Capitolo 1 Analisi di edifici esistenti in muratura

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ANALISI SISMICA E CONSOLIDAMENTO DELLA SCUOLA VILLAMAGNA A.A. 2009 /2010

Capitolo 1: Analisi di edifici esistenti in muratura 2

Capitolo 1

Analisi di edifici esistenti in muratura

1.1 Introduzione

Il consolidamento delle opere e costruzioni murarie è una pratica che nasce ben prima delle moderne tecniche di analisi di cui oggi ci avvaliamo e si è evoluta nel tempo in una continua dialettica tra adattamento della tradizione costruttiva e progresso nelle tecniche e nei materiali impiegati; lo scopo è stato e resta il medesimo: ottenere la massima affidabilità dei risultati a fronte della minor spesa possibile.

Dal punto di vista operativo gli interventi possono essere raggruppati in:

- aumento della resistenza;

- inserimento di nuovi elementi resistenti;

- riduzione delle azioni.

Le cause di danno sono molteplici e agiscono su tutte le parti dell’opera, in concomitanza o separatamente, per tutta la sua vita; alcune producono effetti che si protraggono per lungo tempo con effetti pericolosi che si manifestano solo a lungo termine, altri creano un danno immediato e sono di più difficile prevedibilità.

Senza voler fornire una casistica esaustiva si elencano le più frequenti:

- i cedimenti fondali differenziali;

- lo sbilanciamento delle spinte esercitate da archi e volte;

- modifiche o alterazioni del tessuto murario;

- vibrazioni o urti ripetuti;

- le azioni esercitate dalla vegetazione;

- un’esecuzione non rispondente alla regola dell’arte;

- sopraelevazioni, ampliamenti o cambio della destinazione d’uso;

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In questo lavoro si pone l’attenzione soprattutto su quest’ultima causa, la quale rappresenta la più temibile fonte di danno e di pericolo per gli occupanti di una costruzione, in quanto non solo produce, solitamente, gli effetti più catastrofici, ma è un evento per lo più imprevedibile, contro il quale l’unico rimedio è la prevenzione.

1.2 Le tecniche costruttive storiche

Le caratteristiche di un edificio storico possono essere notevolmente diverse, rispetto ad uno moderno dello stesso tipo; questo è dovuto essenzialmente alla costituzione delle murature, dei solai (o delle volte), delle scale, e delle coperture.

L’organismo edilizio fino agli inizi del secolo scorso era infatti fortemente legato alla disponibilità in sito dei materiali e alle tecniche costruttive locali, non esistendo i moderni mezzi di comunicazione e quindi di diffusione e controllo di tecniche e tecnologie, così come un sistema di vie e mezzi di trasporto capillare ed economico. Una parete in muratura è costituita dalla sovrapposizione, per strisce regolari e per spessori di varia entità, di elementi naturali o artificiali collegate fra loro da strati di malta: convenzionalmente si assume che i primi abbiano la funzione di sopportare i carichi, mente il legante assicura un’adeguata distribuzione delle tensioni ed il collegamento tra gli elementi; in realtà l’interazione tra i due componenti, così come le loro proporzioni e la loro qualità sono strettamente legati al comportamento globale. Il risultato auspicabile deve essere un solito monolitico e ben collegato alle altre pareti ed è per questo molto importante conoscere la conformazione di una muratura in tutto il suo spessore, specie se elevato, in quanto può presentare forti disomogeneità tra paramento e nucelo, o essere inficiato da canne fumarie, incassi, tracce.

La suddivisione principale nella realizzazione di pareti murarie sta nell’utilizzo di:

- elementi artificiali;

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Gli elementi artificiali (mattoni e meno frequentemente blocchi) sono conformati in volumi parallelepipedi di peso limitato e misura variabile nelle varie zone, collegati da spessori di malta non superiori ad 1 cm. I mattoni di qualità migliore hanno colore

rosso ed una resistenza a compressione compresa fra 1,5 e 1,8 kN/cm2.

I giunti vengono sfalsati con un miglior collegamento trasversale degli elementi.

