Verifica Semplificata Edifici Muratura - Riferimenti Normativi DM 2008 e Commenti

Ing. Franco Fusier – Rev. 05/2011

RIASSUNTO PRESCRIZIONI RELATIVE ALLA VERIFICA SEMPLIFICATA DI EDIFICI IN MURATURA & COMMENTI SOMMARIO RIASSUNTO PRESCRIZIONI RELATIVE ALLA VERIFICA SEMPLIFICATA DI EDIFICI IN MURATURA & COMMENTI ............................................................................................................... 1 SOMMARIO ..................................................................................................................................... 1 4.5.4 ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE (NTC 2008) ................................................................ 3 4.5.6.4 Verifiche alle tensioni ammissibili .......................................................................................... 4 7.2.2 CARATTERISTICHE GENERALI DELLE COSTRUZIONI .................................................... 5 Regolarità ............................................................................................................................ 5 7.2.6 CRITERI DI MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA E AZIONE SISMICA........................ 6 7.8.1.4 Criteri di progetto e requisiti geometrici .................................................................................. 7 7.8.1.9 Costruzioni semplici (NTC 2008) ........................................................................................... 8 7.8.3.1 Criteri di progetto ................................................................................................................. 10 7.8.5.1 Costruzioni in muratura ordinaria.......................................................................................... 10 8.3 VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA (NTC 2008)................................................................. 11 8.4 CLASSIFICAZIONE DEGLI INTERVENTI (NTC 2008) .......................................................... 12 8.4.1 INTERVENTO DI ADEGUAMENTO ............................................................................... 12 8.4.2 INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO ............................................................................ 13 8.4.3 RIPARAZIONE O INTERVENTO LOCALE ..................................................................... 13 EDIFICI ESISTENTI....................................................................................................................... 13 8.5 PROCEDURE PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E LA REDAZIONE DEI PROGETTI (NTC 2008) .................................................................................................................. 13 8.5.5 AZIONI (NTC 2008)............................................................................................................... 13 8.6 MATERIALI ............................................................................................................................. 13 8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE (NTC 2008).. 14 8.7.1 COSTRUZIONI IN MURATURA (NTC 2008) .................................................................. 14 C8.7 VALUTAZIONE E PROGETTAZIONE IN PRESENZA DI AZIONI SISMICHE (Circolare) . 15 C8.7.1 COSTRUZIONI IN MURATURA (Circolare) .................................................................. 15 C8.7.1.1 Requisiti di sicurezza ................................................................................................ 15 C8.7.1.2 Azione sismica.......................................................................................................... 16 C8.7.1.3 Combinazione delle azioni ........................................................................................ 16 C8.7.1.4 Metodi di analisi globale e criteri di verifica .............................................................. 16 C8.7.1.5 Modelli di capacità per la valutazione di edifici in muratura ....................................... 17 Pareti murarie..................................................................................................................... 17

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Ing. Franco Fusier – Rev. 05/2011 Solai .................................................................................................................................. 18 C8.7.1.6 Metodi di analisi dei meccanismi locali ..................................................................... 19 C8.7.1.7 Edifici semplici ......................................................................................................... 19 C8.7.1.8 Criteri per la scelta dell’intervento............................................................................. 20 C8.7.1.9 Modelli di capacità per il rinforzo di edifici in muratura............................................. 20 C8A.1.A COSTRUZIONI IN MURATURA: DATI NECESSARI E IDENTIFICAZIONE DEL LIVELLO DI CONOSCENZA (Circolare) ....................................................................................... 21 C8A.1.A.1 Costruzioni in muratura: geometria ............................................................................ 21 C8A.1.A.2 Costruzioni in muratura: dettagli costruttivi ................................................................ 21 C8A.1.A.3 Costruzioni in muratura: proprietà dei materiali .......................................................... 22 C8A.1.A.4 Costruzioni in muratura: livelli di conoscenza ............................................................ 23 NOTA: Livelli di conoscenza e parametri meccanici delle vecchie murature ............................ 25 C8A.2. TIPOLOGIE E RELATIVI PARAMETRI MECCANICI DELLE MURATURE (Circolare) . 26 Specifiche ............................................................................................................................... 29

