Gli edifici in muratura di nuova costruzione a

Gli edifici in muratura di nuova costruzione (a cura di Michele Vinci) www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Tipologie di edifici 1) 2) Edifici in muratura ordinaria armata autoportate e calcestruzzo gettato in opera 3) con blocco cassero www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo – considerazioni geometriche 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; 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. Al di sopra di ogni apertura deve essere realizzato un architrave resistente a flessione efficacemente ammorsata alla muratura www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo – considerazioni geometriche Pareti resistenti a sisma www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo – considerazioni geometriche Cordoli www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo – considerazioni geometriche Muratura agli incroci 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 www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - vista 3 D www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - piante www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - piante www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - prospetti www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - dati generali Coordinate geografiche Longitudine Latitudine = 16. 1749 = 38. 1500 Relazione geologica Categoria di sottosuolo Condizione topografica Spessore dello strato Peso dell’unità di volume Peso efficace dell’unità di volume Angolo di attrito Coesione drenata Coesione non drenata Coefficiente di Poisson Modulo edomentrico Modulo di Winkler www. stacec. it =B = T 2 = 30 = 1900 = 27 = 0. 10 = 0. 27 = 0. 35 = 80 = 4. 0 m da. N/m 3 ° da. N/cm 2 da. N/cm 3 www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - dati generali Azione sismica www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - materiali Classe della malta Resistenza caratteristica a compressione della muratura www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - materiali Classe della malta Resistenza caratteristica tangenziale della muratura www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria - esempio di calcolo - materiali Per edifici in muratura in zona sismica si adotta un coefficiente di sicurezza pari a 2 www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Analisi globale (pushover) www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale Schematizzazione della parete a telaio equivalente www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale Maschi murari – Verifica a pressoflessione www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale Maschi murari – Verifica a taglio – Nuove costruzioni www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale Fasce di piano Hp è il minimo tra la resistenza a trazione dell’elemento teso disposto orizzontalmente ed il valore medio 0. 4 · fhd · h · t. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale Il metodo si articola nelle seguenti fasi: 1) Definizione della curva di capacità della sistema reale; 2) Definizione del sistema equivalente ad un solo grado di libertà; 3) Definizione del sistema bilineare equivalente; 4) Valutazione della capacità di spostamento della struttura (umax); 5) Valutazione della domanda di spostamento della struttura (dmax); 6) Confronto tra la capacità di spostamento e la domanda di spostamento; La verifica si ritiene soddisfatta quando risulta verificata la seguente (la “capacità di spostamento” deve essere maggiore o uguale alla “domanda di spostamento”): www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale 1) Definizione della curva di capacità del sistema reale Ascissa: spostamento del punto di controllo (dc) Ordinata: tagliante alla base (Vb) La curva si ottiene incrementando le forze orizzontali secondo determinate leggi (profili di carico). Incrementando progressivamente i carichi orizzontali aumenta lo stato deformativo della costruzione. Incrementando i carichi orizzontali si verificano successive plasticizzazioni e collassi di elementi che modificano il grado di vincolo della struttura. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale 2) Definizione del sistema equivalente ad un solo grado di libertà Si approssima il sistema a più gradi di libertà (MDOF) in uno equivalente ad un solo grado di libertà (SDOF) dividendo ascissa ed ordinata per il coefficiente di partecipazione: Coefficiente di partecipazione www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale 3) Valutazione del sistema bilineare equivalente Si approssima il sistema SDOF in uno equivalente ad un solo grado di libertà elastico perfettamente plastico definito da una massa m*, una rigidezza k* e da un periodo T* www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale 3) Valutazione del sistema bilineare equivalente Massa Rigidezza Area 1+Area 3 = Area 2 Periodo www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale 4) Valutazione della capacità di spostamento (umax) a) Se la curva di capacità è sempre crescente la capacità di spostamento (umax) coincide con l’ascissa massima della curva di capacità. b) Se la curva di capacità presenta dei rami decrescenti, si assume come capacità di spostamento (umax) l’ascissa che corrisponde alla riduzione del 20% della forza massima (Fmax). Non sono ammessi spostamenti che riducono di più del 20% la forza massima. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale 5) Valutazione della domanda di spostamento (dmax) Caso in cui T* > TC www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale 5) Valutazione della domanda di spostamento (dmax) Caso in cui T* ≤ TC Quantità maggiore di 1 Il fattore di struttura q* deve assumere un valore non superiore a 3. Nel caso in cui è maggiore di 3 la verifica è da considerarsi non soddisfatta. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – analisi globale 6) Confronto tra “capacità di spostamento” e “domanda di spostamento” La verifica è da considerarsi soddisfatta quando la capacità di spostamento umax è maggiore o uguale alla domanda di spostamento dmax. In definitiva deve essere soddisfatta la seguente relazione: umax ≥ dmax Affinché la verifica sia soddisfatta è richiesto che sia verificata anche la seguente relazione: q* ≤ 3 www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – verifiche locali www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – verifiche locali h 0 = r ∙ h www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Costruzioni semplici www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – costruzioni semplici 1) Continuità della muratura fino in fondazione www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – costruzioni semplici 2) L’interpiano non deve essere superiore a 3. 5 m 3) Il numero dei piani non deve essere superiore a 3 4) La lunghezza del lato maggiore può essere al massimo tre volte quella del lato minore 5) La snellezza delle pareti deve essere inferiore a 12 6) Carico variabile deve essere non superiore a 3. 0 k. N/m 2 www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – costruzioni semplici 7) L’edificio deve essere regolare sia in pianta che in elevazione 8) in ciascuna delle due direzioni siano previsti almeno due sistemi di pareti di lunghezza complessiva, al netto delle aperture, ciascuno non inferiore al 50% della dimensione della costruzione nella medesima direzione. La distanza tra questi due sistemi di pareti in direzione ortogonale al loro sviluppo longitudinale in pianta sia non inferiore al 75% della dimensione della costruzione nella medesima direzione (ortogonale alle pareti). a’ > 0. 50 ∙ a b’ > 0. 75 ∙ b 9) Almeno il 75% dei carichi verticali sia portato da pareti che facciano parte del sistema resistente alle azioni orizzontali www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – costruzioni semplici 10) La distanza massima tra due pareti parallele deve essere di 7 m per la muratura ordinaria e di 9 per la muratura armata. 11) Il rapporto tra l‘area della muratura resistente nelle due direzioni e la superficie lorda dell’edificio deve rispettare i limiti riportati nella tabella www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura ordinaria – esempio di calcolo – costruzioni semplici 12) La verifica si ritiene soddisfatta se è soddisfatta la seguente relazione: dove g. M assume il valore 4. 2 www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Muratura armata www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – cenni teorici Negli elementi in muratura viene collocata armatura, sia verticale che orizzontale www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – cenni teorici Il comportamento di un elemento in muratura armata è simile a quello di un elemento in cemento armato www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – cenni teorici Analisi della struttura Statica lineare; Dinamica lineare; Statica non lineare; Dinamica non lineare. Per questa tipologia di edifici si utilizzano di più analisi di tipo lineari. Analisi di tipo non lineare richiedono la conoscenza delle armature come dato di input (ciò rappresenta un ostacolo in quanto occorre collocare le armature negli elementi). Si collocano le armature e si fa la verifica successivamente. Nelle analisi di tipo lineare, non serve conoscere le armature. Vengono progettate a seguito dell’analisi. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – cenni teorici Schematizzazione della parete Elementi bidimensionali Elementi monodimensionali (telaio equivalente) www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – cenni teorici Verifica a pressoflessione nel piano Valgono le stesse considerazioni degli elementi in cemento armato. Si ottengono i soliti campi di rottura previsti dalla teoria agli SL Cambia il legame costitutivo della muratura rispetto a quello del calcestruzzo www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – cenni teorici Verifica a pressoflessione nel piano Generalmente il dominio a pressoflessione di un elemento in muratura armata include quello di un corrispondente elemento in muratura ordinaria Come si vede dal dominio, per elementi in muratura armata sono ammessi anche stati sollecitazionali di trazione www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – cenni teorici Verifica a pressoflessione fuori piano Valgono le stesse considerazioni viste per la verifica nel piano Si inverte la base con l’altezza e la sezione viene considerata a semplice armatura In corrispondenza del punto che massimizza il momento, il dominio della parete in muratura armata coincide con quello in muratura ordinaria. Ciò è dovuto al fatto che l’asse neutro per questi valori dello sforzo normale è in prossimità della quota dell’armatura. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – cenni teorici Verifica a taglio Alla resistenza a taglio della muratura (priva di armature) si aggiunge quello dovuto alle armature: Vt, M = d ∙ t ∙ fvd www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – considerazioni geometriche Si va in deroga al metro di muratura agli spigoli obbligatorio per edifici in muratura ordinaria www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – considerazioni geometriche Minimi di armatura – Orizzontale La percentuale di armatura orizzontale, calcolata rispetto all’area lorda della muratura, non può essere inferiore allo 0. 04%, né superiore allo 0. 5%. Minimi di armatura – Verticale La percentuale di armatura verticale, calcolata rispetto all’area lorda della muratura, non potrà essere inferiore allo 0. 05%, né superiore all’ 1. 0%. Armature con sezione complessiva non inferiore a 2 cm 2 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. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Muratura armata – esempio di calcolo – considerazioni geometriche Fattore di struttura KR è pari ad 1 per costruzioni regolari in altezza e pari a 0. 8 per costruzioni non regolari in altezza. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Blocco cassero autoportante www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici Normativa di riferimento Linee guida per sistemi costruttivi a pannelli portanti basati sull’impiego di blocchi cassero e calcestruzzo debolmente armato gettato in opera, approvate dalla Prima Sezione del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici con parere n. 117 del 10. 02. 2011. Spessore delle pareti per il calcolo delle sollecitazioni di progetto www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici Analisi della struttura Statica lineare; Dinamica lineare; Statica non lineare; Dinamica non lineare. Per questa tipologia di edifici si utilizzano di più analisi di tipo lineari. Analisi di tipo non lineare richiedono la conoscenza delle armature come dato di input (ciò rappresenta un ostacolo in quanto occorre collocare le armature negli elementi). Si collocano le armature e si fa la verifica successivamente. Nelle analisi di tipo lineare, non serve conoscere le armature. Vengono progettate a seguito dell’analisi. www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici Schematizzazione della parete Elementi bidimensionali Elementi monodimensionali (telaio equivalente) www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici Verifica a compressione NSd ≤ 0. 4 · fcd · Ac, eff NSd ≤ 0. 25 · fcd · Ac, eff www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici Verifica a pressoflessione e taglio Vale quanto previsto per gli elementi in calcestruzzo tradizionali. Verifica ad instabilità C = 1. 7 - rm (0. 7 ≤ C ≤ 2. 7); rm = M 01 / M 02; www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici Verifica ad instabilità l 0 = 0. 7 · h l 0 = h (h è l’altezza dell’interpiano) www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Gli edifici in muratura di nuova costruzione Blocco cassero – esempio di calcolo – cenni teorici Fattore di struttura www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Bibliografia Calcolo della muratura armata antisismica per nuove costruzioni – Michele Vinci – Dario Flaccovio Editore Metodi di calcolo e tecniche di consolidamento per edifici in muratura – Michele Vinci – Dario Flaccovio Editore Per chiarimenti: info@edificiinmuratura. it www. stacec. it www. edificiinmuratura. it

Grazie per l’attenzione www. stacec. it www. edificiinmuratura. it