Figura 1.1 – Esempi di muratura: in mattoni, pietrame o mista

Come mostrato in figura a seconda della disposizione degli elementi si ha una muratura a 1, 2 o più teste con aumento conseguente dello spessore murario

All’aumentare degli spessori si può avere la distinzione tra i paramenti esterni ed il nucleo, fino al limite dell’opus latericium romano in cui i mattoni fungevano da vere e proprie casseforme per il getto interno, comunque di qualità molto elevata, al contrario di ciò che si riscontra nella maggior parte delle costruzioni medievali e successive.

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Gli elementi naturali, le pietre, sono costituite da materiale diverso e diversamente conformato quanto a regolarità e dimensioni: fattori tutti dipendenti dalla disponibilità locale e quindi dalla tradizione costruttiva; si passa dal tufo, alla pietra calcarea, alla pietra lavica ed in base alla lavorabilità ed alle tecniche locali si riscontrano forti differenze nella conformazione: da blocchi più o meno regolari, fino a ciottoli di fiume. In tabella 1.1 si riportano le caratteristiche meccaniche di alcuni tipi di pietre.

Tabella 1.1 – Proprietà fisico - meccaniche dei materiali lapidei in uso per le costruzioni in muratura

Come per i mattoni, raramente il singolo elemento di pietra occupa l’intero spessore del muro: ciò pone il problema di realizzare la monoliticità trasversale. Questo compito può essere affidato a singoli elementi isolati di forma allungata disposti col lato maggiore ortogonalmente alla parete: i diatoni i quali possono anche essere inseriti a posteriori come intervento di consolidazione.

Figura 1.3 – Muratura con diatoni in c.a.

Roccia

Caratteristiche meccaniche Caratteristiche fisiche

σ_{di rottura} a compressione (kN/cm2) σ_{di rottura} a trazione (kN/cm2) Modulo di elasticità (kN/mm2) Peso specifico (kN/m3) Coefficiente di imbibizione (% del volume) Basalto oltre 20 0,8 90 – 120 27,5 – 31 __ Granito 15 - 20 0,4 – 0,6 50 – 70 24,5 – 29 0,1 – 0,6 Marmo 10 – 15 0,5 – 0,6 40 – 70 27 – 27,5 0,1 Calcari 5 – 10 0,5 30 – 60 24 – 27 2 – 4 Travertino 1 – 5 0,2 30 – 40 18 – 27 10 – 20 Tufo inferiore a 1 0,08 3 – 15 11 – 20 10 – 50

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Molto diffusa è anche la muratura listata, ottenuta intervallando ricorsi di mattoni a blocchi di pietra di forma più o meno regolare. I ricorsi di mattoni si estendono per l’intero spessore del muro e svolgono la doppia funzione di regolarizzazione dei piani orizzontali e di legatura trasversale della muratura.

Figura 1.4 – Muratura listata: schema (dx), esempio reale (sx)

Il caso limite delle pareti in blocchi di pietra è costituito dalla muratura in pietra da taglio, priva di malta ed ottenuta dalla sovrapposizione di blocchi perfettamente lavorati; archetipo di questa disposizione è la muratura ciclopica.

Figura 1.5 – Muratura in pietra da taglio

Molto spesso comunque, durante le operazioni di rilievo su edifici storici di qualunque periodo, si incontrano situazioni non ben ascrivibili alle categoria descritte; soprattutto per edifici di scarso valore infatti venivano utilizzati materiali vari, con uso ridotto di una malta dalla qualità

spesso scadente. Anche l’esecuzione

risulta spesso poco accurata e la resistenza è affidata a spessori murari elevati.

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1.3 Caratteristiche del materiale

Una delle difficoltà nell’analisi di un edificio in muratura sta proprio nelle particolarità del materiale dal punto di vista del comportamento meccanico:

- la disomogeneità;

- l’anisotropia;

- l’asimmetria;

- la non linearità del legame costitutivo.

La disomogeneità è una naturale conseguenza del fatto che per una struttura in muratura di utilizzano due materiali differenti: la malta e gli elementi.

Questi, a differenza del c.a., non vanno a costituire un unico aggregato e ciò rende non solo difficile stimare una resistenza “media” dell’elemento murario in genere, ma comporta anche un ruolo fondamentale dell’interfaccia.

L’anisotropia è dovuta alla realizzazione delle murature che, in special modo per le murature a sacco, hanno una composizione fortemente variegata.

