I SEMINARI UNIVERSITARI DEL LATERIZIO: progettare la muratura

27 Marzo 2012
P lit
Politecnico
i di Milano
Mil
– Facoltà
F
ltà di Architettura
A hit tt
– Campus
C
L
Leonardo
d
I SEMINARI UNIVERSITARI DEL LATERIZIO:
progettare la muratura
Ing. Paolo Morandi, MSc, PhD
Università degli Studi di Pavia e EUCENTRE
[email protected]
Eucentre
European Centre for Training and
Research in Earthquake Engineering
Università degli Studi di Pavia
Dipartimento di Meccanica Strutturale
Principali riferimenti tecnico-normativi
– Min. delle Infrastrutture, Norme Tecniche per le Costruzioni, D.M.
14/1/2008 (NTC 2008)
– Cons. Sup.LL.PP., Istruzioni per l’applicazione delle “Norme
Tecniche per le Costruzioni” di cui al D.M.
D M 14/1/2008 (Circolare
n.617/09)
– Ordinanza Pres. Cons. Min. n. 3274 "Primi elementi in materia di
criteri generali per la classificazione sismica del territorio
nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona
sismica",
i i " Suppl.
S
l ord.
d alla
ll G.U.
G U n. 105 del
d l 8/5/2003,
8/5/2003 e successive
i
modifiche ed integrazioni (in particolare la OPCM 3431 del 3/5/05).
Concetti introduttivi sul comportamento
strutturale degli edifici in muratura
Premessa
La parola “muratura” indica tecniche assai diverse
per tipo e forma dei materiali e per modalità
costruttive.
L esame delle tipologie di murature storiche rende
L’esame
evidente la varietà di sistemi costruttivi che si
raccoglie sotto il termine “muratura”.
muratura .
4
A pietre squadrate (tecnica romana)
Muratura di mattoni “piena”
Muratura in pietra irregolare a doppia cortina
Sezione di un pilastro del Duomo di Milano
5
Anche la muratura moderna vede
una notevole varietà di tipologie, che
possono avere caratteristiche
strutturali
t tt li notevolmente
t
l
t diverse:
di
muratura semplice, muratura armata,
muratura intelaiata (o confinata…)
6
Strutture miste con pareti in muratura
ordinaria o armata
Sono strutture costituite da elementi di diversa tecnologia.
In particolare si segnalano quelle strutture costituite da pilastri in c.a.
c a e pareti
in muratura portante ordinaria o armata.
Queste strutture possono risultare vantaggiose ai fini architettonico/distributivi
(per esempio nel caso di pilastro/i centrali in cc.a.
a e struttura portante esterna in
muratura, vedere esempi fig. sotto).
1320
130
120
394
170
X03
175
X11
80
X12
230
80
425
X14
X13
Y05
Y10
140
Y02
168
192
137
30
1144
477
375
3
100
X08
Y01
X01
X02
100
X04
100
139
X07
50
Y05
96
X06
187
X06
Y08
Y03
140
Y08
X05
100
14
47
Y03
Y09
150
210
115
Y04
100
954
280
Y07
200
175
Y02
100
395
80
180
1320
80
200
X05
140
145
1123
X02
512
X01
160
Y01
70
100
140
187
170
Y06
135
X04
Y04
160
225
500
Componenti fondamentali della muratura moderna:
elementi in
laterizio
elementi resistenti
((blocchi,, mattoni,, conci))
generalmente di forma
parallelepipeda (esistono
anche forme particolari)
elementi in
calcestruzzo
elementi in
pietra
i t
+
Malta
(sabbia+legante+acqua)
+
eventuali armatura e cls
(muratura armata o
intelaiata)
prestazioni
meccaniche
facilità di messa in
opera
durabilità
caratteristiche dei
materiali
resistenza al fuoco
isolamento termoacustico
ti e salubrità
l b ità
Caratteristiche meccaniche p
principali
p della muratura:
•buona resistenza a compressione
•scarsa o trascurabile resistenza a trazione; in particolare la
resistenza a trazione di un giunto malta-blocco può essere
dell’ordine di 1/30 della resistenza a compressione della
muratura
- le strutture orizzontali (solai, coperture, architravi)
tradizionalmente erano in legno o erano strutture ad arco o a
volta, oggi vengono spesso realizzate con elementi armati
(c a o strutture miste) o acciaio o legno
(c.a.
- esistono alcuni p
problemi p
per la resistenza alle forze orizzontali
(vento, sisma)
Viceversa, la resistenza dei muri a forze agenti nel piano del
muro è molto
lt maggiore,
i
e quindi
i di è maggiore
i
lla lloro efficacia
ffi
i
come elementi di controventamento
Concezione strutturale a “sistema scatolare”
figura da Touliatos, 1996
LA CONCEZIONE STRUTTURALE DELL’EDIFICIO
L’edificio in muratura deve essere concepito e realizzato come un assemblaggio
tridimensionale di muri e solai, garantendo il funzionamento scatolare, e
conferendo quindi l’opportuna stabilità e robustezza all’insieme.
Un edificio in muratura è quindi una struttura complessa, ove tutti gli elementi
cooperano nel resistere ai carichi applicati.
Data la complessità del comportamento reale di tali strutture, il progetto e
l’analisi strutturale richiedono spesso l’introduzione di notevoli semplificazioni.
Un criterio frequentemente seguito è quello di considerare l’edificio come una
serie di elementi “indipendenti” opportunamente assemblati:
- muri che sopportano principalmente i carichi verticali (detti convenzionalmente
“portanti”)
- muri che sopportano principalmente i carichi orizzontali (detti convenzionalmente “di
controventamento”)), disposti parallelamente alla direzione delle forze orizzontali
controventamento
- muri che svolgono sia una funzione portante che di controventamento
- solai sufficientemente rigidi e resistenti per ripartire le azioni tra i muri di
controventamento (azione di diaframma)
Classificazione di schemi strutturali in merito alla disposizione dei muri
e all’orditura
ll’ dit
d
deii solai
l i iin relazione
l i
alle
ll di
dimensioni
i id
dell’edificio:
ll’ difi i
a muri portanti
longitudinali
a muri portanti
trasversali
cellulare
Esempi di edifici reali riconducibili ai tre schemi precedenti
A muri portanti longitudinali:
si noti l’orditura prevalente dei solai, e il fatto che sono presenti, in quanto
necessari per la stabilità alle azioni orizzontali
orizzontali, anche muri trasversali
Esempi di edifici reali riconducibili ai tre schemi precedenti
A muri portanti trasversali:
Nota:
• I muri portanti fungono da controvento in direzione parallela alla
lunghezza, in modo tanto più efficace quanto più sono lunghi in pianta.
• La stabilità alle azioni orizzontali richiede muri disposti secondo
almeno due direzioni ortogonali.
• La capacità dei muri di resistere alle azioni orizzontali è
favorevolmente influenzata dalla presenza di forze verticali stabilizzanti
(in particolare per i muri non armati).
• Si riconosce quindi che lo schema cellulare, in cui tutti i muri
strutturali hanno funzione portante e di controventamento, è quello più
efficiente dal punto di vista statico, e che meglio realizza un effettivo
comportamento
p
di tipo
p “scatolare”.
