4. La muratura nelle NTC
Facendo riferimento alle NTC 2008 al Cap.8 (Costruzioni esistenti) “è definita costruzione esistente quella che abbia, alla data della redazione della valutazione di sicurezza e/o del progetto di intervento, la struttura completamente realizzata”1
. In normativa vengono date le indicazioni sullo svolgimento di una valutazione di sicurezza, in questo caso lo stesso modus operandi viene applicato ad un’analisi di vulnerabilità sismica. Si vuole cioè scoprire tramite la costruzione di un modello il più possibile fedele alla realtà, la probabilità che l’edificio in esame subisca danni al verificarsi si un sisma. I tre livelli di analisi:
1. Analisi storico-critica: per ricostruire in maniera più precisa possibile il sistema resistente dell’edificio occorre studiarne e ricostruirne prima la realizzazione e le successive modifiche, oltre ai vari eventi che lo hanno interessato. Inoltre per le costruzioni in muratura si è soliti riferirsi non solo all’edificio in esame ma anche alla storia urbanistica del quartiere in cui si trova, questo per costruire un quadro il più possibile completo;
2. Rilievo: è di tipo geometrico-strutturale e si deve riferire alla geometria globale dell’edificio e a quella dei dettagli costruttivi, comprendendo anche i rapporti con le strutture in aderenza. Inoltre deve rilevare di pari passo con l’analisi storico-critica eventuali dissesti ( e possibilmente collegarli ad un evento nel passato) in atto o stabilizzati, meccanismi di collasso e quadro fessurativo.
3. Caratterizzazione meccanica dei materiali: per una buona conoscenza dei materiali si dovrà fare riferimento a documentazione già disponibile, ad indagini di tipo visivo od a prove in situ. Le NTC contengono delle tabelle che forniscono i valori della resistenze meccaniche delle murature con adeguati riduzioni a seconda dei giunti, della malta, ed inoltre anche le regioni possono integrare tale tabella con degli abachi sulle tipologie murarie locali. Una volta analizzati questi tre passi, si individuano dei “livelli di conoscenza” che danno un’indicazione su quante informazioni sono state raccolte e quanto sono
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accurate e vengono tradotti in “fattori di confidenza” che vanno poi a dividere le resistenze, per penalizzarle in misura pari alla poca conoscenza del dettaglio.
Per conoscere nel dettaglio il livello di confidenza dobbiamo dividere i dati necessari in tre campi: la geometria, i dettagli costruttivi e i materiali2.
Geometria
Le operazioni di individuazione della geometria riguardano il rilievo visivo e strutturale per ogni piano di tutti i dettagli costruttivi: nicchie, cavità, volte (rilievo dello spessore e del profilo), canne fumarie, solai e copertura (orditura) e delle scale. Inoltre occorre individuare tutti i carichi gravanti su ogni elemento di parete e la tipologia di fondazioni. Inoltre si individuano i quadri fessurativo e deformativo, con i meccanismi che li hanno creati. Questo per poter determinare in seguito l’evolversi dei danni e la diagnostica dell’edificio.
Dettagli costruttivi
Sono relativi ai seguenti elementi:
1. Qualità del collegamento tra pareti verticali
2. Qualità del collegamento tra pareti verticali e orizzontamenti 3. Esistenza di architravi in corrispondenza delle aperture
4. Presenza di elementi in grado di assorbire le spinte provenienti da copertura o orizzontamenti
5. Presenza di elementi ad elevata vulnerabilità
6. Tipologia e caratteristiche costruttive della muratura Per quanto riguarda le verifiche la circolare distingue:
- Verifiche in situ limitate: sono basate su rilievi di tipo visivo generalmente associati a rimozione di intonaco che permette di valutare sia la tessitura muraria che l’ammorzamento, che dettagli più in profondità;
- Verifiche in situ estese ed esaustive: sono basate su rilievi di tipo visivo associati a rimozione di intonaco che permette di visualizzare sia le
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caratteristiche in superficie della tessitura muraria che quelle in profondità e di valutare l’ammorsamento. Perché si possa raggiungere questo livello occorre che tutti gli elementi da 1 a 6 siano stati rilevati in buona parte dell’edificio.