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4.5.4 ORGANIZZAZIONE STRUTTURALE (NTC 2008) L’edificio a muratura portante deve essere concepito come una struttura tridimensionale. I sistemi resistenti di pareti di muratura, gli orizzontamenti e le fondazioni devono essere collegati tra di loro in modo da resistere alle azioni verticali ed orizzontali. I pannelli murari sono considerati resistenti anche alle azioni orizzontali quando hanno una lunghezza non inferiore a 0,3 volte l’altezza di interpiano; essi svolgono funzione portante, quando sono sollecitati prevalentemente da azioni verticali, e svolgono funzione di controvento, quando sollecitati prevalentemente da azioni orizzontali. Ai fini di un adeguato comportamento statico e dinamico dell’edificio, tutti le pareti devono assolvere, per quanto possibile, sia la funzione portante sia la funzione di controventamento. Gli orizzontamenti sono generalmente solai piani, o con falde inclinate in copertura, che devono assicurare, per resistenza e rigidezza, la ripartizione delle azioni orizzontali fra i muri di controventamento. L’organizzazione dell’intera struttura e l’interazione ed il collegamento tra le sue parti devono essere tali da assicurare appropriata resistenza e stabilità, ed un comportamento d’insieme “scatolare”. Per garantire un comportamento scatolare, muri ed orizzontamenti devono essere opportunamente collegati fra loro. Tutte le pareti devono essere collegate al livello dei solai mediante cordoli di piano di calcestruzzo armato e, tra di loro, mediante ammorsamenti lungo le intersezioni verticali. I cordoli di piano devono avere adeguata sezione ed armatura. Devono inoltre essere previsti opportuni incatenamenti al livello dei solai, aventi lo scopo di collegare tra loro i muri paralleli della scatola muraria. Tali incatenamenti devono essere realizzati per mezzo di armature metalliche o altro materiale resistente a trazione, le cui estremità devono essere efficacemente ancorate ai cordoli. Per il collegamento nella direzione di tessitura del solaio possono essere omessi gli incatenamenti quando il collegamento è assicurato dal solaio stesso. Per il collegamento in direzione normale alla tessitura del solaio, si possono adottare opportuni accorgimenti che sostituiscano efficacemente gli incatenamenti costituiti da tiranti estranei al solaio. Il collegamento fra la fondazione e la struttura in elevazione è generalmente realizzato mediante cordolo in calcestruzzo armato disposto alla base di tutte le murature verticali resistenti. È possibile realizzare la prima elevazione con pareti di calcestruzzo armato; in tal caso la disposizione delle fondazioni e delle murature sovrastanti deve essere tale da garantire un adeguato centraggio dei carichi trasmessi alle pareti della prima elevazione ed alla fondazione. Lo spessore dei muri portanti non può essere inferiore ai seguenti valori1: - muratura in elementi resistenti artificiali pieni 150 mm 1

Per le costruzioni in zona sismica vi sono limitazioni maggiori.

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- muratura in elementi resistenti artificiali semipieni 200 mm - muratura in elementi resistenti artificiali forati 240 mm - muratura di pietra squadrata 240 mm - muratura di pietra listata 400 mm - muratura di pietra non squadrata 500 mm I fenomeni del secondo ordine possono essere controllati mediante la snellezza convenzionale della parete, definita dal rapporto: h   0 (4.5.1) t dove h0 è la lunghezza libera di inflessione2 della parete valutata in base alle condizioni di vincolo ai bordi espresse dalla (4.5.6) e t è lo spessore della parete. Il valore della snellezza λ non deve risultare superiore3 a 20.

4.5.6.4 Verifiche alle tensioni ammissibili Per edifici semplici è consentito eseguire le verifiche, in via semplificativa, con il metodo delle tensioni ammissibili4, adottando le azioni previste nelle presenti Norme Tecniche, con resistenza del materiale di cui al § 4.5.6.1, ponendo il coefficiente  M  4.2 ed utilizzando il dimensionamento semplificato di seguito riportato con le corrispondenti limitazioni: 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 della muratura, secondo l’espressione (4.5.1), non sia in nessun caso superiore a 12; f) il carico variabile per i solai non sia superiore a 3,00 kN/m². La verifica si intende soddisfatta se risulta:

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Per la valutazione della snellezza convenzionale λ della parete secondo l’espressione (4.5.1) la

lunghezza libera d’inflessione del muro h0 è data dalla relazione

h0    h (4.5.6) in cui il fattore ρ tiene conto dell’efficacia del vincolo fornito dai muri ortogonali e h è l’altezza interna di piano; ρ assume il valore 1 per muro isolato, e i valori indicati nella Tab. 4.5.IV, quando il muro non ha aperture ed è irrigidito con efficace vincolo da due muri trasversali di spessore non inferiore a 200 mm, e di lunghezza l non inferiore a 0,3 h, posti ad interasse a. 3

Per le verifiche alle tensioni ammissibili, gli “Edifici semplici” e le zone sismiche vi sono limitazioni

maggiori. 4

Queste limitazioni devono risultare soddisfatte anche per gli “Edifici semplici” in zona sismica.

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 

f N  k (4.5.13) 0.65  A  M

in cui N è il carico verticale totale alla base di ciascun piano dell’edificio corrispondente alla somma dei carichi permanenti e variabili (valutati ponendo  G   Q  1 ) della combinazione caratteristica e A è l’area totale dei muri portanti allo stesso piano.