Questo concetto è ripreso dalle normative, specificando che per
quanto possibile tutti i muri devono avere funzione portante e di
controventamento.
t
t
t
Accorgimenti da seguire per garantire il comportamento
scatolare: CORDOLI
Requisito fondamentale:
i muri portanti
portanti, i muri di controventamento e i solai devono essere
efficacemente collegati tra loro.
• tale
t l collegamento
ll
t può
ò essere effettuato
ff tt t
mediante cordoli continui in cemento armato
lungo tutti i muri, all’altezza dei solai di piano e di
copertura
Funzioni dei CORDOLI:
• Svolgono una funzione di vincolo alle pareti sollecitate
ortogonalmente al proprio piano, ostacolandone il meccanismo di
ribaltamento.
• Inoltre, un cordolo continuo in c.a. consente di collegare
longitudinalmente muri di controvento complanari, consentendo
la ridistribuzione delle azioni orizzontali fra di essi e conferendo
maggiore
i
i
iperstaticità
t ti ità e stabilità
t bilità all sistema
i t
resistente.
i t t
Nota: parte di queste funzioni erano e sono tuttora svolte negli edifici storici dalle catene con
capochiave, parallele ed adiacenti ai muri perimetrali. Le catene tuttavia sono collegate alle
pareti solamente in alcuni punti e non sono dotate di rigidezza flessionale.
CORDOLI IN C.A. SECONDO IL D.M. 20/11/87
COLLEGAMENTO TRA CORDOLO E
SOLAIO A TRAVETTI PREFABBRICATI
staffe
t ff da
d 6 mm min.
i a distanza
di t
non
superiore a 30 cm
⎧ 2
⎪ t
b0 ≥ ⎨ 3
⎪⎩12 cm
PIANTA
⎧h
h0 ≥ ⎨
⎩t/2
Le prescrizioni in figura valgono per i tre
orizzontamenti più alti. Per ogni piano
sottostante, ai tre più alti, l’armatura
longitudinale va aumentata di 2 cm2 .
Per più di 6 piani, φmin longitudinale = 14 mm,
φmin staffe = 8 mm,
Il D.M.’08, cap. 4, non riporta prescrizioni
sui quantitativi minimi di armatura
Accorgimenti da seguire per garantire la robustezza e la stabilità
d’insieme: INCATENAMENTI
• I muri paralleli della scatola muraria devono essere collegati fra loro ai
livelli dei solai da incatenamenti metallici ad essi ortogonali
ortogonali,
efficacemente ancorati ai cordoli.
g
• La funzione degli
incatenamenti ortogonali
all’orditura dei solai
unidirezionali è principalmente
quella di di costituire un
ulteriore vincolo all’inflessione
fuori dal piano dei muri quando
questi non siano già caricati e
quindi vincolati da un solaio di
adeguata rigidezza.
Nota: il DM 20/11/87 prescriveva che incatenamenti di sezione adeguata (almeno 4 cm2 per ogni
campo di solaio) vanno disposti ortogonalmente all’orditura dei solai quando la luce del solaio
supera i 4.5 m. Il DM’08 non riporta prescrizioni specifiche, ma dice di adottare “opportuni
accorgimenti” sotto forma di tiranti esterni al solaio o elementi di armatura inseriti nel solaio.
Accorgimenti da seguire per garantire la robustezza e la stabilità
d’insieme: AMMORSAMENTI
• I muri ortogonali fra loro devono essere efficacemente ammorsati tra
loro lungo le intersezioni verticali
verticali, mediante una opportuna
disposizione degli elementi.
Il buon ammorsamento tra i muri tra
l’altro tende a realizzare una
maggiore ridistribuzione dei carichi
verticali fra i muri fra loro ortogonali
anche
h nell caso di solai
l i ad
d orditura
dit
prevalente in una direzione.
Inoltre è necessario che i muri rispettino
degli spessori minimi
minimi, per non inficiare
le ipotesi di calcolo che verrano esposte
più avanti.
Nota:
•In generale, una buona concezione strutturale ed una corretta realizzazione
dei dettagli strutturali (la cosiddetta “regola d’arte”) garantisce un
comportamento strutturale soddisfacente nella maggior parte dei casi.
•Questo principio giustifica la sostanziale stabilità di strutture costruite nel
passato,
t ben
b
prima
i
che
h esistessero
i t
i moderni
d i modelli
d lli analitici
liti i dell’ingegneria
d ll’i
i
strutturale.
•Ciò è riconosciuto dalle normative,
normative che,
che nel caso di edifici con particolari
caratteristiche di regolarità geometrica, di altezza massima e di sezione muraria
complessiva, e nel rispetto di alcune regole costruttive, consentono di applicare
regole di verifica estremamente semplificate,
semplificate omettendo di fatto ll’analisi
analisi
strutturale (regole per “costruzioni semplici”).
Caratteristiche dei materiali murari
CARATTERISTICHE DEL “MATERIALE MURATURA”: GLI ELEMENTI
Elementi artificiali in laterizio:
laterizio normale o alleggerito in pasta (migliori
caratteristiche di isolamento termico)
dotati
d
t ti di fori
f i (verticali
( ti li o orizzontali)
i
t li) di alleggerimento
ll
i
t
e/o di presa e/o per l’alloggiamento di armature
(muratura armata)
Le normative distinguono gli elementi in categorie in base alla loro foratura
(orientamento e percentuale). Ad es. le NTC 2008 definiscono tre classi per uso
strutturale:
elementi pieni:
elementi semipieni:
elementi forati:
F/A ≤ 15%
15% < F/A ≤ 45%
45% < F/A ≤ 55%
e
e
e
f ≤ 9 cm2
f ≤ 12 cm2
f ≤ 15 cm2
con F area complessiva dei fori passanti e profondi non passanti, A area lorda della faccia delimitata dal suo
perimetro, f area media della sezione normale di un foro. In base al D.M. 20/11/87 dovevano essere
rispettati anche dei valori minimi per lo spessore dei setti, mentre le NTC 2008 non indicano nessun valore
minimo per lo spessore dei setti. Gli elementi possono essere rettificati sulla superificie di posa.
Leggermente più articolata è la classificazione dell’Eurocodice 6 (CEN ENV 1996).
CARATTERISTICHE DEL “MATERIALE MURATURA”: GLI ELEMENTI
ELEMENTI SEMIPIENI
Blocchi tradizionali
sp. 25-38 cm
Blocco con isolante Integrato
sp. 40 cm
Blocchi Innovativi:
Blocco Preassemblato
sp. 20 cm
Blocco ad incastro rettificato
sp. 25-45 cm
CARATTERISTICHE DEL “MATERIALE MURATURA”: GLI ELEMENTI
ELEMENTI FORATI
Blocchi tradizionali
sp. 25-40 cm
Blocco con isolante Integrato
sp. 24-31 cm
Blocchi Innovativi:
Blocco ad incastro Blocco ad incastro rettificato
sp. 25-45 cm
sp. 25-45 cm
CARATTERISTICHE DEL “MATERIALE MURATURA”: GLI ELEMENTI
Elementi in laterizio (segue)
Il laterizio come materiale può avere una resistenza a compressione
anche molto elevata (fino a 130 N/mm2), tuttavia i mattoni e i blocchi,
specie in presenza di forature
forature, presentano resistenze minori
minori.