L’asimmetria, ovvero la forte differenza di risposta tra sollecitazioni di trazione e di compressione di tutti i componenti, porta molto spesso a schematizzare la muratura come non reagente a trazione.

La non linearità crea forti problematiche in fase di schematizzazione degli elementi murari e di analisi poiché ne caratterizza fortemente il comportamento in ogni stato di sollecitazione

Risulta evidente che tenere in considerazione le caratteristiche sopra elencate renderebbe molto complicato effettuare analisi compiute su edifici anche di scala ridotta, in particolar modo strutture esistenti di cui molto spesso si ha una conoscenza diretta decisamente limitata.

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Per questo motivo in molte applicazioni si adottano delle semplificazioni:

- il materiale viene idealizzato come un continuo omogeneo;

- l’anisotropia viene trascurata o tenuta in considerazione in maniera molto

semplificata;

- la non linearità può essere trascurata in funzione del tipo di applicazione e del

livello di sollecitazione.

La schematizzazione come materiale omogeneo ha senso ovviamente se si opera su una scala macroscopica, per analisi di pareti o porzioni rilevanti; per analisi microscopiche di rottura localizzata si deve ovviamente far riferimento al comportamento singolo di malta, elementi, e interfaccia.

Figura 1.7 – Comportamento sforzo – deformazione della muratura

Ovviamente il comportamento globale risulta una opportuna media tra le caratteristiche dei due materiali ed è funzione della qualità della realizzazione.

L’approccio normativo delle NTC 2008 varia a seconda che si affronti un progetto di nuove costruzioni o un recupero di costruzioni esistenti.

Nel primo caso si fa riferimento al § 11.10.3 in cui sono tabellati i valori di resistenza

della muratura, nota la resistenza a compressione degli elementi e la classe della malta.

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Per costruzioni esistenti solitamente invece non si conoscono le caratteristiche della muratura e non è sempre possibile fare delle prove sui materiali, o per mancanza di mezzi o per l’impossibilità di intervenire sul manufatto.

La normativa ovvia a questo fatto fornendo al § C8A.2 in appendice alla circolare

applicativa del 2009 una tabella con le tipologie più ricorrenti e le relative caratteristiche principali, la cui scelta verrà approfondita nel seguito.

Tabella 1.4 - Valori di riferimento dei parametri meccanici (minimi e massimi) e peso specifico medio per diverse tipologie di muratura, riferiti alle seguenti condizioni: malta di caratteristiche scarse, assenza di ricorsi (listature), paramenti semplicemente accostati o mal collegati, muratura non consolidata, tessitura (nel caso di elementi

regolari) a regola d’arte; fm = resistenza media a compressione della muratura,

τ0 = resistenza media a taglio della muratura, E = modulo di elasticità normale,

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ANALISI SISMICA E CO

1.4 Risposta della muratura alle sollecitazioni

Compressione semplice

Il comportamento a compressione di una muratura e la sua caratteristica fondamentale e anche l’unica considerata

quando non si teneva conto in alcun modo delle problematiche dovute ad un possibile evento sismico; su tale aspetto si dispone quindi di una serie rilevante di studi e teorie più o meno utili o attuabili nella pratica progettuale.

La crisi per compressione di una muratura avviene con formazione di verticali, in conseguenza dello svil

dovuta all’instaurarsi di una condizione di equilibrio tra lo stato tensionale degli elementi e quello della malta, sottoposta ad uno stato di confinamento triassiale dovuto proprio alla presenza degli

Proprio questo confinamento giustifica il fatto che la muratura sopporti sforzi di compressioni maggiori della resistenza monoassiale della malta.

Figura 1.8 – Pannello murario sottoposto a compressione semplice

Trazione

La resistenza a trazione, come già detto, viene spesso trascurata nelle analisi di macroelementi; ciò è dovuto sia al suo basso valore, sia alla sua aleatorietà.

La rottura per trazione può avvenire infatti in corrispondenza dei letti di malta, con un valore di resistenza pari ad

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Risposta della muratura alle sollecitazioni

Compressione semplice

comportamento a compressione di una muratura e la sua caratteristica fondamentale considerata nella realizzazione di edifici sia storici che più recenti quando non si teneva conto in alcun modo delle problematiche dovute ad un possibile nto sismico; su tale aspetto si dispone quindi di una serie rilevante di studi e teorie più o meno utili o attuabili nella pratica progettuale.

