobanti spezzoni d’armatura
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INTERPRETAZIONE DEI DATI
L’elaborazione tiene conto dei fattori d’influenza attraverso dei coefficienti
correttivi che, applicati al valore Rcar, consentono di ottenere il valore di
resistenza a compressione del calcestruzzo in situ.
Rcil = α · β · K1 · K2 · K3 · Rcar
Rcub = K4 · Rcil
K1
K2
K3
K4
Direzione di perforazione dei getti
Rapporto lunghezza/diametro
Dimensioni dei campione e dell’inerte
Forma del campione
α
β
Umidità del campione
Disturbo durante la perforazione
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INTERPRETAZIONE DEI DATI
Rcar =
Resistenza di carota, ovvero resistenza misurata dalla rottura della
carota. Il valore viene fornito dalla prova a compressione in
Laboratorio dividendo il carico massimo per l’area della sezione
trasversale, calcolata dal diametro medio.
Rcil =
Resistenza cilindrica, ovvero di un provino cilindrico standard
(rapporto di snellezza H/D=2). Si ottiene tramite coefficienti
correttivi che consentono di depurare il valore di resistenza Rcar da
fattori perturbativi (eventuale disturbo causato dalle operazioni di
prelievo, rapporto di snellezza ≠2, direzione di perforazione, presenza
di barre d’armatura).
Rcub =
Resistenza effettiva cubica, ovvero resistenza di un provino cubico
standard (lato 150 mm) al momento del carotaggio sulla struttura
esaminata. Il valore si ottiene moltiplicando Rcil per un fattore di
correzione che tiene conto delle diverse dimensioni di un provino
cubico rispetto ad uno cilindrico standard, con diametro di 100 mm
(Ursella, 2005).
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INTERPRETAZIONE DEI DATI
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STIMA DELLA RESISTENZA CUBICA CARATTERISTICA
In letteratura vi sono numerosi metodi per determinare
la resistenza cubica convenzionale del calcestruzzo,
ossia equivalente ai "controlli di accettazione" del cls a 28 giorni
per strutture nuove, stabiliti dai DM 09.01.1996 e DM 14.09.2005
(American Concrete Society, Cestelli Guidi, ecc.).
Per tenere conto dei FATTORI PERTURBATIVI dovuti
alle operazioni di getto,
alle differenti condizioni termoigrometriche
ed all’età di maturazione,
la resistenza cubica convenzionale si ottiene
incrementando il valore di Rc,med,attuale
mediante opportuni coefficienti correttivi.
Tali coefficienti (maggiori di 1) dipendono principalmente dal fatto che
“le condizioni di preparazione e stagionatura dei getti in cantiere
sono peggiori di quelle per provini standard”
(Istruzioni Tecniche Regione Toscana luglio 2004).
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STIMA DELLA RESISTENZA CUBICA CARATTERISTICA
E’ opportuno fare riferimento a quanto riportato
al paragrafo 11.1.6 delle Norme Tecniche per le Costruzioni
(D.M. 14/09/2005 Suppl. Ord. N. 159 G.U. n. 222 del 23.09.2005)
ossia
“Il valor medio della resistenza del calcestruzzo in opera
(definito anche come valore attuale)
è in genere inferiore al valor medio della resistenza dei prelievi.
È accettabile un valor medio, misurato con tecniche opportune
(distruttive e non distruttive) e debitamente trasformato
in resistenza cubica, non inferiore all’85% di Rck”.
pertanto
Rck,med,attuale ≥ 0,85 Rck
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PROFONDITA’ DI CARBONATAZIONE
Valutazione del degrado del calcestruzzo e della corrosione dei ferri d'armatura,
tramite analisi colorimetrica con soluzione di fenoftaleina.
Generalmente la velocità di
propagazione della carbonatazione
nelle strutture in calcestruzzo è pari a
10÷15 mm ogni 10 anni.
Norme:
UNI 9944:1992
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MAGNETOMETRIA
Rilevare la presenza e la direzione dei ferri d’armatura,
stimarne la profondità e il diametro.