La resistenza fb è comunemente riferita all’area lorda dell’elemento (cioè
l’area racchiusa dal perimetro), e misurata normalmente al piano di posa.
Tuttavia, specialmente nel caso di blocchi portanti con forature, è di
interesse anche la resistenza misurata parallelamente al piano di posa (f'b)
ovvero perpendicolarmente ai fori.
Valori correnti delle resistenze caratteristiche per elementi portanti in
laterizio:
da 2-3 N/mm2 per blocchi in laterizio alleggerito con percentuale di foratura
prossima al 50-55 %
fino a 30-50
30 50 N/mm2 per blocchi semipieni .
CARATTERISTICHE DEL “MATERIALE MURATURA”: GLI ELEMENTI
Elementi in laterizio (segue)
I blocchi in laterizio moderni vengono normalmente prodotti mediante
estrusione/trafilatura e successiva cottura a circa 900-980 °C.
Le classificazione degli elementi in laterizio è normata dalla norma UNI EN 771-1
771-1.
Esempio di
muratura (armata)
realizzata con
blocchi di laterizio
alleggerito
CARATTERISTICHE DEL “MATERIALE MURATURA”: LE MALTE
Le malte sono miscele costituite da legante/i , sabbia ed acqua
Tempi di indurimento: variabili in funzione dei leganti usati.
Le malte per muratura sono classificate secondo:
• la composizione (proporzioni di leganti, sabbia e ogni altro componente)
• le proprietà meccaniche
Sabbia: comunemente a granulometria media (max 1 mm)
Acqua: non deve contenere sostanze che generano reazioni chimiche indesiderate
che influenzano la resistenza meccanica o generano efflorescenze o alterazioni nel
colore.
I leganti utilizzati nelle malte per muratura sono comunemente:
• il cemento
• la calce idraulica
• la calce aerea (+ acqua dà calce idrata)
• la pozzolana (cenere vulcanica)
• (eventuali additivi chimici)
•(gesso: molto sensibile all’umidità, attualmente solo per malte per intonaci)
Additivi: mirati ad ottenere certe proprietà (lavorabilità, minor tempo di presa, resistenza al gelo….).
Malte speciali : con inerti leggeri, oppure a basi di resine…….
CARATTERISTICHE DEL “MATERIALE MURATURA”: LE MALTE
(
(continua)
)
Classificazione delle malte secondo il vecchio D.M. 20/11/87 (resistenza meccanica/ proporzioni in
volume):
Malte di composizione diversa (anche con eventuali additivi) possono essere considerate equivalenti
a quelle indicate come M1, M2, M3, M4 in base alla resistenza media a compressione della malta,
che deve rispettivamente essere maggiore di 12 N/mm2, 8 N/mm2, 5 N/mm2, 2.5 N/mm2 .
L’Eurocodice 6 e le recenti Norme Tecniche del 2008 prevedono la classificazione delle malte secondo
la resistenza media a compressione, indicando la classe con una M seguita dal valore della resistenza
in N/mm2.
Le classi di resistenza della normativa italiana sarebbero quindi definite, secondo l’Eurocodice 6,
nell’ordine come M12, M8, M5, M2.5.
Eurocodice 6 cita anche due aspetti importanti: durabilità e aderenza tra blocchi e malta
Attenzione: le caratteristiche della malta possono essere fortemente influenzate dall’eventuale
adsorbimento dell’acqua di impasto da parte degli elementi (gli elementi devono essere inumiditi
prima della posa in opera).
CARATTERISTICHE DEL “MATERIALE MURATURA”: LE MALTE
(
(continua)
)
Classificazione delle malte secondo le NTC 2008 (resistenza meccanica e proporzioni in volume).
1) Malta a prestazione garantita
Le prestazioni meccaniche di una malta sono definite mediante la sua resistenza media a compressione
fm. La categoria di una
na malta è definita da una
na sigla costit
costituita
ita dalla lettera M seg
seguita
ita da un
nn
numero
mero che
2
indica la resistenza fm espressa in N/mm secondo la Tabella 11.10.III. Per l’impiego in muratura
portante non è ammesso l’impiego di malte con resistenza fm < 2,5 N/mm2.
2) Malta a composizione prescritta
Le classi di malte a composizione prescritta sono definite in rapporto alla composizione in volume
secondo la tabella seguente:
TIPOLOGIE DI GIUNTI VERTICALI ED ORIZZONTALI
Malta per muratura portante deve avere resistenza fm ≥ 2.5
2 5 N/mm²
riportato in §11.10.2 NTC 2008.
Bl
Blocco
Li
Liscio
i
Tipologie di Giunto Verticale:
• giunto verticale riempito (con blocchi lisci);
• giunto verticale parzialmente riempito (con blocchi con tasca di
dimensione almeno pari al 40% dello spessore del blocco, EC6);
Blocco con tasca
• giunto verticale a secco (con blocchi ad incastro).
Tipologie di Giunto Orizzontale:
giunto
u to normale
o a e di
d spesso
spessore
e ttra
a 5 e 15
5 mm;;
•g
• giunto sottile di spessore tra 0,5 e 3 mm (con blocchi rettificati).
Blocco ad Incastro
Tipologie costruttive moderne
TECNICHE COSTRUTTIVE MODERNE: MURATURA ORDINARIA
Regole costruttive:
Per qualunque tipo di muratura,
muratura dal punto di vista
della solidità e robustezza della costruzione, è
fondamentale che gli elementi murari siano disposti
in modo da garantire un buon ammorsamento
reciproco, sia nel piano che trasversalmente,
prevedendo una sufficiente sovrapposizione fra gli
elementi stessi.
In figura si riportano alcuni esempi di
“apparecchiature” murarie adeguate da questo
punto di vista.
È bene ricordare che gran parte dei modelli che si
utilizzano per l’analisi strutturale e per le
verifiche di sicurezza, si basano sul
presupposto di una esecuzione corretta della
muratura, e non risulterebbero validi in presenza di
una sovrapposizione insufficiente fra gli elementi.
