Le prove di carico, nel campo della diagnostica strutturale, si caratterizzano come indagini fondamentali per formulare un giudizio di sicurezza sulla struttura, individuandone le eventuali carenze.
La diagnostica strutturale si applica alla generalità del patrimonio costruttivo, sia esso nuovo o esistente. In particolare, essa prevede indagini non distruttive, debolmente distruttive e distruttive, da eseguirsi nell’ambito della conoscenza del comportamento della struttura, del suo controllo e della valutazione dello stato di conservazione.
Le prove di carico su solaio sono indagini in generale non distruttive atte a determinare il comportamento deformativo di un solaio, sottoposto gradualmente a carichi di prova di intensità tale da simulare i carichi di esercizio.
Esse vanno eseguite nei seguenti casi:
- Collaudo di nuove strutture: la normativa attualmente in vigore, il D.M. 14/01/2008 prevede che il collaudatore possa avvalersi di prove di carico per aver la garanzia della corrispondenza tra comportamento teorico e sperimentale.
- Cambio di destinazione d’uso di edifici esistenti, che comportino una variazione dei carichi accidentali previsti.
- Decadimento della capacità portante del solaio in seguito a dissesti, cedimenti, degrado o a incendio.
- Verifica delle capacità portante del solaio nei casi in cui sia richiesta un certificato di idoneità statica.
- Installazione di macchinari, attrezzature, impianti quali pannelli fotovoltaici, impianti frigoriferi, ecc… non previsti allo stato di realizzazione della struttura.
- Progetto di interventi di miglioramento o adeguamento sismico: le prove di carico sono estremamente consigliate per la verifica di sicurezza dei solai, essendo una valutazione della capacità deformativa della struttura soggetta a carichi verticali, poiché forniscono informazioni sullo stato di salute preliminare all’evento sismico.
Le prove di carico possono essere eseguite applicando carichi concentrati o distribuiti.
Nel primo caso si procede con l’applicazione graduale di forze statiche, attraverso uno o più martinetti oleodinamici, al fine di ricreare lo stesso momento flettente dovuto al carico distribuito di esercizio. Le prove di carico con forze concentrate possono essere a spinta o a tiro.
Le prove a spinta vengono eseguite nel caso in cui esista un adeguato contrasto rispetto al carico applicato, dato ad esempio dalla presenza di un solaio al livello superiore sufficientemente rigido: i martinetti idraulici vengono posizionati a contatto con il solaio che funge da contrasto, mediante colonne in acciaio.
Le prove di carico a tiro consistono nell’imporre, su un solaio o sui nodi di una capriata, una o più forze di trazione attraverso uno o più martinetti oleodinamici opportunamente ancorati alla struttura inferiore mediante catene e barre filettate. A differenza delle prove a spinta, per l’ancoraggio delle barre filettate è necessario eseguire dei fori sulla parte strutturale del solaio.
Le prove a tiro si utilizzano quando non esiste un contrasto adeguato, come nel caso di capriate o di solai di copertura.
In entrambi i casi il carico viene applicato per step crescenti attraverso una pompa oleodinamica. Il rilievo delle frecce, ovvero degli spostamenti verticali, e della pressione, avviene mediante l’impiego di trasduttori di spostamento e di pressione collegati via cavo o via wireless ad un acquisitore dati interfacciato ad un computer. Attraverso il programma di acquisizione è possibile verificare se le sollecitazioni rimangono in campo elastico, analizzando i diagrammi sforzi-deformazioni visualizzabili in tempo reale.
Con questo sistema risulta semplice e veloce eseguire più cicli di carico-scarico.