Pacometro: strumento che sfrutta il principio delle correnti parassite (Eddy Current) e
impiega campi magnetici continuamente variabili a media frequenza.
Norme:
DIN 1045 - CP110 - BS 1881:204 - UNI 13860:2004 - UNI EN 1992-1-1:2005 (EC 2)
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PROVA DI ESTRAZIONE PULL-OUT
Stima della resistenza del calcestruzzo in situ, in base alla forza necessaria per
estrarre un tassello ad espansione posizionato nel calcestruzzo indurito.
N.B. La prova necessita dell’esecuzione di foro troncoconico con
sottosquadro a mezzo di trapano elettrico con punta svasatrice.
Norme:
ASTM C900 - UNI 9536:1986 - UNI 10157:1992 – UNI EN 12504-3:2003 – pr EN 12399:1996
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PROVA PENETROMETRICA (Windsor)
Prova penetrometrica su calcestruzzo per valutarne le proprietà meccaniche,
mediante infissione e misurazione della penetrazione di una sonda metallica,
normalizzata mediante pistola Windsor dotata di carica esplosiva
Norme:
ASTM C 803-80
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PROVA SCLEROMETRICA
Valutare l’uniformità del calcestruzzo in situ,
delineare le zone di degrado e di scarsa qualità.
Stimare la resistenza del calcestruzzo indurito
in base alla durezza superficiale, mediante opportuna correlazione.
Energia di percussione: 2,207 Nm
“Il metodo di prova non è inteso come una alternativa per la determinazione della
resistenza alla compressione del calcestruzzo (EN 12390-3) ma, con una opportuna
correlazione, può fornire una stima della resistenza in sito” (UNI 12504-2)
Norme:
ASTM C 805 - BS 1881:202 - DIN 1048 - prEN 12398:1996 - UNI EN 12504-2:2001
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PROVE ULTRASONICHE
Valutazione dell’uniformità del calcestruzzo,
delineando le zone di degrado o di scarsa qualità.
Stima della resistenza del calcestruzzo indurito, in base alla velocità di
propagazione degli ultrasuoni, tramite opportuna correlazione.
Norme:
ACI 228.2R-98 - ASTM C 597 - ASTM C 1383 - NF P 18-418 - prEN ISO 8047 - UNI 9524:1989 - UNI EN
12504-4:2005 - EN 12668-1:2000/A1 - EN 12668-3:2000/A1 - EN 1330-4 - EN 13554:2002/A1 - UNI
8555:1984 - UNI 9094:1987 - UNI EN 12223:2001 - UNI EN 12668-2:2004 - UNI EN 13860-2:2003 - UNI
EN 14127:2004 – UNI ENV 583-6:2001 - UNI EN 1330-9:2002 - UNI EN 13477-1:2003 - UNI EN 134772:2003 - UNI EN 583-1:2004 - UNI EN 583-2 :2004 - UNI EN 583-3:1998 - UNI EN 583-4:2004 - UNI EN
583-5:2004
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PROVE ULTRASONICHE
La prova viene effettuata posizionando alle estremità dell’elemento in
calcestruzzo la sonda trasmittente e quella ricevente, generando
l’impulso ultrasonico e registrando il tempo di attraversamento dell’onda.
La velocità di propagazione
delle onde elastiche V si
ottiene dal rapporto tra lo
spessore dell'elemento
attraversato S e il tempo T di
attraversamento nel mezzo:
V = S/T
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METODO COMBINATO (SonReb)
Stima del valore approssimato di resistenza del calcestruzzo in opera
tramite metodo SonReb: SONic & REBound.
CORRELAZIONE
combinando i risultati
delle indagini ultrasoniche e delle analisi sclerometriche
è possibile compensare i limiti di entrambe le prove,
ottenendo una stima più attendibile della resistenza del calcestruzzo
tramite una correlazione dei risultati dei due metodi non distruttivi,
ossia
l’indice di rimbalzo sclerometrico (I)
e
la velocità di propagazione delle onde ultrasoniche (V).