La crisi per compressione di una muratura avviene con formazione di

, in conseguenza dello sviluppo di trazioni ortogonali all’asse di carico; ciò è dovuta all’instaurarsi di una condizione di equilibrio tra lo stato tensionale degli elementi e quello della malta, sottoposta ad uno stato di confinamento triassiale dovuto proprio alla presenza degli elementi.

Proprio questo confinamento giustifica il fatto che la muratura sopporti sforzi di compressioni maggiori della resistenza monoassiale della malta.

Pannello murario sottoposto a compressione semplice

resistenza a trazione, come già detto, viene spesso trascurata nelle analisi di macroelementi; ciò è dovuto sia al suo basso valore, sia alla sua aleatorietà.

La rottura per trazione può avvenire infatti in corrispondenza dei letti di malta, con un

pari ad fmt (resistenza a trazione della malta), sia in corrispondenza

CUOLA VILLAMAGNA A.A. 2009 /2010

comportamento a compressione di una muratura e la sua caratteristica fondamentale nella realizzazione di edifici sia storici che più recenti quando non si teneva conto in alcun modo delle problematiche dovute ad un possibile nto sismico; su tale aspetto si dispone quindi di una serie rilevante di studi e teorie

La crisi per compressione di una muratura avviene con formazione di fessure uppo di trazioni ortogonali all’asse di carico; ciò è dovuta all’instaurarsi di una condizione di equilibrio tra lo stato tensionale degli elementi e quello della malta, sottoposta ad uno stato di confinamento triassiale dovuto

Proprio questo confinamento giustifica il fatto che la muratura sopporti sforzi di

resistenza a trazione, come già detto, viene spesso trascurata nelle analisi di macroelementi; ciò è dovuto sia al suo basso valore, sia alla sua aleatorietà.

La rottura per trazione può avvenire infatti in corrispondenza dei letti di malta, con un (resistenza a trazione della malta), sia in corrispondenza

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dell’interfaccia, per decoesione, con una resistenza pari a qualche centesimo del valore

di fmt già di per sé molto basso.

Si tiene in conto della resistenza a trazione solo per quanto riguarda il comportamento delle pareti sottoposte a flessione per azioni fuori piano.

Stati tensionali complessi

Sollecitazioni composte di una parete in muratura mettono in evidenza l’anisotropia del materiale ed in particolare il comportamento ortotropo, soprattutto nei casi in cui la malta abbia caratteristiche di molto inferiore a quelle degli elementi. Per identificare lo stato tensionale dell’elemento sono necessari quindi le tensioni principali σ1, σ2 e l’angolo θ formato con la direzione dei letti di malta.

Una situazione di particolare interesse per il presente lavoro è lo stato di compressione e taglio, conseguente all’azione del sisma su una parete normalmente caricata nel piano medio. Studi sperimentali condotti in proposito da Mann e Muller hanno evidenziato tre meccanismi di rottura:

a) rottura nei giunti di malta: per bassi valori di σn;

b) rottura per taglio trazione: per valori intermedi di σn;

c) rottura per schiacciamento: per valori σn prossimi alla resistenza a

compressione monoassiale;

per ognuno dei quali è stato proposto un criterio di rottura basato sull’ipotesi che i giunti di malta abbiano un comportamento alla Coulomb:

τj = c + µσj con:

c: coesione

µ: coefficiente d’attrito

Tali formulazioni rappresentano la base dei criteri di rottura proposti in normativa per le verifiche da effettuare per le murature in zona sismica.

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1.5 Edifici in muratura sottoposti all’azione sismica

Evoluzione normativa

La normativa antisismica in Italia ha subito una lunga evoluzione nel corso del XIX e XX secolo, in concomitanza con il progredire delle tecniche costruttive e della scienza delle costruzioni. Le norme nascono inizialmente, non solo nel nostro paese, in risposta ad eventi sismici di particolare rilevanza ed a carattere prescrittivo locale.