Esempio di edificio portante in muratura ordinaria
TECNICHE COSTRUTTIVE MODERNE: MURATURA ARMATA
0.05% ≤ ρ v ≤ 1.0%
0.04% ≤ ρ h ≤ 0.5%
se l’armatura ha lo scopo di
aumentare la resistenza nel
piano
Nella progettazione sismica
TECNICHE COSTRUTTIVE MODERNE:
MURATURA ARMATA - continua
Possibile esempio:
(da Righetti e Bari, 1999)
TECNICHE COSTRUTTIVE MODERNE: MURATURA ARMATA - continua
Esempio di soluzione con armatura verticale concentrata in cordoli
TECNICHE COSTRUTTIVE MODERNE: MURATURA ARMATA - continua
V t
Vantaggi
i dell’utilizzo
d ll’ tili
dell’armatura
d ll’
t
anche
h in
i zona non sismica
i i
• Maggiore resistenza a flessione dei montanti murari, sia per azioni nel
piano che fuori dal piano.
piano
• Limitazione delle fessurazioni dovute a:
ritiro, dilatazioni termiche, cedimenti, carichi concentrati, irregolarità
geometriche
t i h (angoli
(
li rientranti)
i t ti)
Attenzione a: protezione dalla corrosione
-distanze minime dal bordo esterno (ricoprimento)
-composizione
i i
opportuna
t
d
delle
ll malte
lt
-spessori minimi dell’intonaco
-in
i ambienti
bi ti molto
lt aggressivi
i i può
ò essere richiesto
i hi t l’l’uso di acciai
i i zincati
i
ti o
inossidabili
TECNICHE COSTRUTTIVE MODERNE: MURATURA ARMATA - continua
Particolari costruttivi (NTC ’08)
08)
• La resistenza a compressione minima richiesta per la malta è 10 MPa
• Le barre di armatura dovranno essere esclusivamente del tipo ad
aderenza migliorata e dovranno dovranno essere ancorate in modo
adeguato alle estremità mediante piegature attorno alle barre verticali. In
alternativa potranno essere utilizzate,
utilizzate per le armature orizzontali,
orizzontali
armature a traliccio o conformate in modo da garantire adeguata
aderenza ed ancoraggio.
• Dovrà essere garantita una adeguata protezione dell'armatura nei
confronti della corrosione.
• Non
o pot
potranno
a o esse
essere
e usate ba
barre
ed
di d
diametro
a et o inferiore
e o e a 5 mm.
• Qualora l’armatura sia utilizzata per aumentare la resistenza nel piano, o
sia richiesta armatura al taglio, la percentuale di armatura orizzontale,
calcolata rispetto all
all’area
area lorda della muratura,
muratura non potrà essere inferiore
allo 0.04 %, né superiore allo 0.5%.
TECNICHE COSTRUTTIVE MODERNE: MURATURA ARMATA - continua
Particolari costruttivi ((NTC ’08))
• L’armatura verticale dovrà essere collocata in apposite cavità o recessi, di
dimensioni opportune (si suggerisce che in ciascuno di essi risulti
inscrivibile un cilindro di almeno 6 cm di diametro).
diametro)
• Armature verticali con sezione complessiva non inferiore a 200 mm2
dovranno essere collocate a ciascuna estremità di ogni parete portante,
ad ogni intersezione tra pareti portanti, in corrispondenza di ogni apertura
e comunque ad interasse non superiore a 4 m. La percentuale di
armatura verticale,, calcolata rispetto
p
all’area lorda della muratura,, non
potrà essere inferiore allo 0.05 %, né superiore allo 1.0%.
• Le sovrapposizioni devono garantire la continuità nella trasmissione degli
sforzi di trazione,
trazione in modo che lo snervamento dell
dell'armatura
armatura abbia luogo
prima che venga meno la resistenza della giunzione. In mancanza di dati
sperimentali relativi alla tecnologia usata, la lunghezza di sovrapposizione
d
deve
essere di almeno
l
60 diametri.
di
ti
• Parapetti ed elementi di collegamento tra pareti diverse dovranno essere
ben collegati
g alle p
pareti adiacenti, g
garantendo la continuità dell’armatura
orizzontale e, ove possibile, di quella verticale.
Esempio di edificio portante in muratura armata
DEFINIZIONE
PROGETTO
STRUTTURALE
Particolare incrocio murature
C
Corso pari
i
C
Corso dispari
di
i
Esempio di edificio portante in muratura armata
PARTICOLARI COSTRUTTIVI
Esempio di edificio portante in muratura armata
REALIZZAZIONE
Esempio di edificio portante in muratura armata
REALIZZAZIONE DELL’ANGOLO
Esempio di edificio portante in muratura armata
LE ARMATURE ORIZZONTALI
Esempio di edificio portante in muratura armata
LA POSA DEI BLOCCHI
TECNICHE COSTRUTTIVE MODERNE: MURATURA CONFINATA
Dettagli costruttivi strutture in muratura confinata (intelaiata)
Edifici in muratura di laterizio
in zona sismica
Criteri generali di progettazione sismica
Gli edifici devono possedere :
9 Rigidezza
Ri id
e resistenza
i t
secondo
d due
d direzioni
di i i ortogonali;
t
li
9 Rigidezza e resistenza torsionale;
9 Solai con sufficiente rigidezza e resistenza nel piano;
9 Fondazioni adeguate;
9 Iperstaticità (eliminazione della possibilità che un cedimento locale
induca il collasso dell’intero edificio);
);
9 Semplicità strutturale (minori incertezze nella fase di calcolo e di
costruzione);
9 Regolarità e simmetria (riduzione degli effetti torcenti e semplificazioni
nella progettazione);
Criteri generali di progettazione sismica
Rigidezza e resistenza secondo due direzioni ortogonali:
assicurano un buon comportamento della struttura qualunque sia la direzione del
moto sismico. La presenza di due sistemi resistenti orditi secondo direzioni
ortogonali è estremamente importante se si considera l’impossibilità di prevedere la
direzione di azione del sisma.
Criteri generali di progettazione sismica
Rigidezza e resistenza torsionale:
assicurano limitati effetti torsionali nella struttura e quindi riducono il rischio che
spostamenti
t
ti differenziati,
diff
i ti d
dovutiti a ttalili effetti
ff tti neii diversi
di
i elementi
l
ti strutturali,
t tt li inducano
i d
sollecitazioni non uniformi.
Criteri generali di progettazione sismica
Rigidezza e resistenza dei solai nel piano:
assicurano capacità di ridistribuzione delle forze indotte dal sisma sul sistema
proporzionale alle rigidezze e resistenze degli elementi resistenti ed un
comportamento globale uniforme.
Fondazioni adeguate:
g
assicurano che l’intero edificio sia soggetto ad un’uniforme eccitazione sismica,
riducendo eventuali spostamenti dovuti a input non sincrono. Il sistema di
fondazione deve essere dotato di elevata rigidezza estensionale nel piano
orizzontale e di adeguata rigidezza flessionale. Deve essere adottata un’unica
tipologia di fondazione per una data struttura in elevazione, a meno che questa non
consista di unità indipendenti.
Criteri generali di progettazione sismica
Iperstaticità: assicura una ridondanza di elementi e quindi una più favorevole e più
ampia ridistribuzione degli effetti dell’azione sismica e dissipazione di energia.
Semplicità strutturale: assicura l’esistenza di percorsi evidenti e diretti per la
trasmissione delle forze sismiche riducendo le incertezze insite nelle varie fasi di
progettazione ed esecuzione e quindi rende più affidabile la previsione del
comportamento della struttura soggetta al sisma.
Regolarità e Simmetria: assicurano una distribuzione bilanciata ed adeguata degli
elementi strutturali in pianta ed in altezza inducendo la struttura ad avere una
risposta globale uniforme e quindi riducono i rischi legati alla presenza di eccentricità,
zone di concentrazioni di sforzi e di elevata richiesta di duttilità
Centro di massa e centro di rigidezza
g
Prima di affrontare il tema della regolarità
g
strutturale è utile richiamare due
elementi fondamentali per caratterizzare la risposta della struttura all’azione del
sisma:
• il centro
t di massa (CM):
(CM) dove
d
supponiamo
i
agisca
i
lla fforza d’i
d’inerzia
i
generata dal sisma;
• il centro di rigidezza (CR): baricentro delle forze di taglio agenti negli
elementi resistenti, quando si applica una traslazione rigida al piano.