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METODO COMBINATO (SonReb)
VANTAGGI
1. Si annulla l’influenza dell’UMIDITA’ e del grado di maturazione del
calcestruzzo. A parità di effettiva resistenza a rottura, si hanno effetti
opposti nella misura di velocità di propagazione degli ultrasuoni e
nella determinazione dell’indice di rimbalzo;
2. Si riduce, rispetto al metodo ultrasonoro, l’influenza della
GRANULOMETRIA DELL’INERTE, del DOSAGGIO e del TIPO DI
CEMENTO e dell’eventuale additivo utilizzato per il getto del
calcestruzzo;
3. Si riduce, rispetto al metodo sclerometrico, l’importanza delle
VARIAZIONI DI QUALITA’ tra gli strati superficiali e gli strati
profondi del calcestruzzo.
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METODO COMBINATO (SonReb)
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PROVE NON DISTRUTTIVE (Metodo SonReb)
in letteratura vengono fornite numerose espressioni
per l’applicazione del metodo SONREB:
(1) Norme RILEM
(2) Gasparik
(3) Di Leo - Pascale
“Nessuna di queste espressioni ha validità generale e, in particolare,
non sono valide per calcestruzzi di bassa qualità” (Masi)
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METODO COMBINATO (SonReb)
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PROVE NON DISTRUTTIVE (Metodo SonReb)
Ordinanza 3274/2003 e s.m.i.
“E’ consentito sostituire alcune prove distruttive
con un più ampio numero di PROVE NON DISTRUTTIVE,
singole o combinate, TARATE SU QUELLE DISTRUTTIVE”
La resistenza del calcestruzzo in opera viene stimata utilizzando una
CORRELAZIONE SPERIMENTALE
tra la resistenza cubica del calcestruzzo, ricavata dalle prove su carote (Rcub),
ed i parametri ricavabili da prove non distruttive: I e V.
Tale correlazione viene dedotta mediante analisi statistica multiregressiva,
utilizzando come variabile dipendente la resistenza Rcub
e, come variabili indipendenti, i parametri non distruttivi.
Rcub,s = a + b · I + c · V
Rcub,s = a · Ib · Vc
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Esempio:
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METODO COMBINATO (SonReb)
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TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
L’analisi termografica consente l'accertamento di:
- tessitura muraria sottostante l'intonaco;
- presenza di materiali diversi;
- preesistenze strutturali ed eventuali anomalie costruttive;
- discontinuità, lesioni, cavità;
- distacchi di intonaco;
- stato di conservazione dei paramenti;
- ponti termici;
- fenomeni di umidità, risalita capillare, condensa e infiltrazioni;
- posizione dei condotti di ventilazione all'interno delle murature.
Norme:
Raccomandazioni NorMaL 42/93 - UNI 9252:1988 - ISO 6781-83 - UNI 9124-2:1987 - UNI 11120:2004 UNI 11131:2005
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TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
l
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PRINCIPALI INDAGINI SU ACCIAIO
INDAGINE RADAR
MAGNETOMETRIA
POTENZIALE DI CORROSIONE DELLE ARMATURE
PRELIEVO DI ARMATURA E PROVA A TRAZIONE
PROVA DI DUREZZA
MAGNETOSCOPIA
LIQUIDI PENETRANTI
VERIFICA DI SERRAGGIO BULLONI
MISURA SPESSORE DELLE VERNICI
PROVA DI TIRO SU CATENA
PROVA DINAMICA SU CATENA
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PRELIEVO DI ARMATURA E PROVA A TRAZIONE
Stima della resistenza di barre d’armatura per cemento armato ordinario
mediante prova a trazione su campioni prelevati in situ.
tensione di snervamento (fy) – tensione di rottura (ft) – allungamento su 5 diametri (%)
Norme:
UNI EN 10002/1
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PROVA DI TIRO SU CATENA
Stima dello stato tensionale di esercizio di catena metallica
tramite applicazione di zavorra variabile e misura della freccia in mezzeria
mediante trasduttore di spostamento.