Le prime “Norme tecniche ed edilizie per ricostruire le case distrutte” sono del 1784, redatte dal governo napoletano a seguito del terremoto che aveva devastato la Calabria; si davano indicazioni riguardanti i limiti di altezza, i minimi di larghezza delle strade e l’introduzione dell’intelaiatura lignea.

Dello stesso tipo sono i Regi Decreti del 1884, 1887, 1908 e 1915, successivi rispettivamente ai terremoti dell’isola di Ischia, della Liguria, di Messina e di Marsica. In particolare le norme novecentesche codificano per la prima volta una suddivisione tra nuove costruzioni ed interventi su edifici esistenti; si riportano alcune indicazioni:

- le volte esistenti sono tollerate se non lesionate e non all’ultimo piano;

- le scale a sbalzo vanno sostituite con scale di legno o sopra intelaiature;

- le coperture spingenti vanno sostituite con strutture non spingenti;

- l’altezza degli edifici deve essere ridotta ai limiti fissati nel decreto;

- le murature fortemente lesionate devono essere demolite;

- si devono ridurre aggetti, cornici e balconi;

- gli edifici lesionati devono essere rinforzati da intelaiature ben fissate a terra.

Le prime norme valide per l’intero territorio nazionale si hanno col Regio Decreto Legge 13 marzo 1927 in cui si fornisce per la prima volta un elenco delle località sismiche divise in due categorie in relazione al loro grado di sismicità ed alla loro costituzione geologica, anche se le prescrizioni per la riparazione degli edifici esistenti non subiscono un particolare aggiornamento.

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Nel dopoguerra vengono redatte la Legge n. 1684 del 1962 e il D.M. 3 marzo 1975 in cui scompaiono ad esempio gli obblighi di demolizione delle volte ai piani alti o delle murature a meno di considerevoli stati di lesione, consentendone la ricostruzione. Il primo approccio moderno alla progettazione antisismica si ha con il D.M. 16/01/96, in cui comunque si trovano prescrizioni abbastanza limitate per quanto riguarda gli interventi su edifici esistenti, per i quali si specifica la non obbligatorietà di rispettare le regole costruttive stabilite per gli edifici di nuova costruzione; si trovano comunque indicazioni sommarie ma specifiche per interventi in fondazione, riduzione degli effetti del sisma, miglioramenti intesi ad aumentare la resistenza strutturale, i giunti sismici. Il D.M. 14/01/08 (indicato spesso come NTC – Norme Tecniche per le costruzioni) e le “Istruzioni per l’applicazione delle Norme tecniche per le costruzioni” (o Circolare applicativa del 2009) dedicano ampio spazio alle prescrizioni riguardanti sia l’analisi che gli interventi sulle costruzioni esistenti, essendo ormai la fonte primaria di interventi in edilizia; vengono specificati sia le tipologie e le modalità di analisi, le resistenze dei materiali da adottare e le verifiche di resistenza per i vari elementi. Viene per la prima volta dedicata un’ampia trattazione ai meccanismi locali, i quali costituiscono una delle fonti di danneggiamento e di pericolo più rilevante.

Caratteristiche strutturale

Come è noto un evento sismico produce su qualunque manufatto delle azioni in forze e di spostamenti in maniera differente a seconda delle sue caratteristiche e che producono effetti molto spesso distruttivi sia a livello globale che a livello dei singoli elementi. Anche per gli edifici in muratura, valgono le considerazioni che si possono fare per ogni costruzione e che conseguono dagli studi di dinamica delle strutture:

- l’intera struttura deve essere coinvolta nella risposta al sisma;

- le azioni sono direttamente proporzionali alla rigidezza complessiva, così come

gli spostamenti ne sono inversamente proporzionali;

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La particolarità delle strutture in muratura, rispetto ad esempio a quelle intelaiate, sta nel fatto che non vi è distinzione tra l’organismo strutturale e le finiture; il che comporta che anche l’azione sismica, proporzionale alla massa, sia distribuita su tutte le parti dell’edificio e non può essere concentrata a livello dei solai, come per i telai. In termini generali quindi, affinché un edificio in muratura resista in maniera efficace alle azioni del sisma deve presentare un comportamento quanto più possibile scatolare; ovvero si deve porre l’attenzione, nell’analisi di un edificio esistente su alcuni aspetti:

- tutti i muri devono avere sia funzione portante che di controvento;

- i muri devono essere efficacemente collegati tra di loro;

- i solai devono avere sufficiente rigidezza nel loro piano e devono essere

ben collegati alle pareti.