Se i solai
S
l i sono rigidi
i idi nell piano,
i
l’l’effetto
ff tt d
delle
ll fforze orizzontali
i
t li su un generico
i
piano della struttura è quello di farlo traslare e ruotare orizzontalmente come un
corpo rigido rispetto al piano sottostante.
S il centro
Se
t di massa ed
d il centro
t di rigidezza
i id
coincidono,
i id
il movimento
i
t d
dell
piano sarà puramente traslatorio.
Se il centro di massa ed il centro di rigidezza non coincidono, fforza agente (F)
S
( ) e forza
f
resistente (V) non possono equilibrarsi senza che nasca anche un momento (M) e
quindi venga anche indotta una rotazione relativa del piano.
Ciò comporta sia un aumento della forza di taglio su alcuni elementi resistenti sia
ulteriori spostamenti di interpiano che possono diventare eccessivi.
La minimizzazione della distanza tra centro di
massa e di centro di rigidezza risulta essere
un aspetto di fondamentale importanza per
evitare effetti torsionali sfavorevoli e quindi
eccessi e deforma
eccessive
deformazioni
ioni degli elementi più
lontani dal centro di rigidezza con
conseguente richiesta non uniforme di
deformazione.
Per quanto riguarda i metodi di analisi, la
regolarità in pianta permette l’analisi
mediante modelli piani, mentre la presenza di
eccentricità tra centro di massa e di rigidezza
rende necessaria la modellazione
tridimensionale della struttura.
CR
V
M
Fi
CM
Caratteristiche generali delle costruzioni
Regolarità degli edifici (par.
(par 7.2.2)
7 2 2)
Un edificio è regolare in pianta se tutte le seguenti condizioni sono rispettate:
a) la configurazione in pianta è compatta e approssimativamente simmetrica rispetto a due
direzioni ortogonali, in relazione alla distribuzione di masse e rigidezze;
b) il rapporto tra i lati di un rettangolo
in cui l’edificio risulta inscritto è inferiore a 4;
c) nessuna dimensione di eventuali rientri
o sporgenze supera il 25 % della dimensione totale
dell’edificio nella corrispondente direzione;
d) i solai possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano rispetto agli elementi
verticali e sufficientemente resistenti.
Regolarità
g
degli
g edifici
Per quanto riguarda
P
i
d lle scelte
l d
della
ll pianta
i
d
dell’edificio,
ll’ difi i forme
f
rettangolari sono preferibili a forme a T, L ed U in quanto strutture con
angoli rientranti sono soggette ad una richiesta di deformazione non
uniforme e a risposte strutturali difficilmente prevedibili.
Inoltre edifici molto allungati in pianta possono più facilmente essere
soggetti a moti sismici incoerenti o appoggiare su terreni con
caratteristiche diverse. È quindi opportuno che il rapporto tra i lati non
sia
i eccessivo,
i
eventualmente
t l
t suddividendo
ddi id d la
l struttura
t tt
in
i più
iù parti
ti
usando giunti sismici.
Regolarità degli edifici
Sfavorevole
Favorevole
Fi
CR
Fi
CM=CR
CM
pareti
M
Fi
V
CM
V
CR
nucleo
CR
CM
CR
CM
nucleo
CM=CR
CM=CR
CR
CM
Regolarità degli edifici
Sfavorevole
Favorevole
Regolarità degli edifici (par. 7.2.2)
Un edificio è regolare in altezza se tutte le seguenti condizioni sono rispettate:
e)
tutti i sistemi resistenti verticali dell’edificio (quali telai e pareti) si estendono per tutta l’altezza
dell edificio;
dell’edificio;
f)
massa e rigidezza rimangono costanti o variano gradualmente, senza bruschi cambiamenti, dalla
base alla cima dell’edificio (le variazioni di massa da un piano all’altro non superano il 25 %, la
rigidezza non si abbassa da un piano al sovrastante più del 30% e non aumenta più del 10%); ai fini
d ll rigidezza
della
i id
sii possono considerare
id
regolari
l i in
i altezza
lt
strutture
t tt
d t t di pareti
dotate
ti o nuclei
l i in
i c.a. di
sezione costante sull’altezza o di telai controventati in acciaio, ai quali sia affidato almeno il 50%
dell’azione sismica alla base;
g)
il rapporto tra resistenza effettiva e resistenza richiesta dal calcolo nelle strutture intelaiate
progettate in Classe di Duttilità “B” non è significativamente diverso per piani diversi (il rapporto fra la
resistenza effettiva e quella richiesta calcolata ad un generico piano non deve differire più del 20%
dall’analogo rapporto determinato per un piano adiacente); può fare eccezione l’ultimo piano di
strutture intelaiate di almeno tre piani;
h)
eventuali restringimenti della sezione orizzontale
dell’edificio avvengono in modo graduale da un piano al
successivo, rispettando i seguenti limiti: ad ogni piano il
rientro non supera il 30% della dimensione
corrispondente al primo piano, né il 20% della
dimensione corrispondente al piano immediatamente
sottostante. Fa eccezione l’ultimo piano di edifici di
almeno quattro piani per il quale non sono previste
limitazioni di restringimento.
Edifici in muratura portante in zona 4:
classificazione sismica del territorio nazionale ((OPCM 3519,, 2006))
OPCM 3519, 2006
Edifici in muratura portante in zona 4:
classificazione sismica del territorio nazionale (OPCM 3519
3519, 2006)
Vaste aree Italiane sono classificate Zona sismica 4.
Piemonte
Lombardia
Trentino Alto Adige
Veneto
Emilia Romagna
Edifici in muratura portante in zona 4 (cap. 7 NTC2008)
• Gli edifici con struttura in muratura da edificarsi in zona 4 possono essere
calcolati applicando
pp
le regole
g
valide per
p la progettazione
p g
“non sismica”,, alle
seguenti condizioni:
• I diaframmi orizzontali devono rispettare quanto prescritto al 7.2.6;
• Le sollecitazioni devono essere valutate considerando la combinazione di
azioni definita nel punto 3.2.4, ed applicando, in due direzioni ortogonali, il
sistema di forze orizzontale definito dalle espressioni (7.3.6) e (7.3.7) (analisi
lineare statica), in cui si assumerà Sd(T1) = 0,07 per tutte le tipologie.