Proprietà dei materiali
“L’esame della qualità muraria e l’eventuale valutazione sperimentale delle caratteristiche meccaniche hanno come finalità principale quella di stabilire se la muratura in esame è capace di un comportamento strutturale idoneo a sostenere le azioni statiche e dinamiche prevedibili per l’edificio in oggetto”3.
Sono da mettere in evidenza nelle varie tipologie: la presenza o meno di collegamento trasversale, la forma e la tipologia degli elementi, la tessitura, l’orizzontalità delle giaciture, il regolare sfasamento dei giunti, la qualità e la consistenza della malta. Esistono tre livelli di indagini per la circolare:
- Indagini in situ limitate: servono per integrare le informazioni desunte dalla letteratura o dalle normative vigenti all’epoca della costruzione. Solitamente si svolgono tramite la rimozione dell’intonaco in quadrati di almeno 1m x 1m , in modo da individuare la tessitura (tenendo conto di tutti gli elementi sopra descritti) e confrontando poi con le tabelle fornite in normativa (C8A.2.1)4 o negli abachi forniti dalle regioni. Si esaminano solitamente elementi in percentuale pari al 15 % del numero complessivo;
- Indagini in situ estese: le indagini al punto precedente vengono fatte in maniera estesa e completa a tutto l’edificio. A queste vengono sommate prove di caratterizzazione per i mattoni, la pietra o la malta e vi si possono associare anche prove poco distruttive come ad esempio il taglio della muratura e l’inserimento di un martinetto idraulico singolo o doppio per trovare la sollecitazione. Si prende in considerazione almeno il 35 % degli elementi;
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C.8A.1.A.3 Costruzioni in muratura: proprietà dei materiali, Circolare n. 617 del 2 Febbraio 2009
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Circolare applicativa delle NTC n. 617 del 2 Febbraio 2009 Appendice C8A al Cap. C8, Tabella C8A.2.1
- indagini in situ esaustive: servono per fornire un dato quantitativo della resistenza del materiale. Oltre alle prove ai punti precedenti svolte su almeno il 50% degli elementi sono previste prove distruttive in situ o laboratorio, che prevedono il taglio di un pannello di muratura e delle prove di compressione per taglio o compressione semplice. Nel caso in cui ci sia una perfetta corrispondenza di conci, giunti e tessitura con un edificio che ha una muratura analoga è possibile fare le prove sull’altro edificio.
Livelli di conoscenza e fattori di confidenza
I livelli di conoscenza sono tre, ad ognuno dei quali corrisponde un diverso livello di indagine sia sui dettagli costruttivi che sui materiali, un diverso fattore di confidenza e dei diversi parametri resistenti.
- Il livello di conoscenza LC3: lo si raggiunge quando si hanno indagini estese ed esaustive per quanto riguarda i dettagli costruttivi ed esaustive per quanto riguarda i materiali. Corrisponde ad un fattore di confidenza FC3=1.00; - Il livello di conoscenza LC2: Lo si raggiunge quando si hanno indagini estese
ed esaustive per quanto riguarda i dettagli costruttivi ed estese per quanto riguarda i materiali. Corrisponde ad un fattore di confidenza LC2=1.20; - Il livello di conoscenza LC1: lo si raggiunge quando si hanno verifiche
limitate sia per quanto riguarda i dettagli costruttivi che per quanto riguarda i materiali. Corrisponde al fattore di confidenza FC1=1.35.
Dal momento che si è stabilito un livello di conoscenza, per ogni tipologia di tessitura muraria, si può trovare in normativa la tabella5, riportata di seguito (Tabella 2), che fornisce i valori caratteristici della resistenza e dei moduli.