Il primo aspetto è dovuto al fatto che, come testimoniato dai criteri di verifiche, la capacità dei muri di resistere alle azioni orizzontali, sia complanari che trasversali, è favorevolmente influenzato dalla presenza di azioni verticali stabilizzanti.

Il collegamento tra muri ortogonali deve essere garantito, a livello orizzontale, mediante la realizzazione di cordoli in cemento armato lungo tutti i muri, all’altezza dei solai e della copertura; nelle costruzioni storiche un ruolo simile viene svolto dalle catene con capo chiave, che tuttavia sono collegate alle pareti solo in alcuni punti. A livello verticale invece è necessario un buon ammorsamento tra pareti ortogonali il che comporta una cura dei dettagli che seguano la cosiddetta “regola dell’arte”.

Quando il comportamento scatolare non è garantito, si ha un’amplificazione degli effetti dovuti al terremoto, ma anche l’insorgere di pericolosi meccanismi locali di collasso, che verranno descritti compiutamente nel seguito, i quali sono infatti la fonte più rilevante di danno che si riscontra negli edifici storici nelle zone colpite da sisma. Oltre agli aspetti costruttivi descritti fin’ora si deve porre l’attenzione sulla regolarità o meno della costruzione che si analizza sia in pianta che in alzato. A livello normativo questo aspetto è tenuto in considerazione con una penalizzazione del comportamento

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post-elastico; ovvero viene giustamente stabilito che una struttura regolare, abbia capacità dissipative maggiori e quindi raggiunga il collasso in maniera duttile.

L’irregolarità in pianta ha come effetto principale una distanza, più o meno significativa, tra il centro di rigidezza, attorno al quale l’edificio ruota, ed il centro di massa, in cui si immagina concentrata l’azione sismica: più aumenta questo braccio e maggiormente rilevanti sono i modi torsionali con aumento considerevole degli spostamenti e le forze a cui sono sottoposti soprattutto gli elementi più esterni.

L’irregolarità in elevazione porta come quella in pianta, a pericolose concentrazioni di sforzi, sia per variazione di forma, sia per variazione di massa e rigidezza.

Nell’analisi di edifici esistenti molto spesso tali requisiti non sono rispettati per una

serie di carenze strutturali che possono essere causa di vulnerabilità. Se ne riporta un casistica più o meno esaustiva, ripresa dal già citato manuale fornito

dal servizio sismico della Regione Toscana per il rilievo degli edifici in muratura:

- Carenza di resistenza della muratura dovuta alle varie tipologie di muratura:

- cattiva qualità dei materiali costituenti;

- cattiva qualità della tessitura muraria;

- insufficiente densità dei muri resistenti nel piano di verifica.

- Carenza di collegamenti e orizzontamenti deformabili:

- mancanza completa e inefficacia di collegamenti fra pareti e pareti;

- mancanza completa e inefficacia di collegamenti fra pareti e solai;

- presenza di solai o coperture eccessivamente deformabili;

- solai orditi in una sola direzione con assenza di soletta o doppia orditura.

- Presenza di spinte non contrastate:

- nelle volte e negli archi;

- nelle coperture.

- Gravi carenze nelle fondazioni:

- evidenze di cedimenti differenziali;

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- Presenza di irregolarità:

- presenza di solai di tipologia differenze;

- presenza di muri in falso;

- sopraelevazioni con materiali differenti;

- aperture non allineate;

- presenza di piani sfalsati;

- differenze marcate tra le aree degli elementi resistenti nelle 2 direzioni.

