QUALIFICAZIONE DI MURATURE STORICHE: PROCEDURE SPERIMENTALI IN SITO E CALIBRAZIONI IN LABORATORIO

In comparison to past codes, the technical building codes published in 2008, updated in 2009 with instructions for their application, focus their attention mostly on existing buildings and provide smart instruments for the definition of the mechanical properties of the most available masonries. These codes have introduced three knowledge levels, which consider the structural survey of the analysed building. Every knowledge level is associated with its decreasing confidence factor of material mechanical property. The more the knowledge increases, the less the uncertainty of the parameters used during the elaborations will be and consequently the confidence factor will decrease until it will be equal to one. This methodological proposal, introduced by the European Code 8 Part 3 and concerning the seismic evaluation of existing buildings, has been supplied with operating procedures in the Italian Code, although these could be still refined. This new approach has made the testing on structures more opportune. Therefore, from it derives a great interest in in-situ masonry tests. The approach focuses mainly on existing masonry since from an analysis of the age and the structural typology of most of the Italian historical buildings, this results to be present in great measure in masonry buildings. These require maintenance due to damages or building adjustments in case of strategic activities or change of use. Starting from these very assumptions, the different test approaches usually applied to in situ masonries have been collected in this work in order to obtain those mechanical parameters useful for a structural analysis of the building. The attention has been focused on tests of different degrees in terms of invasive effect through the use of direct sonic tests, flat jack tests and diagonal compression tests in order to increase the knowledge level about the consistency, the compressive behaviour and in particular on the share behaviour of masonries. The work of this paper is supported by a presentation of in situ tests and laboratory tests using masonries made of materials and technologies similar to those present in historical buildings. Moreover, the efficacy of the strengthening maintenance through injection of hydraulic lime- based grouts has been estimated both in situ and in laboratory. In particular, the in situ activity has regarded masonries damaged by the seism, which took place in L’Aquila on April 6th 2009 while the laboratory activity has regarded three-leaf stone masonry specimen. Finally, calibration tests of the previous analysed methods on brick masonry and stone masonry have also been done in laboratory. The results of the research are meant for all those Project Managers working on existing buildings to reach the waited knowledge level.Le Norme Tecniche per le Costruzioni, pubblicate nel 2008 e corredate d’istruzioni per la loro applicazione nel 2009, dedicano una maggior attenzione agli edifici esistenti rispetto alle precedenti normative, dando rapidi strumenti per la definizione dei parametri meccanici delle murature più comunemente reperibili. Sono stati introdotti tre livelli di conoscenza che tengono conto dell’effettivo percorso conoscitivo fatto su l’immobile oggetto di analisi. Ad ogni livello di conoscenza viene associato un fattore di confidenza riduttivo delle proprietà meccaniche dei materiali. All’aumentare della conoscenza diminuisce l’incertezza sui parametri utilizzati nelle elaborazioni, e conseguentemente il fattore di confidenza diminuisce, sino a diventare unitario. Tale proposta metodologica, introdotta dall’Eurocodice 8 Parte 3 che riguarda la valutazione sismica delle strutture esistenti, è stata corredata di strumenti operativi, per quanto ancora migliorabili, proprio all’interno della normativa nazionale italiana. Il nuovo approccio ha reso conveniente l’esecuzione di prove sulle strutture, pertanto ne risulta un rinnovato interesse per le prove in sito sulle murature. L’attenzione è posta in particolare su questo materiale giacché, considerando l’età e la tipologia strutturale del patrimonio immobiliare italiano, esso risulta costituito in gran parte di edifici in muratura. Questi richiedono interventi di manutenzione legata a dissesti, o interventi di miglioramento e adeguamento, nel caso siano sede di attività strategiche o sia programmato un cambio di destinazione d’uso. Partendo da questi presupposti si è cercato di raccogliere in questo lavoro le varie metodologie di prova abitualmente eseguite in sito sulle murature, per l’ottenimento dei parametri meccanici utili per il calcolo. Si è focalizzata l’attenzione su prove a diverso grado d’invasività, in particolare su prove soniche dirette, prove di martinetto piatto e prove di compressione diagonale. Il fine è quello di migliorare la conoscenza dello stato di consistenza e del comportamento a compressione, e soprattutto a taglio, delle murature. Il lavoro svolto nella presente tesi è stato strutturato affiancando campagne sperimentali eseguite in sito, a sperimentazioni di laboratorio su murature realizzate con materiali e tecniche simili a quelle presenti negli edifici storici. Inoltre, sia in sito sia in laboratorio, si è valutata l’efficacia d’interventi di consolidamento con iniezioni di miscele a base di calce idraulica. Quest’ultima attività ha riguardato, in particolare, murature appartenenti ad edifici danneggiati dal sisma che ha colpito L’Aquila il 6 aprile 2009, mentre in laboratorio è stata effettuata su campioni di muratura in pietra a tre paramenti. Infine, in laboratorio si è proceduto ad un lavoro di calibrazione dei diversi metodi di prova analizzati, su murature sia in mattoni sia in pietra. Dai risultati offerti dalle varie esperienze condotte, si possono fornire valide indicazioni sul raggiungimento del livello di conoscenza atteso, per i progettisti che operino su strutture esistenti