Progettazione sismica edifici in muratura

Una buona parte del nostro patrimonio edilizio è composto da edifici con struttura portante in muratura, in particolar modo nei centri storici, comprese tutte quelle belle zone del centro Italia caratterizzate da costruzioni in muratura di elevato pregio architettonico che ho potuto ammirare durante più viaggi. Purtroppo queste splendide località sono situate in zone a rischio sismico, per cui è importante prestare attenzione alla progettazione delle nuove costruzioni e in particolar modo all’adeguamento sismico di quelle esistenti compatibilmente con i vincoli posti dalla Sovraintendenza per i beni architettonici e culturali. In questo post accenno alle buone regole da seguire per una corretta progettazione strutturale di edifici in muratura in zona sismica.

Murature investite dal sisma
Immaginiamo il sisma come una persona che applica delle spinte orizzontali su una parete. La muratura deve essere verificata localmente per:
1) pressoflessione nel proprio piano
2) pressoflessione fuori dal piano
3) scorrimento dei piani di taglio

Elenco le normative più note per la verifica sismica delle murature in zona sismica: – verifica secondo il D.M. 20.11.1987 secondo il metodo delle tensioni ammissibili o il metodo semiprobabilistico agli stati limite – verifica sismica secondo la circolare LL.PP. 30.07.1981 n. 21745 (POR) – verifica sismica secondo l’Ordinanza n.3431 – verifica dei puntoni diagonali equivalenti, singoli o doppi, secondo la circolare 65 Ministero LL PP del 10/04/1997, allegato 2, punto 2.4. – verifica sismica secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni approvate con il D.M 14/01/2008 al paragrafo 7.8.

Nell’analisi di un edificio in muratura è importante sapere se le pareti sono legate da cordolature in calcestruzzo armato, se i solai sono flessibili (ad esempio in legno) o rigidi (ad esempio in laterocemento). Queste differenze comportano diversi meccanismi di collasso, come schematizzato nelle seguenti figure:

E’ importante legare le pareti portanti fra loro mediante l’inserimento di cordoli, catene in acciaio e realizzando solai sufficientemente rigidi nel loro piano in modo da ripartire le azioni orizzontali ai muri di controventamento. Nel restauro dei solai lignei esistenti, si può irrigidire l’orizzontamento di piano con una cappa di calcestruzzo resa collaborante alle travi in legno del solaio mediante appositi connettori metallici. Si ottiene così una struttura mista in legno e calcestruzzo ed uno dei metodi di calcolo più utilizzato per dimensionare questo tipo di struttura è il metodo sperimentale proposto da Turrini-Piazza. L’irrigidimento dei solai lignei si può ottenere anche con sistemi a secco mediante tavolati di legno incrociati fissati con appositi spinotti. Elenco alcune tipologie di rinforzo delle murature per l’adeguamento sismico e per la cucitura delle fessure in edifici dissestati:
• intonaco armato
• pilastrini in c.a. o acciaio di irrigidimento fissati alla muratura esistente
• iniezioni con miscele la cui scelta deve essere compatibile con i materiali originali che compongono la muratura (meglio usare miscele a base di calce idraulica naturale)
• sostituzione di elementi in muratura danneggiati con nuovi elementi di muratura secondo la tecnica del cuci-scuci.

Le murature moderne

Le recenti tecniche costruttive distinguono le seguenti tipologie:
1. muratura semplice o non armata, composta dagli elementi in laterizio legati con malta “bastarda” o cementizia, caratterizzata da una buona resistenza a compressione e una scarsa o nulla resistenza a trazione, con modalità di rottura di tipo fragile.
2. muratura armata, composta da armature orizzontali e verticali inserite nella muratura, in modo da rendere più duttile il meccanismo di collasso, ridurre le fessurazioni ed aumentare la resistenza a flessione nel piano e fuori dal piano. L’armatura può essere concentrata oppure diffusa. 3. muratura intelaiata, realizzata mediante inserimento di cordoli in calcestruzzo armato orizzontali e verticali collegati fra loro e aderenti alla muratura. Questo sistema è simile al caso della muratura armata con armatura concentrata e rende il sistema strutturale più duttile.