PROVE SULL’ACCIAIO
PROVE DI VIBRAZIONE SULLE CATENE
In fase di restauro o di valutazione della stato di sicurezza e funzionalità di edifici storici quali chiese, conventi o più in generale edifici con archi tirantati, il progettista deve sapere quale sia il tasso di lavoro cui le catene sono sottoposte. Tale parametro è infatti fondamentale per capire quanto un arco sia caricato e per decidere se e come intervenire sull’edificio.
Tra le possibili tecniche di indagine studiate in questi anni, le tecniche basate sull’analisi dinamica sono le più promettenti sia per la rapidità con la quale posso essere effettuate, sia soprattutto per la loro completa non invasività. Grazie allo sviluppo delle tecnologie informatiche ed elettroniche, tali tecniche possono oggigiorno essere applicate a costi nettamente inferiori che in passato.
Le prove di vibrazione sono condotte strumentando la catena con trasduttori di accelerazione di tipo capacitivo ad elevata sensibilità posizionati su tutta la sua lunghezza e percuotendo sia in direzione orizzontale che in direzione verticale tramite un martello non strumentato. Tali trasduttori, sviluppati presso il laboratorio ELSA (European Laboratory for Structural Assessment - Laboratorio Europeo per le Verifiche Strutturali) del Centro Comune di Ricerca della Commissione Europea a Ispra (VA), presentano un bassissimo consumo di energia ed una elevata sensibilità.
L’apparato sperimentale consiste in diversi sensori accelerometrici bidirezionali, solitamente 5, collegati ad una scatola di interconnessione e alimentazione. Tale scatola è alimentata da un apposito alimentatore stabilizzato collegato alla rete elettrica. Dalla scatola fuoriesce un cavo piatto che si interfaccia con la scheda di acquisizione collegata al computer portatile. Un software di acquisizione sviluppato ad hoc per l’indagine dinamica di catene permette di registrare i segnali rilevati dai sensori. Per ogni prova effettuata viene compilata una apposita scheda contente tutte le caratteristiche salienti. I dati vengono memorizzati in una base di dati strutturata in modo analogo alle basi dati dei grossi laboratori di ricerca (per esempio l’ELSA). Tali dati vengono poi analizzati mediante procedure di calcolo dedicate ed i risultati salvati in documenti in formato PDF.
Tramite tali elaborazioni è possibile poi risalire alle frequenze proprie della catena e da queste risalire
ad una stima della tensione di tiro in essa presenti
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Indagine visiva acciai da armatura con asportazione copriferro e durometria
L’indagine magnetometrica illustrata al par. 1.6 necessità di essere approfondita , in un numero inferiore di casi quindi su porzioni significative di struttura, per poter individuare con precisione la dimensione delle barre d’armatura, che con il pacometro è solo possibile stimare con precisione ancora insufficiente. Si procede pertanto alla esecuzione di indagini visive dirette che consistono sostanzialmente nella asportazione del copriferro in alcuni punti delle strutture ove il pacometro ha evidenziato la presenza di barre d’armatura (longitudinali e di staff aggio) per portare alla luce l’armatura dell’elemento e procedere a:
- misurazione del diametro della barra mediante calibro
- misurazione statica della durezza delle barre mediante l’impiego di durometro.
Figura 9: calibro e durometro per acciai
Figura 9: Sondaggio per la determinazione dell’armatura dei solai e delle travi
PROVE DI TRAZIONE SU BARRE D'ACCIAIO
Si tratta della classica prova di trazione su barre d’armatura, così come regolata dalle NTC 2008 e dalla norma UNI EN 10002/1. Contrariamente al calcestruzzo, l’acciaio, essendo un prodotto industrializzato, possiede un’elevata stabilità di comportamento e le sue caratteristiche, all’epoca della realizzazione della struttura, sono accertate già presso lo stabilimento di produzione.
Pertanto, soprattutto per le strutture recenti, quando ne è nota la provenienza e si dispone delle certificazioni, potrebbe risultare superfluo eseguire prelievi di barre d’armatura. In ogni caso appare opportuno limitarne il numero, data la notevole invasività dell’operazione e, per quanto detto, l’usuale buona costanza di caratteristiche dell’acciaio.
Lo spezzone di barra da prelevare deve avere una lunghezza pari a circa 450 mm, per poter essere sottoposto alla prova di rottura per trazione in conformità alla norma UNI EN 10002/1.
È importante che il prelievo venga effettuato su elementi poco sollecitati, e dunque preferibilmente nei sottotetti o nell’ultimo piano, ovviamente laddove si abbia la certezza che il tipo di acciaio sia lo stesso in tutta la struttura.
È inoltre preferibile che la barra, se prelevata da un pilastro, non sia una barra d’angolo, essendo la sua funzione strutturale sicuramente più importante di quella delle eventuali barre intermedie. Analogamente, se si opera su una trave, sarà opportuno prelevare da barre non sollecitate a trazione.
Particolare cura dovrà essere posta nel ripristino della capacità resistente originaria dell’elemento strutturale, verificando la saldabilità delle barre in opera, adottando l’opportuno tipo di elettrodo ed effettuando la saldatura tra il nuovo spezzone e la barra esistente con cordoni d’angolo di adeguata lunghezza, in ogni caso non mediante saldatura di testa.
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