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Tabella C8A.2.1 del Cap. C8A.2 Tipologie e relativi parametri meccanici delle murature, Circolare Applicativa n. 617 del 2 Febbraio 2009
Tipologia di muratura fm (N/cm) τ0 (N/cm ) E (N/mm) G (N/mm ) W (kN/m3)
Min-max Min-max Min-max Min-max
Muratura in pietrame disordinata (ciottoli, pietre
erratiche e irregolari) 100 180 2,0 3,2 690 1050 230 350 19
Muratura a conci sbozzati, con paramenti limitato spessore e nucleo interno
200 300 3,5 5,1 1020 1440 340 480 20
Muratura con pietre a spacco con buona tessitura
260 380 5,6 7,4 1500 1980 500 660 21
Muratura a conci di pietra tenera (tufo, calcarenite,
ecc.) 140 240 2,8 4,2 900 1260 300 420 16
Muratura a blocchi lapidei squadrati 600 800 9,0 12,0 2400 3200 780 940 22
Muratura in mattoni pieni e malta di calce 240 400 6,0 9,2 1200 1800 400 600 18
Muratura in mattoni pieni con malta cementizia
500 800 24 32 3500 5600 875 1400 15
Muratura in blocchi laterizi semipieni 400 600 30,0 40,0 3600 5400 1080 1620 12
Muratura in blocchi laterizi semipieni, con giunti
verticali a secco 300 400 10,0 13,0 2700 3600 810 1080 11 Muratura in blocchi di calcestruzzo o argilla espansa 150 200 9,5 12,5 1200 1600 300 400 12 Muratura in blocchi di calcestruzzo semipieni 300 440 18,0 24,0 2400 3520 600 880 14
Tabella 1: 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 = valore medio del modulo di elasticità normale, G = valore medio del modulo di elasticità tangenziale, w = peso specifico medio della muratura (C8A.2.1 del Cap. C8A.2 della Circolare n. 617 del 2 Febbraio 2009)
Nella Tabella 2 sono riportati il valore massimo e quello minimo per i vari parametri meccanici. Per sapere quale utilizzare nelle verifiche la norma predispone una serie di indicazioni a seconda del livello di conoscenza raggiunto e del numero di prove effettuate in situ (se sono state effettuate). In Tabella 3 si riporta la tabella presente in Normativa6.
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Tabella C8A.1.1 del Cap. C8A.1 Stima dei livelli di conoscenza e dei fattori di confidenza, Circolare Applicativa n. 617 del 2 Febbraio 2009
LIVELLO DI CONOSCENZA GEOMETRIA DETTAGLI COSTRUTTIVI PROPRIETA’ DEI MATERIALI FATTORE DI CONFIDENZA LC1 RILIEVO MURATURA, VOLTE, SOLAI, SCALE. INDIVIDUAZIONE CARICHI GRAVANTI SU OGNI ELEMENTO DI PARETE. INDIVIDUAZIONE TIPOLOGIA FONDAZIONI. RILIEVO EVENTUALE QUADRO FESSURATIVO E DEFORMATIVO. VERIFICHE IN SITU LIMITATE INDAGINI IN SITU LIMITATE RESISTENZA: VALORE MINIMO DELLA TABELLA 2 MODULO ELASTICO: VALORE MEDIO DELL’INTERVALLO DELLA TABELLA 2 1,35 LC2 VERIFICHE IN SITU ESTESE ED ESAUSTIVE INDAGINI IN SITU ESTESE RESISTENZA: VALORE MEDIO DELL’INTERVALLO DELLA TABELLA 2 MODULO ELASTICO: MEDIA DELLE PROVE O VALORE MEDIO DELL’INTERVALLO 1,20 LC3 IDAGINI IN SITU ESAUSTIVE RESISTENZA: DIPENDE DA QUANTI VALORI SPERIMENTALI SONO A DISPOSIZIONE. 7 MODULO ELASTICO: MEDIA DELLE PROVE O VALORI MEDI DELL’INTERVALLO IN TABELLA 2 1,00
Tabella 2: estratto Tabella C8A.1.1 Livelli di conoscenza in funzione dell’informazione disponibile e conseguenti valori dei fattori di confidenza per edifici in muratura
7 - LC3 – caso a), nel caso siano disponibili tre o più valori sperimentali di resistenza
Resistenze: media dei risultati delle prove
- LC3 – caso b), nel caso siano disponibili due valori sperimentali di resistenza
Resistenze: se il valore medio delle resistenze è compreso nell'intervallo riportato nella Tabella 2 si assumerà il valore medio dell'intervallo, se è maggiore dell’estremo superiore dell’intervallo si assume quest’ultimo come resistenza, se è inferiore al minimo dell'intervallo, si utilizza come valore medio il valore medio sperimentale.
- LC3 – caso c), nel caso sia disponibile un valore sperimentale di resistenza
Resistenze: se il valore di resistenza è compreso nell'intervallo di Tabella 2 oppure superiore, si assume il valore medio dell'intervallo, se il valore di resistenza è inferiore al minimo dell'intervallo, si utilizza come valore medio il valore sperimentale