1.6 Meccanismi locali di collasso

E’ molto difficile che in edifici in muratura esistenti siano rispettate tutte quelle caratteristiche che consentono alla struttura di avere un comportamento globale nei confronti di un evento sisma; così nella gran parte dei casi i crolli e i danni riscontrati a seguito di un evento sismico non riguardano interi edifici, ma piuttosto singoli pannelli murari o porzioni degli stessi. Tra i vari meccanismi di collasso locale è possibile operare una prima suddivisione tra quelli di primo modo, che si innescano nelle pareti investite da azioni sismiche ortogonali che tendono a produrne il ribaltamento, e quelli di secondo modo, che interessano pareti sollecitate da azioni sismiche complanari; può presentarsi ovviamente anche il caso in cui tali modi agiscano contemporaneamente. Occorre precisare che i meccanismi di secondo modo presentano moltiplicatori di collasso elevati e sono ben più rari e meno pericolosi; si

manifestano in pareti di ricche di aperture che ne riducano l’area resistente. I meccanismi di primo modo sono dovuti ad un ammorsamento assente o non

sufficiente con le pareti ortogonali o con il solaio e ciò comporta che la parete, o una sua porzione, tenda a ribaltarsi fuori piano. Queste le modalità principali :

- ribaltamento semplice

- flessione orizzontale

- flessione verticale

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Ribaltamento semplice

Figura 1.9 – Meccanismo di ribaltamento semplice

Il meccanismo del ribaltamento semplice si manifesta sulle pareti esterne e può interessare tutta la parete o una porzione di essa.

Rappresenta una tipologia di danno tra le più frequenti. Il ribaltamento si verifica

quando la parete è libera in sommità e poco ammorsata alle pareti laterali. Il cinematismo è innescato da una spinta orizzontale ortogonale alla parete risultante

della spinta del tetto e della forza d'inerzia della parete stessa.

Il moto è rappresentabile con una rotazione fuori piano della parete con formazione di cerniera cilindrica orizzontale (individuabile da una fessura orizzontale sul fronte).

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Ribaltamento semplice

Figura 1.11 – Meccanismo di flessione orizzontale

Il meccanismo di flessione orizzontale si manifesta sulle pareti esterne quando la parete è libera in sommità e bene ammorsata alle pareti laterali, e ne interessa la parte altra. Il cinematismo è innescato da una spinta orizzontale del tetto o di un solaio.

Per comprenderne l’attivazione si immagini la formazione di un ideale arco resistente orizzontale a tre cerniere nello spessore della parete: una in mezzeria e le altre due in prossimità delle pareti laterali. L'arco ideale resiste alla forza orizzontale fino a quando la muratura non cede per schiacciamento. A questo punto il cinematismo si innesca per formazione di cerniera plastica in mezzeria. Il moto è rappresentabile con una rotazione fuori piano della parete con formazione di fessura parabolica.

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Flessione verticale

Il meccanismo di flessione verticale si manifesta sulle pareti esterne e può interessare una zona qualunque.

Per comprenderne l’attivazione si immagini la formazione di un arco ideale resistente verticale a tre cerniere nello spessore della parete, una in mezzeria e le altre due in prossimità del piano superiore e del piano inferiore.

L'arco ideale verticale resiste alla forza orizzontale fino a quando la muratura non cede per schiacciamento.

Figura 1.13 – Flessione verticale

A questo punto il cinematismo si innesca per formazione di cerniera plastica in mezzeria. La flessione verticale si verifica quando la parete è bene ammorsata agli estremi, poco ammorsata ai lati e libera nella zona centrale. Il cinematismo è innescato da una spinta orizzontale ortogonale alla parete risultante della spinta o del martellamento da parte di un solaio.

Il moto è rappresentabile con una rotazione opposta fuori piano delle due parti di parete con formazione di tre fratture rettilinee orizzontali.

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Ribaltamento composto

Figura 1.15 – Meccanismo di ribaltamento composto

Il meccanismo del ribaltamento composto si manifesta sulle pareti esterne e può interessare tutta la parete o una porzione di essa. Per ribaltamento composto si indica un insieme di situazioni in cui al ribaltamento della parete ortogonale all’azione sismica si accompagna il trascinamento di una porzione di struttura muraria appartenente all' altra parete d'angolo. Il ribaltamento composto si verifica quando si presentano connessioni adeguate tra le pareti d'angolo ortogonali e la sommità è libera o poco vincolata.

Il buon ammorsamento infatti è tale da determinare il coinvolgimento di ambedue le pareti nel ribaltamento. Il moto è rappresentabile con una rotazione rigida fuori piano delle due parti di parete e con formazione di fessura a cuneo.

Figura 1.16 – Schema di calcolo tratto dal D. n. 10 del 25/01/2006 della Regione Molise