N
N
e2
F
L
Elaborazione dati mediante la teoria dell’analisi globale elastica,
includendo gli effetti del secondo ordine: analisi non lineare,
direttamente per geometria, che considera il momento flettente generato per effetto
dello spostamento dovuto all’applicazione della zavorra.
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PROVA DINAMICA SU CATENA
Stima dello stato tensionale di esercizio di catena metallica,
tramite generazione di un’oscillazione mediante percussione a massa battente
di impulso e rilievo delle vibrazioni smorzate
attraverso un accelerometro triassiale collocato sulla catena.
Elaborazione dati mediante la teoria dell’elasticità:
analisi dello spettro di risposta in frequenza mediante la trasformata rapida di Fourier
e individuazione della frequenza e dello smorzamento dei primi modi di vibrare.
Norme:
UNI 9916:2004, UNI 9614:1990, UNI ISO 5347:1993, DIN 4150-3:1999, BS 7385-1:1990
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PRINCIPALI INDAGINI SU MURATURA
PROVA CON MARTINETTO PIATTO SINGOLO
PROVA CON MARTINETTI PIATTI DOPPI
PROVA DI COMPRESSIONE DIAGONALE SU PANNELLO
PROVA DI TAGLIO (SHAVE TEST)
ANALISI SONICHE
TOMOGRAFIA SONICA
INDAGINE RADAR
VIDEO-ENDOSCOPIA
CAROTAGGIO
ANALISI DELLA TESSITURA MURARIA
ANALISI DEGLI AMMORSAMENTI
TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
PROVA SCLEROMETRICA
PROVA GRAVIMETRICA
ANALISI COLORIMETRICA DEI SALI
ANALISI CHIMICO-PETROGRAFICA
ALTRE PROVE DI LABORATORIO
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PROVA CON MARTINETTO PIATTO SINGOLO
Quantificare le tensioni d'esercizio in una muratura.
Norme:
RILEM TC 76 LUM D.2 - ASTM C 1196-92
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PROVA CON MARTINETTO PIATTO SINGOLO
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PROVA CON MARTINETTO PIATTO SINGOLO
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PROVA CON MARTINETTI PIATTI DOPPI
Valutare la deformabilità, il modulo elastico e la resistenza a
compressione del corpo murario attraverso la curva sforzi-deformazioni.
Norme:
RILEM TC 76 LUM D.3 - ASTM C 1197-91
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PROVA CON MARTINETTI PIATTI DOPPI
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PROVA CON MARTINETTI PIATTI DOPPI
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PROVA CON MARTINETTI PIATTI DOPPI
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PROVA DI COMPRESSIONE DIAGONALE
Valutazione della resistenza a taglio e della deformabilità della muratura
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PROVA DI TAGLIO (SHAVE TEST)
Determinazione del valore medio di resistenza a taglio in situ.
La prova consiste nel far slittare orizzontalmente un elemento di laterizio,
opportunamente isolato lateralmente dal resto della muratura, fino a raggiungere la
rottura per evidente scorrimento a livello di giunto.
Norme:
RILEM 127 D.6
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ANALISI SONICHE
Diagnosi di materiali fortemente disomogenei con elevato grado di discontinuità
• qualificare la morfologia del paramento
murario, individuando la presenza di cavità,
vuoti, difetti o lesioni
• valutare l'omogeneità e il grado di
discontinuità
• controllare le variazioni delle proprietà
causate dalla storia dell'elemento
(manutenzione, sollecitazioni, degrado, ecc.)
• controllare le caratteristiche della muratura
dopo interventi di consolidamento (iniezioni
di malte e resine), verificando i cambiamenti
delle caratteristiche fisiche dei materiali.