7.2.2 CARATTERISTICHE GENERALI DELLE COSTRUZIONI Regolarità Le costruzioni devono avere, quanto più possibile, struttura iperstatica caratterizzata da regolarità in pianta e in altezza. Se necessario ciò può essere conseguito suddividendo la struttura, mediante giunti, in unità tra loro dinamicamente indipendenti. Per quanto riguarda gli edifici, una costruzione 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 la costruzione risulta inscritta è inferiore a 4; c) nessuna dimensione di eventuali rientri o sporgenze supera il 25% della dimensione totale della costruzione nella corrispondente direzione; d) gli orizzontamenti possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano rispetto agli elementi verticali e sufficientemente resistenti5. Sempre riferendosi agli edifici, una costruzione è regolare in altezza se tutte le seguenti condizioni sono rispettate: e) tutti i sistemi resistenti verticali (quali telai e pareti) si estendono per tutta l’altezza della costruzione; f) massa e rigidezza rimangono costanti o variano gradualmente, senza bruschi cambiamenti, dalla base alla sommità della costruzione (le variazioni di massa da un orizzontamento all’altro non superano il 25%, la rigidezza non si riduce da un orizzontamento a quello sovrastante più del 30% e non aumenta più del 10%); ai fini della rigidezza si possono considerare regolari in altezza strutture dotate di pareti o nuclei in c.a. o pareti e nuclei in muratura di sezione costante sull’altezza o di telai controventati in acciaio, ai quali sia affidato almeno il 50% dell’azione sismica alla base; g) nelle strutture intelaiate progettate in CD “B” il rapporto tra resistenza effettiva e resistenza richiesta dal calcolo non è significativamente diverso per orizzontamenti diversi (il rapporto fra la resistenza effettiva e quella richiesta, calcolata ad un generico orizzontamento, non deve differire più del 20% dall’analogo rapporto determinato per 5

La Circolare, al punto C.8.7.2.2, ha cambiato questo requisito per gli edifici in muratura: “La

definizione di regolarità per un edificio esistente in muratura è quella indicata al § 7.2.2 delle NTC, in cui il requisito d) è sostituito da: i solai sono ben collegati alle pareti e dotati di una sufficiente rigidezza e resistenza nel loro piano.”

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un altro orizzontamento); può fare eccezione l’ultimo orizzontamento di strutture intelaiate di almeno tre orizzontamenti; h) eventuali restringimenti della sezione orizzontale della costruzione avvengono in modo graduale da un orizzontamento al successivo, rispettando i seguenti limiti: ad ogni orizzontamento il rientro non supera il 30% della dimensione corrispondente al primo orizzontamento, né il 20% della dimensione corrispondente all’orizzontamento immediatamente sottostante. Fa eccezione l’ultimo orizzontamento di costruzioni di almeno quattro piani per il quale non sono previste limitazioni di restringimento. Per i ponti le condizioni di regolarità sono definite nel § 7.9.2.1.

7.2.6 CRITERI DI MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA E AZIONE SISMICA Il modello della struttura deve essere tridimensionale e rappresentare in modo adeguato le effettive distribuzioni spaziali di massa, rigidezza e resistenza, con particolare attenzione alle situazioni nelle quali componenti orizzontali dell’azione sismica possono produrre forze d’inerzia verticali (travi di grande luce, sbalzi significativi, etc.). Nella definizione del modello alcuni elementi strutturali, considerati “secondari”, e gli elementi non strutturali autoportanti (tamponature e tramezzi), possono essere rappresentati unicamente in termini di massa, considerando il loro contributo alla rigidezza e alla resistenza del sistema strutturale solo qualora essi possiedano rigidezza e resistenza tali da modificare significativamente il comportamento del modello. Gli orizzontamenti possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano, a condizione che siano realizzati in cemento armato, oppure in latero-cemento con soletta in c.a. di almeno 40 mm di spessore, o in struttura mista con soletta in cemento armato di almeno 50 mm di spessore collegata da connettori a taglio opportunamente dimensionati agli elementi strutturali in acciaio o in legno e purché le aperture presenti non ne riducano significativamente la rigidezza. Per rappresentare la rigidezza degli elementi strutturali si possono adottare modelli lineari, che trascurano le non linearità di materiale e geometriche, e modelli non lineari, che le considerano; in ambo i casi si deve tener conto della fessurazione dei materiali fragili. In caso non siano effettuate analisi specifiche, la rigidezza flessionale e a taglio di elementi in muratura, cemento armato, acciaio-calcestruzzo, può essere ridotta sino al 50% della rigidezza dei corrispondenti elementi non fessurati, tenendo debitamente conto dell’influenza della sollecitazione assiale permanente. Nel caso di comportamento non dissipativo si adottano unicamente i modelli lineari. Nel caso di comportamento dissipativo si possono adottare sia modelli lineari sia modelli non lineari. Il legame costitutivo utilizzato per modellare il comportamento non lineare della struttura dovuto alla non linearità di materiale deve essere giustificato, anche in relazione alla corretta rappresentazione dell’energia dissipata nei cicli di isteresi. Le azioni conseguenti al moto sismico sono modellate sia direttamente, attraverso forze statiche equivalenti o spettri di risposta, sia indirettamente, attraverso accelerogrammi. Pag. 6

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Nella definizione dell’azione sismica sulla struttura, è possibile tenere conto della modifica del moto sismico indotta dall’interazione fondazione-terreno. A meno di analisi numeriche avanzate, la fondazione può essere schematizzata con vincoli viscoelastici, caratterizzati da opportuna impedenza dinamica. Questa schematizzazione può rendersi necessaria per strutture alte e snelle, nelle quali gli effetti del secondo ordine non sono trascurabili, e per strutture fondate su terreni molto deformabili (Vs