• Le relative verifiche di sicurezza devono essere effettuate, in modo
indipendente nelle due direzioni, allo stato limite ultimo. Non è richiesta la
verifica agli stati limite di esercizio.
esercizio
Materiali
Prescrizioni dal 4.5.2.2 NTC 2008
Elementi artificiali in laterizio:
laterizio normale o alleggerito in pasta (migliori
caratteristiche di isolamento termico)
dotati
d
t ti di fori
f i (verticali
( ti li o orizzontali)
i
t li) di alleggerimento
ll
i
t
e/o di presa e/o per l’alloggiamento di armature
(muratura armata)
La normativa distingue gli elementi in categorie in base alla loro foratura (orientamento e
percentuale). Per il laterizio definisce tre classi per uso strutturale:
elementi pieni:
elementi semipieni:
elementi forati:
F/A ≤ 15%
15% < F/A ≤ 45%
45% < F/A ≤ 55%
e
e
e
f ≤ 9 cm2
f ≤ 12 cm2
f ≤ 15 cm2
con F area complessiva dei fori passanti e profondi non passanti, A area lorda della faccia delimitata dal suo
perimetro, f area media della sezione normale di un foro. Se A > 300 cm2 , sono consentiti fori di dimensioni
maggiori. Devono essere rispettati anche dei valori minimi per lo spessore dei setti.
Valori correnti delle resistenze caratteristiche per elementi portanti in laterizio: da 2-3 N/mm2 per blocchi
in laterizio alleggerito con percentuale di foratura prossima al 50-55 % fino a 30-50 N/mm2 per blocchi
semipieni
Edifici in muratura portante in zona 4 - continua
In zona sismica 4 è possibile quindi seguire le sole regole/requisiti
fornite per azioni non sismiche al §4.5 NTC 2008:
9 Blocchi con percentuale di foratura ϕ ≤ 55%;
9 Spessore minimo dei muri portanti:
150 mm p
per murature in blocchi p
pieni (ϕ ≤ 15%))
200 mm per murature in blocchi semipieni (15 < ϕ ≤ 45%)
240 mm per murature in blocchi forati (45 < ϕ ≤ 55%);
9 Comportamento
p
“scatolare” d’insieme della struttura;
9 Snellezze della parete: λ =h0/t ≤ 20
9 Le pareti murarie resistenti alle azioni orizzontali devono avere L ≥
0.3·H,
0.3
H, altrimenti risultano essere resistenti solo alle forze verticali.
Edifici in muratura portante in zona 4 - continua
Blocchi impiegabili per muratura portante in Zona sismica 4
Blocchi semipieni ϕ ≤ 45%, spessore minimo 200 mm
sp 25-38
sp.
25 38 cm
sp 30-40
sp.
30 40 cm
sp 20 cm
sp.
sp 40 cm
sp.
Blocchi forati 45% < ϕ ≤ 55%, spessore minimo 240 mm
sp. 25-40 cm
sp. 25-45 cm
sp. 25-45 cm
sp. 24-31 cm
Prescrizioni specifiche aggiuntive § 7.8.1.2 NTC2008
((zone sismiche 1,, 2 e 3):
)
Gli elementi da utilizzare per costruzioni in muratura portante debbono essere tali da evitare
rotture eccessivamente fragili. A tal fine dovranno rispettare i seguenti requisiti:
•la percentuale volumetrica degli eventuali vuoti non sia superiore al 45% del volume totale
del blocco (blocchi semipieni);
•ggli eventuali setti disposti
p
parallelamente al p
p
piano del muro siano continui e rettilinei; le
uniche interruzioni ammesse sono in corrispondenza dei fori di presa o per l'alloggiamento
delle armature;
fbk ≥ 5 N/mm²
•la resistenza caratteristica a rottura nella direzione
portante (fbk) non sia inferiore a 5.0
5 0 MPa,
MPa calcolata
sull’area al lordo delle forature;
•la resistenza caratteristica a rottura nella direzione
perpendicolare a quella portante, nel piano di sviluppo
della parete ( f’bk ), calcolata nello stesso modo, non sia
inferiore a 1.5 MPa.
5 N/
fbk ≥ 1
1.5
N/mm²²
•La
malta di allettamento dovrà avere resistenza media non inferiore a 5 MPa e i giunti
verticali dovranno essere riempiti con malta.
L'utilizzo di materiali o tipologie murarie aventi caratteristiche diverse rispetto a quanto
sopra specificato deve essere autorizzato preventivamente dal Servizio Tecnico
Centrale, su parere del Cons. Sup. LL. PP.. Sono ammesse murature realizzate con
elementi artificiali o elementi in pietra squadrata. E’ consentito utilizzare la muratura di pietra
non squadrata o la muratura listata o in pietra solo nei siti ricadenti in zona 4.
Geometria delle pareti resistenti
(Par 7
(Par.
7.8.1.4
8 1 4 NTC 2008)
La geometria delle pareti resistenti al sisma, deve rispettare i requisiti indicati
nella tabella 7.8.II, in cui t indica lo spessore della parete al netto dell
dell’intonaco,
intonaco, ho
l’altezza di libera inflessione della parete come definito nel par. 4.5.6.2, h l’altezza
massima delle aperture adiacenti alla parete, l la lunghezza della parete.
Muratura ordinaria, realizzata con elementi in
pietra squadrata
Muratura ordinaria,
ordinaria realizzata con elementi
artificiali
Muratura armata, realizzata con elementi
artificiali
M t
Muratura
ordinaria,
di i realizzata
li
t con elementi
l
ti iin
pietra squadrata, in zona 3 e 4
Muratura realizzata con elementi artificiali
semipieni, in zona 4
Muratura realizzata con elementi artificiali
pieni, in zona 4
tmin
300 mm
(ho/t) max
10
(l/h) min
0,5
240 mm
12
04
0,4
240 mm
15
Qualsiasi
240 mm
12
03
0.3
200 mm
20
0,3
150 mm
20
0,3
Blocchi impiegabili per muratura portante
in zona sismica 1
1, 2 e 3
3.
Blocchi semipieni ϕ ≤ 45%, spessore minimo 240 mm
Blocco liscio
Blocco ad incastro con tasca
(tasca di malta con tasca > 40% sp. blocco)
Blocco rettificato ad incastro con tasca
(tasca di malta con tasca > 40% sp. blocco)
Bl hi utilizzabili
Blocchi
tili bili solo
l in
i zona 4
Blocco liscio forato
(45% < ϕ ≤ 55)
Blocchi ad incastro
Impiego blocchi e giunti di malta
in funzione della zona sismica
Tabella riassuntiva per il corretto impiego delle diverse tipologie di blocchi e
relativi
l ti i giunti
i ti di malta,
lt in
i funzione
f
i
d ll zona sismica.
della
i i
t tt da
tratta
d Manuale
M
l Tecnico
T i POROTON® - IsoProject,
I P j t 2011
Criteri di progetto e requisiti geometrici
(Par 7
(Par.
7.8.1.4
8 1 4 NTC 2008)
• Le piante delle costruzioni dovranno essere quanto più possibile compatte e
simmetriche rispetto ai due assi ortogonali.
ortogonali
• Le pareti strutturali al lordo delle aperture, dovranno avere continuità in
elevazione fino alla fondazione, evitando pareti in falso.
• Le strutture costituenti orizzontamenti e coperture non devono essere
spingenti. Eventuali spinte orizzontali, valutate tenendo in conto l’azione
sismica, devono essere assorbite per mezzo di idonei elementi strutturali.