Norme:
Raccomandazioni CNR-ICR NorMaL 42/93 e 22/86
UNI 9524:1989 – RILEM TC 127 MS D.5
EN 13554:2002 - NF P 18-418
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ANALISI SONICHE
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ANALISI SONICHE
DATI RICAVABILI:
• Velocità media
• Velocità massima e minima
• Scarto quadratico medio
• Deviazione standard
• Modulo elastico
• Correlazione murature
Velocità
[m/s]
1300
1500
1700
1900
2100
2350
2550
2750
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15.06.2007
TOMOGRAFIA SONICA
Analisi della sezione trasversale di materiali fortemente disomogenei con
elevato grado di discontinuità.
Norme:
Raccomandazioni NorMaL 42/93 - UNI 9524:1989 - RILEM TC 127 MS D.5
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INDAGINE RADAR
Finalità:
- identificare vuoti, cavità, intercapedini e fessure;
- valutare spessori, composizione strutturale e omogeneità;
- ricercare armature e catene interne;
- determinare dimensioni, geometria, profondità di posa delle fondazioni;
- individuare corpi interrati e strutture murarie (cripte, loculi, camere sepolcrali, ecc.).
Norme:
RILEM TC 127-MS.D.3
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15.06.2007
INDAGINE RADAR
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VIDEO-ENDOSCOPIA
Ottenere informazioni circa la morfologia e la tipologia degli elementi strutturali
(con rilievo della stratigrafia e dello spessore di ogni strato), la presenza di cavità
(vuoti o anomalie localizzate), lo stato visibile di conservazione dei materiali.
Norme:
Raccomandazioni NorMaL 42/93
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15.06.2007
VIDEO-ENDOSCOPIA
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15.06.2007
ANALISI DELLA TESSITURA MURARIA
Caratterizzare, tramite analisi visiva, le murature in base a parametri quali
l’apparecchiatura dei paramenti, la tipologia degli elementi lapidei e le
caratteristiche della malta.
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15.06.2007
ANALISI DELLA TESSITURA MURARIA
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15.06.2007
TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
Tesa all'accertamento di:
- tessitura muraria sottostante
l'intonaco;
- presenza di materiali diversi;
- preesistenze strutturali ed eventuali
anomalie costruttive;
- discontinuità, lesioni, cavità;
- distacchi di intonaco;
- stato di conservazione dei
paramenti;
- ponti termici;
- fenomeni di umidità, risalita
capillare, condensa e infiltrazioni;
- posizione dei condotti di
ventilazione all'interno delle
murature.
Norme:
Raccomandazioni NorMaL 42/93 - UNI 9252:1988 - ISO 6781-83 - UNI 9124-2:1987 - UNI 11120:2004 UNI 11131:2005
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15.06.2007
TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
Infiltrazioni d’acqua
Distacchi di intonaco
Umidità da risalita capillare
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15.06.2007
TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
Fessure
Canne fumarie
Strutture di solai e volte
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15.06.2007
TERMOGRAFIA ALL’INFRAROSSO
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15.06.2007
PROVA SCLEROMETRICA
Valutare l’uniformità del materiale (elemento lapideo naturale o artificiale) e
delineare le zone di scarsa qualità, in base alla durezza superficiale.
Energia di percussione: 0,735 Nm
Norme:
UNI 10766:1999 - ASTM C 805 - BS 1881:202 - DIN 1048 - prEN 12398 - UNI EN 12504-2:2001
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15.06.2007
PROVA GRAVIMETRICA
Ricavare la percentuale di umidità presente nella muratura
identificare le sue caratteristiche di imbibizione,
determinando i valori ponderali di acqua contenuta.
Norme:
UNI 11085:2003
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15.06.2007
PRINCIPALI INDAGINI SU MALTA
ANALISI CHIMICO-PETROGRAFICA
ANALISI STRATIGRAFICA
CROMATOGRAFIA IONICA
DISTRIBUZIONE GRANULOMETRICA
PROVA PENETROMETRICA (Windsor)
PROVA SCLEROMETRICA
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15.06.2007
ANALISI CHIMICO-PETROGRAFICA
Caratterizzazione mineralogica del materiale in sezione sottile
atta a fornire indicazioni qualitative sulla sua natura chimico-petrografica e sullo
stato di conservazione: composizione mineralogica dell'aggregato, morfologia e
granulometria, composizione e caratterizzazione della matrice legante, porosità
dell'impasto e percentuale dei pori.
