Resistenza meccanica del calcestruzzo in-situ
Nel presente lavoro vengono effettuate alcune considerazioni sulla variabilità delle resistenze a compressione del calcestruzzo, con riferimento ad un numero significativo di edifici esistenti in c.a.; vengono analizzati e commentati i valori dei coefficienti di variazione (cov) ed inoltre, le procedure previste dalle normative e le formulazioni suddette, vengono applicate per valutare gli effetti della dispersione delle resistenze a compressione sia media che caratteristica.
La corretta stima della resistenza a compressione del calcestruzzo assume un ruolo importante per la valutazione delle prestazioni strutturali degli edifici esistenti.
Nelle analisi strutturali, le recenti norme nazionali ed internazionali definiscono procedure differenti da assumere per la stima del valore di resistenza a compressione del calcestruzzo, il valore medio o il valore caratteristico.
L’utilizzo della resistenza media abbattuta con fattori correttivi, tende a trascurare la notevole dispersione dei risultati da cui scaturiscono elevati valori del coefficiente di variazione. Tale parametro statistico non viene trascurato dalla Federal Emergency Management Agency (FEMA) tant’é che la definizione del valore medio della resistenza a compressione del calcestruzzo è legata ad un limite del coefficiente di variazione mentre per quanto concerne il valore caratteristico si può adottare quanto prescritto dalle norme europee EN 13791 ed EN 1990.
Di seguito si intende applicare le procedure previste dalle normative FEMA, EN 13791 EN 1990 e da formulazioni di letteratura per determinare gli effetti della dispersione delle resistenze a compressione. Tali valutazioni sono state condotte su un numero elevato di edifici esistenti in c.a. su cui sono state condotte prove distruttive in-situ (carotaggi).
INTRODUZIONE
Il patrimonio edilizio italiano è costituito da un gran numero di edifici esistenti in c.a. per i quali la valutazione delle prestazioni strutturali, verifiche statiche e dinamiche, la stima della resistenza a compressione del calcestruzzo risulta di estrema importanza.
La volontà di valutare le prestazioni strutturali di tali edifici è nata a seguito di numerosi disastri che sono avvenuti sia a causa di eventi sismici che per ragioni di cattiva progettazione e/o manutenzione ed è per questo che dal 2003 in Italia sono state introdotte una serie di novità normative in merito alla prevenzione sismica, a partire dall’OPCM 3274 [OPCM, 2003] fino alle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni del 14 gennaio 2008 [Ministero delle Infrastrutture, 2008] così anche a livello Europeo, con l’Eurocodice 8 [EN 1998-1, 2004.
In merito a prove condotte in-situ su edifici esistenti in c.a. sono presenti in letteratura alcuni lavori di particolare interesse scientifico. In [Masi et al. 2007] gli autori hanno effettuato alcuni test sperimentali su carote estratte da alcuni elementi strutturali di un edificio scolastico ed i risultati hanno evidenziato una variabilità accentuata nelle proprietà meccaniche del calcestruzzo anche all'interno di singoli elementi strutturali [Masi et al. 2005].
La forte variabilità della resistenza del calcestruzzo con riferimento ad una singola struttura si riscontra in [Cristofaro et al., 2012; Shimizu et al. 2000] con coefficienti di variazione (cov) superiori a 0.14, raggiungendo anche 0.50. In particolare in [Shimizu et al. 2000] si è visto che la distribuzione di probabilità della resistenza media a compressione degli edifici e le deviazioni standard non presenta una distribuzione normale; l’andamento del cov assume una forma log-normale. Le norme italiane ed europee non tengono però conto di tali aspetti che sono invece trattati dalle FEMA [FEMA 356, 2000]. Infatti, la definizione del valore medio della resistenza a compressione del calcestruzzo è legata ad un limite imposto al cov.
Tra le formulazioni presenti in letteratura che mirano a correlare la resistenza del calcestruzzo in-situ con la resistenza a compressione misurata su campioni estratti mediante carotaggio dagli elementi strutturali possiamo evidenziare Augenti [2003] e Masi et al. [2007] sebbene nessuna di esse fornisce una stima del valore caratteristico di resistenza. Per la stima del valore caratteristico la EN 1990 [2006] ha proposto una nuova formulazione recentemente modificata da Steenbergen et al [2011] e sempre a livello normativo la EN 13791 [2007] consente la definizione di tale valore mediante due approcci in funzione del numero di campioni. Una formulazione che fornisce una stima sia del valore medio che di quello caratteristico della resistenza a compressione del calcestruzzo in-situ, tenendo conto anche degli aspetti che ne influenzano la stima (rimaneggiamento, direzione di prelievo, diametro delle carote, rapporto diametro/altezza, disturbo arrecato ai campioni durante le operazioni di estrazione) è proposta da Pucinotti [2013].
Nel presente lavoro vengono effettuate alcune considerazioni sulla variabilità delle resistenze a compressione del calcestruzzo, con riferimento ad un numero significativo di edifici esistenti in c.a.; vengono analizzati e commentati i valori dei coefficienti di variazione (cov) ed inoltre, le procedure previste dalle normative e le formulazioni suddette, vengono applicate per valutare gli effetti della dispersione delle resistenze a compressione sia media che caratteristica.
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