Prove di caratterizzazione meccanica, analisi statica e dinamica di un edificio in calcestruzzo armato

Mechanical characterization tests, static load tests and dynamic characterization tests are fundamental elements for structural testing. It’s essential, therefore, to deeply understand the concepts they are based on, their application fields and the standards they refer to, as well as the reliability of the data they provide. The most common mechanical characterization tests for reinforced concrete are used to define the mechanical strength of the material, and they are distinguished into: destructive testing, witch results are based on a more reliable statist distribution, and non-destructive testing, witch results are based on a less reliable estimation of the investigated parameter. The effectiveness of the non-destructive methods depends on the ways in which the results are processed. The load tests belong to the category of the in-situ non-destructive tests and are carried out on structural elements, in order to experimentally verify the behaviour under the operating actions. Finally, the dynamic characterization tests have become more important both because of greater social sensitivity for the vibratory phenomena that produce damage to buildings and man, and as an experimental survey instrument to know the structural behaviour of buildings. The purpose of the dynamic characterization of buildings is to experimentally identify the natural vibration frequencies, the mode shapes and the damping in the free condition. These parameters, if monitored, allow a verification of the general conditions of the building after a seismic event. In this survey, the most common tests’ types have been studied, especially in reference to: the models to witch the standards refer in order to process data and the consequences that these simplifications have on the results thus obtained; the comparability of experimentally obtained results and theoretical results, with those obtained by structural modelling software. Finally, the main causes of a possible discrepancy between the results have been investigated.

Le prove per la caratterizzazione meccanica dei materiali, le prove di carico e le prove di caratterizzazione dinamica sono elementi fondamentali alla base del collaudo strutturale di un manufatto edilizio. Risulta indispensabile, di conseguenza, conoscere a fondo i concetti sulle quali si basano, i campi di applicazione e le normative di riferimento, oltre che i dati che forniscono e la loro affidabilità. Le prove ordinarie di caratterizzazione meccanica del calcestruzzo armato sono atte a determinare la resistenza caratteristica del materiale e si distinguono in prove distruttive, che forniscono un risultato su base statistica, quindi più affidabile, e prove non distruttive, che forniscono, invece, una stima del parametro indagato, la cui efficacia si basa sulle modalità con cui i risultati vengono elaborati. Le prove di carico appartengono alla categoria delle prove in-situ non distruttive e vengono effettuate su elementi strutturali, con lo scopo di verificarne sperimentalmente il comportamento sotto le azioni di esercizio. Le prove di caratterizzazione dinamica, infine, hanno assunto una crescente importanza sia a causa della maggiore sensibilità sociale a fronte dei fenomeni vibratori che producono danni agli edifici e all’uomo, sia come strumento di indagine sperimentale atto a conoscere il comportamento strutturale di un edificio. Lo scopo della caratterizzazione dinamica di un edificio è di individuare sperimentalmente le frequenze libere di vibrazione, le forme modali e gli smorzamenti in condizione libera, parametri che, oltretutto, se monitorati, permettono una verifica delle condizioni generali dell’opera a seguito di un evento sismico. In questa trattazione, sono state indagate nel dettaglio le più comuni tipologie di prova, studiando, in particolare, i modelli a cui le normative fanno riferimento per l’elaborazione dei risultati e le conseguenze che queste semplificazioni hanno sui risultati così conseguiti, la confrontabilità dei risultati ottenuti sperimentalmente con quelli ottenuti per via teorica o attraverso la modellazione con software dedicati, indagando, infine, quali siano le cause principali di una eventuale discrepanza tra i risultati.