Norme:
Raccomandazioni CNR-ICR NorMaL 3/80, 10/82, 12/83 e 14/83 - UNI 10922:2001
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15.06.2007
ANALISI STRATIGRAFICA
Analisi in sezione lucida finalizzata
ad individuare la sequenza dei
differenti strati ed eventuali prodotti
di neoformazione.
Norme:
Raccomandazioni CNR-ICR NorMaL 3/80, 10/82, 12/83 e 14/83 - UNI 10922:2001
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15.06.2007
PROVA SCLEROMETRICA
Verificare la qualità dei giunti di malta (Schmidt Hammer Rebound Test),
valutandone l’uniformità in base alla durezza superficiale, mediante sclerometro
a pendolo Schmidt mod. PM avente energia di impatto 0,883 Nm.
Norme:
UNI 10766:1999 - ASTM C 805 - BS 1881:202 - DIN 1048 - prEN 12398 - UNI EN 12504-2:2001
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15.06.2007
PROVA PENETROMETRICA
Valutare le proprietà meccaniche della malta mediante infissione e misurazione
dell’avanzamento di una sonda metallica normalizzata (Windsor)
Norme: ASTM C 803-80
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15.06.2007
PRINCIPALI INDAGINI SU LEGNO
ANALISI ULTRASONICHE
PROVA RESISTOGRAFICA
MICROCAROTAGGIO E PROVA FRATTOMETRICA
VIDEO-ENDOSCOPIA
PROVA PENETROMETRICA (Pilodin o Wood Pecker)
ANALISI DEI BIODETERIOGENI
ANALISI IGROMETRICA
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15.06.2007
ANALISI ULTRASONICHE
Qualificare la morfologia dell'elemento, valutandone l’omogeneità e il grado di
discontinuità, tramite generazione di impulsi ultrasonici per trasparenza
30
31
41
29
28
32
33
42
27
34
26
35
43
25
24
46
23
44
47
22
48
21
1
3
4
5
6
7
8
9
10
1690
Norme:
37
38
52
39
51
45
49
2
36
53
40
50
11
1800
12
1925
13
2050
14
15
2175
16
2300
17
2425
18
19
2550
20
Velocità
[m/s]
Raccomandazioni ICR-CNR NorMaL 42/93 - UNI 9524:1989 – RILEM TC 127 MS D.5 UNI EN 583-1:2000 - UNI EN 583-3:1998 - ASTM C597 - NF P 18-418 - UNI 7997 - pr EN-ISO 8047
Ing. Marco Brognoli – Studio IDES Indagini Diagnostiche Edifici Storici (Brescia) – www.idesweb.it
15.06.2007
PROVA RESISTOGRAFICA
Individuare le variazioni di densità interne al legno, lungo un percorso preso in esame.
Norme: UNI 11119:2004
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15.06.2007
MICROCAROTAGGIO E PROVA FRATTOMETRICA
Valutazione delle caratteristiche meccaniche del legno:
- microcarotaggio per il prelievo di piccole carote con succhiello di Pressler
- rottura della microcarota lignea mediante frattometro meccanico
- stima della resistenza a compressione e a flessione.
FRATTOMETRO
SUCCHIELLO DI PRESSLER
Norme: UNI 11119:2004
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15.06.2007
PROVA PENETROMETRICA
Valutazione delle caratteristiche meccaniche del legno
mediante infissione di una sonda in acciaio temprato rettificato
(massima profondità di penetrazione: 40 mm)
e misurazione della penetrazione del puntale
PILODYN (6 Nm)
WOOD PECKER (2,207 Nm)
Norme: UNI 11119:2004
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15.06.2007
VIDEO-ENDOSCOPIA
Ottenere informazioni circa la morfologia e la tipologia degli elementi strutturali
(con rilievo della stratigrafia e dello spessore di ogni strato), la presenza di cavità
(vuoti o anomalie localizzate), lo stato visibile di conservazione dei materiali.
