ING. ROBERTO ZANON - CIVIL ENGINEERING - PADOVA
Campagna di indagini su manufatti a volta in muratura destinati alla viabilita' nel Veneto
Orientale.
Oggetto.
Il nostro territorio e' costellato di vetusti manufatti, spesso poco noti a causa del
loro modesto valore architettonico, o per il motivo opposto poco considerati in quanto
facenti parte del paesaggio e contesto ambientale abituale di ognuno e della sua memoria
storica, ma che per essere ancora posti a servizio delle principali ed antiche vie di
comunicazione, sono oggi piu' che mai sottoposti ad intensi carichi (tipici della viabilita'
moderna), aventi spesso la caratteristica di essere concentrati in zone limitate e quindi
di risultare certamente molto diversi, per forma ed entita', da quelli assunti nel progetto
originario dei manufatti stessi.
Per tali manufatti sorge la necessita' di concepire procedure che portino ad una corretta
ed approfondita valutazione del loro stato di fatto, da cui si possano desumere i parametri
che consuetudinalmente caratterizzano le condizioni di sicurezza della particolare tipologia
strutturale.
In tale ambito trovano collocazione ideale le metodologie di modellazione tridimensionale
ad elementi finiti, con l'utilizzo di schematizzazioni di materiale, quasi sempre lineari
ed in isotropia, per cui determinante risulta la scelta dei valori caratteristici
macroscopicamente "medi".
Procedura standard.
Le attivita' d'indagine, la cui complessita' relazionata all'importanza specifica del singolo
manufatto e della sua collocazione, seguono sostanzialmente lo stesso schema generale
riportato di seguito :
- rilievo geometrico accurato del manufatto ;
- indagini con metodologie geotecniche (sondaggi) sul masso terroso a tergo e sulle parti
interrate del manufatto ;
- esecuzione di saggi strutturali con prelievo di campioni di materiale provati in
laboratorio ;
- prove di carico, con carico statico noto accompagnato da monitoraggio di deformazioni
e infrecciamenti ;
- modellazione tridimensionale ad elementi finiti del manufatto con l'utilizzo dei dati
desunti dalle prove di laboratorio, della geometria ottenuta da saggi e rilievi e con
applicazione dell'impronta di carico utilizzata nella prova, al fine di un confronto tra
deformate di calcolo e di prova reale, da cui desumere l'attendibilita' del quadro
tensionale calcolato ed esprimere quindi parere sui carichi da definirsi di sicurezza.
Note.
Le indagini condotte su vari manufatti del Veneto Orientale con il codice STRAUS della HSH
di Padova, hanno comportato l'utilizzo, nelle citate modellazioni, di elementi brick a 16
nodi (parabolici), impiegati in campo lineare visto il comportamento sperimentalmente
evidenziato dai manufatti stessi sotto carico.
La scelta di modellazioni tridimensionali e' stata legata alla necessita' di individuare i
meccanismi di diffusione trasversale del carico nella volta, vista la comparabilita'
delle dimensioni dei due.
La scelta di elementi parabolici e' stata determinata dalla necessita' di modellare
correttamente la curva direttrice della volta stessa senza introduzione di momenti parassiti
di sorta, mentre si sono adottati elementi solidi in doppio strato per cogliere con un numero
sufficiente di punti l'andamento delle tensioni nello spessore della volta soprattutto in
prossimita' delle aree limitate degli ingenti carichi localizzati di prova.
Per essere infatti il rapporto tra spessore e raggio della volta inferiore a 10,
risulta inapplicabile la teoria delle volte sottili e l'impiego di elementi volta spessa
non avrebbe comportato nella fattispecie particolari vantaggi in termini di tempi di calcolo
(peraltro molto ridotti su Pentium 120 MHz e pari a qualche minuto), ma bensi' una perdita di
definizione dei risultati nella direzione voluta.
Particolarmente utile e' stata la lettura in postprocessing dei risultati che ha consentito
anche un adeguata rappresentazione delle valutazioni alla committenza.