• I solai devono assolvere funzione di ripartizione delle azioni orizzontali
tra le pareti strutturali, pertanto devono essere ben collegati ai muri e garantire
un adeguato funzionamento a diaframma. La distanza massima tra due solai
successivi
i i non deve
d
essere superiore
i
a 5 m.
Configurazione strutturale ammissibile
(secondo NTC 2008)
Configurazione strutturale non ammissibile
(
(secondo
d NTC 2008)
Fondazioni
(Par 7
(Par.
7.8.1.7
8 1 7 NTC 2008)
Le strutture di fondazione devono essere realizzate in cemento
armato, secondo quanto indicato al § 7.2.5, continue, senza interruzioni in
corrispondenza di aperture nelle pareti soprastanti.
Qualora sia presente un piano cantinato o seminterrato in pareti di
cemento armato esso può essere considerato quale struttura di
f d i
fondazione
d i sovrastanti
dei
t ti piani
i i in
i muratura
t
portante,
t t nell rispetto
i
tt dei
d i
requisiti di continuità delle fondazioni, e non è computato nel numero dei
piani complessivi in muratura.
Regole di dettaglio
Costruzioni in muratura ordinaria (par. 7.8.5.1, NTC 2008)
Ad ogni piano deve essere realizzato un
cordolo
d l continuo
ti
all’intersezione
ll’i t
i
t solai
tra
l i e
pareti.
I cordoli
d li avranno larghezza
l h
almeno
l
parii a
quella del muro. È consentito un
arretramento massimo di 6 cm dal filo
esterno. L
L’altezza
altezza minima dei cordoli sarà
pari all’altezza del solaio. L’armatura
corrente non sarà inferiore a 8 cm2, le staffe
avranno diametro non inferiore a 6 mm ed
i t
interasse
non superiore
i
a 25 cm.
Travi metalliche o prefabbricate costituenti i
solai
l i dovranno
d
essere prolungate
l
t
nell
cordolo per almeno la metà della sua
larghezza e comunque per non meno di 12
cm ed adeguatamente ancorate ad esso.
esso
Regole di dettaglio
Costruzioni in muratura ordinaria (par. 7.8.5.1, NTC 2008)
In corrispondenza di incroci d’angolo tra due pareti perimetrali sono
prescritte, su entrambe le pareti, zone di parete muraria di lunghezza
non inferiore a 1 m, compreso lo spessore del muro trasversale.
Al di sopra di ogni apertura deve essere realizzato un architrave resistente
a flessione efficacemente ammorsato alla muratura.
Regole di dettaglio
Costruzioni in muratura armata (par.
(par 7.8.5.2,
7 8 5 2 NTC 2008)
Quanto indicato al punto 7.8.2 per la muratura ordinaria si applica anche alla
muratura armata,
armata con le seguenti eccezioni e le pertinenti prescrizioni di cui al par.
par
4.5.7.
Gli architravi soprastanti le aperture possono essere realizzati in muratura armata.
Le barre di armatura dovranno essere esclusivamente del tipo ad aderenza
migliorata e dovranno essere ancorate in modo adeguato alle estremità mediante
piegature
p
g
attorno alle barre verticali. In alternativa p
potranno essere utilizzate,, p
per le
armature orizzontali, armature a traliccio o conformate in modo da garantire
adeguata aderenza ed ancoraggio.
La percentuale di armatura orizzontale,
orizzontale calcolata rispetto all
all’area
area lorda della
muratura, non potrà essere inferiore allo 0.04 %, né superiore allo 0.5%.
Parapetti ed elementi di collegamento tra pareti diverse dovranno essere ben
collegati alle pareti adiacenti, garantendo la continuità dell’armatura orizzontale e,
ove possibile, di quella verticale.
Agli incroci delle pareti perimetrali è possibile derogare dal requisito di avere
su entrambe le pareti zone di parete muraria di lunghezza non inferiore a 1 m.
MURATURA ARMATA, SECONDO IL CAPITOLO 7.8 DELLE NTC 2008
Modelli, analisi e verifiche strutturali
MODELLI D’INSIEME, ANALISI STRUTTURALE E VERIFICHE DI
SICUREZZA
Edificio in muratura: sistema scatolare tridimensionale caratterizzato da non
linearità costitutiva e geometrica. Quale modellazione?
Un approccio solitamente adatto alle applicazioni è quello di operare su
schemi strutturali semplificati appositamente scelti in funzione del tipo di
azioni convenzionali da considerare nelle verifiche e del tipo di elementi
strutturali primari che esse andranno ad interessare.
IIn particolare,
ti l
t li schemi
tali
h i sii differenziano
diff
i
principalmente
i i l
t in
i base
b
alla
ll
direzione dei carichi.
Distingueremo
g
quindi:
q
- Analisi e verifica sotto carichi verticali
- Analisi
A li i e verifica
ifi sotto carichi
i hi orizzontali
i
li (vento,
(
sisma)
i
)
ANALISI E VERIFICA SOTTO CARICHI VERTICALI
Il problema di principale interesse è
quello della verifica dei muri p
q
portanti
soggetti a carichi verticali eccentrici,
in cui un ruolo fondamentale è giocato
dall’eccentricità in direzione ortogonale
all piano
i
medio
di d
deii murii ((parallelamente
ll l
t
allo spessore).
Si opera dunque solitamente su uno
schema str
strutturale
tt rale semplificato
semplificato,
costituito da una striscia della
costruzione scatolare di larghezza
prefissata,, compresa
p
p
fra due sezioni
normali alle murature portanti, ed
idealizzata come un telaio a nodi fissi.
grado di vincolo tra muri e solai?
Quale g
Realtà: incastro cedevole.
ipotesi della continuità
(calcolo a telaio)
ipotesi dell’articolazione
dell articolazione
(struttura isostatica)
ANALISI E VERIFICA SOTTO CARICHI ORIZZONTALI
La resistenza di un edificio alle azioni orizzontali è generalmente fornita dal sistema
formato dai solai e dai muri di controventamento, disposti parallelamente
all azione.
all’azione
Su tale sistema resistente si scaricano infatti le reazioni delle pareti perimetrali
direttamente investite dalle pressioni e depressioni dovute al vento.
Nella definizione del modello strutturale si deve inoltre valutare se i solai possono
essere considerati come diaframmi infinitamente rigidi nel loro piano,
prestando particolare attenzione alla presenza di vani scala-ascensore che possono
indebolire l’impalcato
l impalcato.
Possibili modelli strutturali per pareti soggette a forze orizzontali
Si preferisce utilizzare modelli in
cui i montanti murari sono
assimilati a travi deformabili a
taglio, accoppiate dai solai e
da eventuali travi alte in
muratura, se strutturalmente
collaboranti.
In molti casi è possibile
idealizzare la struttura come un
insieme di telai piani orientati
secondo le direzioni di maggior
rigidezza dei muri.
Similitudine con strutture a
mensole accoppiate in c.a.