Norme:
Raccomandazioni NorMaL 42/93
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15.06.2007
MONITORAGGI
MONITORAGGIO DI FESSURE E SPOSTAMENTI
MONITORAGGIO DELLE VIBRAZIONI
MONITORAGGIO DEI PARAMETRI AMBIENTALI
MONITORAGGIO DEI PARAMETRI ACUSTICI
MONITORAGGIO DELLA CONCENTRAZIONE DI RADON
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15.06.2007
MONITORAGGIO DI FESSURE E SPOSTAMENTI
Monitoraggio in continuo del comportamento fessurativo, tramite l'installazione
dell'apparecchiatura per la misura nel tempo degli spostamenti relativi di lembi
di fessure, costituita da trasduttori monoassiali di posizione - con risoluzione
0,001 mm - collegati ad una centralina di acquisizione e registrazione dati.
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15.06.2007
MONITORAGGIO DI FESSURE E SPOSTAMENTI
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15.06.2007
MONITORAGGIO DELLE VIBRAZIONI
Analisi vibrazionale per il rilievo dei fenomeni vibratori sull'edificio, generati all'interno
o all'esterno dello stesso da sorgenti di vibrazione quali attività di cantiere,
funzionamento di macchine, traffico stradale e ferroviario, esplosioni, ecc.
Segnale registrato dal geofono
Norme:
UNI 9916:2004 - UNI 11048:2003 - UNI EN ISO 5349-2:2004 - DIN 4150-3:1999 - BS 7385-2:1993
BS 5228-4:1992 - SN 640312:1992 - UNI 9614:1990
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15.06.2007
MONITORAGGIO DELLE VIBRAZIONI
UNI 9916:2004 – Criteri di misura e valutazione degli effetti delle vibrazioni sugli edifici
Analisi spettrale in trasformata di Fourier
e valori di velocità (p.c.p.v.) al variare della frequenza
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15.06.2007
PROVE DI CARICO SU SOLAI
Verificare il comportamento deformativo del solaio, sottoponendolo a carichi di
prova di intensità tale da indurre, simulando le azioni variabili di esercizio,
le massime sollecitazioni previste a progetto.
•
•
•
•
•
•
verifica delle dimensioni della pianta dei solai;
posa del serbatoio, misurazione degli ingombri relativi all’interno del locale, installazione di aste
telescopiche dotate di trasduttori di spostamento collegati a centralina di visualizzazione;
applicazione graduale del carico;
lettura, per ciascun incremento di carico, delle deformazioni e registrazione dei valori;
mantenimento del massimo carico raggiunto e registrazione del comportamento deformativo;
rimozione graduale del carico con osservazione della deformazione residua.
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15.06.2007
PROVE DI CARICO SU SOLAI
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15.06.2007
PROVE DI CARICO SU SOLAI
6.79
6.00
8.55
3.00
4
9
3
6
7
1
8
8.53
2
6.60
5
Esempio di posizionamento del serbatoio e dei sensori
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15.06.2007
PROVE DI CARICO SU SOLAI
LETTURE ACQUISITE IN SITU
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15.06.2007
PROVE DI CARICO SU SOLAI
SPOSTAMENTI
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15.06.2007
PROVE DI CARICO SU SOLAI
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15.06.2007
PROVE DI CARICO SU SOLAI
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15.06.2007
PROVE DI CARICO SU SOLAI
CARICO EQUIVALENTE qEQ: da calcolare facendo riferimento al momento flettente in
mezzeria, eguagliando il valore teorico relativo ad una trave con carico uniformemente
distribuito su tutta la campata con quello di una trave di uguale lunghezza e carico
uniforme solo sul tratto centrale.
qEQ
FASCIA TRASVERSALE COLLABORANTE c: sezione che immaginariamente si
deformerebbe della stessa ampiezza del punto centrale caricato, racchiudendo la stessa
area della deformata trasversale reale
c
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