L’importanza del rilievo del danno locale sulla sicurezza strutturale

Corrosione: le strutture in c.a. vicine al mare hanno una riduzione di resistenza fino al 25% dopo 70 anni di esposizione 

La durabilità delle strutture in calcestruzzo armato è una questione quanto mai attuale e spesso correlata alla corrosione delle barre di armatura. In generale, il fenomeno è promosso dall’anidride carbonica e dai cloruri.

Particolarmente significativo, nel caso di strutture ubicate vicino al mare o soggette a sali disgelanti, è la corrosione localizzata – pitting - delle armature. Come evidenziato in un nostro articolo (Felitti, Oliveto, Stacec Srl) per tale tipo di corrosione, studi scientifici di letteratura hanno definito riduzioni di resistenza e duttilità sezionale fino al 25% a fronte di una esposizione di 70 anni.

Lo scopo del presente lavoro è quello di illustrare la necessità di eseguire un adeguato rilievo del danno localizzato al fine di eseguire una corretta valutazione della sicurezza.

Individuazione del danno

A partire dall’ispezione visiva è necessario ottenere un quadro generale dello stato delle opere. Rilevare eventuali quadri fessurativi riconducibili, ad esempio, a cedimenti differenziali o a “sofferenze” strutturali di tipo meccanico. Concentrare l’attenzione sulla presenza, eventuale, del cosiddetto “danno localizzato”. Con questo termine intendiamo – per le strutture in calcestruzzo armato – corrosione delle barre di armatura e fessurazione del calcestruzzo.
A questo punto bisogna redigere un opportuno piano di indagine strumentale (per i dettagli, si veda l’articolo di Lucia Rosaria Mecca, la quale sottolinea):

“La redazione del piano di indagine strumentale costituisce la fase centrale dell’intero processo diagnostico. Si tratta di una attività che richiede l’operato di professionisti che abbiano specifiche competenze in ambito strutturale.

Qualunque sia la finalità di una campagna di indagine - sia essa concepita per costruire la conoscenza di un manufatto esistente o per effettuare il controllo dei materiali nelle fasi costruttive di un’opera o per controllare il mantenimento di livelli prestazionali minimi durante la vita di esercizio della struttura - la sua validazione presuppone la redazione di un preliminare piano di indagine strumentale da cui dipenderà il corretto raggiungimento dell’obiettivo prefissato”.

Pertanto, fatto il rilievo delle varie patologie che affliggono le strutture, si procede alle analisi numeriche con danno inglobato. Ecco di seguito alcune immagini dove si nota la presenza di danni localizzati alle strutture.

Per focalizzare i concetti precedentemente espressi, si illustrano, seppur sinteticamente per ragioni di spazio, due casi studio che riguardano, il primo l’analisi della valutazione della sicurezza sismica di un edificio in c.a. di civile abitazione, nel quale si confrontano le curve di capacità al variare degli scenari di danno.

Il secondo caso studio, è relativo ad una pila da ponte in cui le analisi in capacità sono anch’esse state eseguite mettendo in conto il danno localizzato, su un lato, alla base della pila .
In entrambi i casi, si nota una notevole riduzione della resistenza (vedi tagliante alla base per la struttura integra e quella danneggiata, in termini di kN), di duttilità (vedi capacità di spostamento in termini di mm per la struttura integra e quella danneggiata) e di capacità dissipativa al livello di sezione (vedi diagrammi momento-curvatura).

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Nel proseguo verranno presentati i due casi studio, dopo i quali verranno fatte le conclusioni della trattazione