Questo metodo approssimato in una certa misura giustifica l’asserzione che si trova nelle
normative,
ti
iin cuii sii afferma
ff
che
h lle azioni
i i orizzontali
i
t li sii di
distribuiscono
t ib i
ttra lle pareti
ti “i
“in proporzione
i
alla loro rigidezza ed alla loro distribuzione planimetrica”
R l dell’accoppiamento
Ruolo
d ll’
i
t fornito
f
it da
d solai/cordoli
l i/
d li e “fasce
“f
murarie”
i ”
(b)
( )
(a)
il grado di accoppiamento
influenza in modo notevole
l’entità dei momenti flettenti
nei montanti murari
(c)
Metodi di analisi strutturale per
progettazione sismica (Cap. 7.3)
1)
2)
3)
4)
Analisi lineare statica
Analisi lineare dinamica (modale)
Analisi non lineare statica
Analisi non lineare dinamica
7.8.1.9 Costruzioni semplici
Per le costruzioni semplici in zona 2, 3 e 4 non è obbligatorio
effettuare alcuna analisi e verifica di sicurezza.
Si definiscono “costruzioni semplici” quelle che rispettano le condizioni di cui al
4.5.6.4, qui ricordate:
a) le pareti strutturali della costruzione siano continue dalle fondazioni alla
sommità;;
b) nessuna altezza interpiano sia superiore a 3,5 m;
c) il numero di piani non sia superiore a 3 (entro e fuori terra) per costruzioni in
muratura ordinaria ed a 4 per costruzioni in muratura armata;
d) la planimetria dell’edificio sia inscrivibile in un rettangolo con rapporti fra
lato minore e lato maggiore non inferiore a 1/3;
e) la snellezza h0/t della muratura non sia in nessun caso superiore a 12;
f) il carico variabile per i solai non sia superiore a 3,00 kN/m2;
iintegrate con le
l caratteristiche
i i h descritte
d
i nell seguito,
i oltre
l a quelle
ll di regolarità
l i à in
i
pianta ed in elevazione.
7.8.1.9 Costruzioni semplici (segue)
Condizioni aggiuntive: rispettano i dettagli costruttivi generali definiti in 7.8.3.1
per la muratura ordinaria e in 7.8.5.1 per la muratura armata.
• Le
L pareti
ti strutturali
t tt li siano
i
continue
ti
d ll fondazioni
dalle
f d i i alla
ll sommità
ità dell’edificio.
d ll’ difi i
• In ciascuna delle due direzioni siano previste almeno due sistemi di pareti di
g
complessiva,
p
, al netto delle aperture,
p
, ciascuno non inferiore al 50%
%
lunghezza
della dimensione dell’edificio nella medesima direzione. Nel conteggio della
lunghezza complessiva potranno essere inclusi solamente setti murari che
rispettano i requisiti geometrici della tabella 7.8.II.
7 8 II La distanza fra questi 2 sistemi
di pareti in direzione ortogonale al loro sviluppo longitudinale in pianta, sia non
inferiore al 75% della dimensione dell’edificio nella medesima direzione
(ortogonale alle pareti).
pareti)
• Almeno il 75 % dei carichi verticali sia portato da pareti che facciano parte
del sistema resistente alle azioni orizzontali.
• In ciascuna delle due direzioni siano presenti pareti resistenti alle azioni
orizzontali con interasse non superiore ai 7 m, elevabili a 9 m per edifici in
muratura armata.
armata
7.8.1.9 Costruzioni semplici (segue)
• Per
P ciascun
i
piano
i
il rapporto tra area della sezione
se ione resistente delle pareti e superficie
s perficie del piano non
sia inferiore ai valori indicati nella tabella seguente, in funzione del numero di piani dell’edificio e della
sismicità del sito, per ciascuna delle due direzioni ortogonali:
Accelerazione
A
l
i
di picco
i
del
d l
terreno ag*S
≤ 0.07
g
≤ 0.10
g
≤ 0.15
g
≤ 0.20
g
≤ 0.25
g
≤ 0.30
g
≤ 0.35
g
≤ 0.40
g
≤ 0.45
g
≤ 0.4725
g
Tipo di struttura
Numero
p
piani
Muratura
ordinaria
1
3.5 %
3.5 %
4.0 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
6.0 %
6.0 %
6.0 %
6.5 %
2
4.0 %
4.0 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
6.0 %
6.5 %
6.5 %
6.5 %
7.0 %
3
4.5 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
6.0 %
6.5 %
7.0 %
1
2.5 %
3.0 %
3.0 %
3.0 %
3.5 %
3.5 %
4.0 %
4.0 %
4.5 %
4.5 %
2
3.0 %
3.5 %
3.5 %
3.5 %
4.0 %
4.0 %
4.5 %
5.0 %
5.0 %
5.0 %
3
3.5 %
4.0 %
4.0 %
4.0 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
5.5 %
6.0 %
6.0 %
4
4.0 %
4.5 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
5.5 %
6.0 %
6.0 %
6.5 %
6.5 %
Muratura armata
È implicitamente inteso che il numero di piani dell’edificio semplice non può essere superiore a 3 per
edifici in muratura ordinaria ed a 4 per edifici in muratura armata.
7.8.1.9 Costruzioni semplici (segue)
• Deve inoltre risultare per ogni piano:
σ=
N
f
≤ 0.25 k
A
γm
in cui:
N è il carico totale alla base del piano considerato;
A è l’area totale dei muri portanti (ai fini dei carichi verticali) allo stesso piano;
fk è la resistenza caratteristica a compressione in direzione verticale della
muratura.
t
Il dimensionamento delle fondazioni può essere effettuato in modo semplificato
tenendo conto delle tensioni normali medie e delle sollecitazioni sismiche globali
determinate con l’analisi statica lineare.
Costruzioni semplici (4) – Par. 7.8.1.9 NTC 2008 –
ESEMPIO 1
L’edificio è regolare in pianta
L’edificio è regolare in elevazione
L’edificio è semplice
2250
170
290
470
100
470
120
250
130
90
130
250
390
130
X15
X16
130
90
130
375
Y14
X17
160
180
390
Y16
350
X18
X09
160
Y15
Y
X07
Y0
07
180
X06
350
Y08
Y06
375
X08
130
1230
300
Y12
Y13
100
X13
90
120
X14
90
250
100
Y05
X05
100
X04
Y04
300
120
90
0
120
190
Y10
Y11
320
320
Y03
200
X10
90
0
% muratura Y: 5.8 %
120
X11
375
220
X12
Y09
220
X03
Y02
480
375
Y01
% muratura X: 5.0 %
170
Y10480
290
X02
120
120
X01
190
200
Costruzioni semplici (5) – Par. 7.8.1.9 NTC 2008 –
ESEMPIO 2
L’edificio non è regolare in pianta
L’edificio è regolare in elevazione
L’edificio non è semplice
1320
170
160
175
230
X12
80
425
X14
X13
485
Y04
115
100
0
Y03
170
X06
90
90
X07
135
80
X08
130
80
X09
255
X10
Y02
Y06
Y01
X01
X02
50
100
0
408
Y08
X03
100
395
80
85
100
X04
75
200
X05
140
145
1125
238
80
115
Y09
150
210
Y07
140
140
Y10
% muratura Y: 5.5 %
225
Y05
530
% muratura X: 6.3 %
135
X11
80
ANDILWall: software di analisi e verifiche strutturali
di edifici in muratura portante