1 LE COSTRUZIONI IN MURATURA 3

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I

INDICE

SOMMARIO 1

1 LE COSTRUZIONI IN MURATURA 3

1.1 Introduzione 3

1.2 Le tipologie murarie 4

1.3 Le caratteristiche meccaniche della muratura 6

1.3.1 Comportamento a trazione-compressione 7

1.3.2 Comportamento a flessione e taglio 10

1.4 Le strutture in muratura soggette ad azioni sismiche 11 1.5 I danneggiamenti dovuti al sisma negli edifici esistenti in muratura 15

2 ANALISI E MODELLAZIONE DI STRUTTURE IN MURATURA 20

2.1 Premessa 20

2.2 I metodi di analisi 21

2.3 La modellazione di strutture in muratura 24

2.3.1 I modelli agli elementi finiti 24

2.3.2 La modellazione a macroelementi 25

2.3.3 La modellazione per analisi lineari 26

2.3.4 La modellazione per analisi non lineari 27 2.3.5 Il metodo SAM e il modello a telaio equivalente 32

2.3.5.1 L’elemento maschio murario 34

2.3.5.1.1 La geometria dell’elemento maschio murario 35 2.3.5.1.2 I meccanismi di crisi per l’elemento maschio murario 37 2.3.5.1.3 La deformabilità dei maschi murari 40

2.3.5.2 L’elemento cordolo in c.a. 42

2.3.5.3 L’elemento fascia muraria 43

2.3.5.3.1 La geometria dell’elemento fascia muraria 44 2.3.5.3.2 I meccanismi di crisi per l’elemento fascia muraria 45 2.3.5.3.3 La deformabilità delle fasce murarie 48

2.3.5.4 Gli elementi infinitamente rigidi 50

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II

2.3.5.5 I solai 51

3 IL PADIGLIONE BIFFI 52

3.1 Il complesso ospedaliero di Volterra 52

3.2 Il padiglione “Biffi” dell’Ospedale di Volterra 54

3.2.1 I dettagli costruttivi 59

3.3 L’analisi della struttura 62

3.3.1 Le azioni agenti sulla struttura 62

3.3.1.1 Il peso proprio strutturale 62

3.3.1.2 I carichi permanenti portati 63

3.3.1.3 I carichi variabili 65

3.3.1.4 L’azione sismica 65

3.3.2 Le caratteristiche meccaniche dei materiali 74

3.3.3 L’indice di qualità muraria. IQM 78

3.3.3.1 La determinazione dell’IQM 79

3.3.3.2 La valutazione dell’IQM per l’edificio “Biffi” 80

4 ANALISI DINAMICA LINEARE CON SPETTRO DI RISPOSTA 84

4.1 Analisi dinamica modale. Cenni 84

4.2 Applicazione dell’analisi modale all’edificio oggetto di studio 85

4.3 Analisi con spettro di risposta 92

4.4 Le verifiche di sicurezza. SLV 94

4.4.1 Verifica a pressoflessione nel piano 94

4.4.2 Verifica a taglio 95

4.4.3 Verifica a pressoflessione fuori dal paino 96

4.4.4 Le verifiche delle fasce di piano 99

4.5 I risultati dell’analisi dinamica lineare 99

5 L’ANALISI STATICA NON LINEARE 105

5.1 Generalità 105

5.2 Le analisi previste 106

5.3 La verifica per l’analisi push-over. Il metodo N2 107 5.4 Applicazione dell’analisi push-over all’edificio oggetto di studio 110

5.5 I risultati dell’analisi push-over 111

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III 6 L’ANALISI PARAMETRICA DELLA STRUTTURA 123

6.1 Premessa 123

6.2 Individuazione del sisma massimo verificato: l’indice di rischio 123

6.3 Il dominio f

_k

– TR 125

7 LE PROVE DI CARICO 131

7.1 Determinazione del dominio di rottura 132

7.2 Prova con martinetto piatto singolo e doppio 138

7.3 Prova di taglio compressione su pannelli contrapposti 139

7.4 Prova di compressione diagonale 143

8 CONCLUSIONI 146

8.1 Riepilogo 146

8.2 Linee guida per il consolidamento 148

ALLEGATO 1 151

Scheda di vulnerabilità di 2° livello e calcolo dell’indice di vulnerabilità

BIBLIOGRAFIA 154

Ringraziamenti 157