Edifici in zona sismica: le strutture in muratura

Come si è già accennato nell’articolo Edifici in zona sismica: le strutture a telaio tra le tipologie strutturali di edifici che maggiormente si sono diffuse in Italia senz’altro c’è quella della muratura.

Nel secolo scorso nuovi sistemi costruttivi (in particolare il cemento armato) hanno sostituito quella che era il metodo costruttivo utilizzato da secoli. A oggi i nuovi fabbricati in muratura, a fronte di un patrimonio storico immenso, sono una piccola percentuale rispetto a quelli realizzati sul territorio nazionale.

Gli edifici in muratura sono costituiti da pareti, solai e, solitamente, da tramezzi. Le pareti, dette anche “muri maestri”, hanno un ruolo molto importante in quanto costituiscono delle pareti di taglio, sono particolarmente efficaci cioè a resistere alle azioni orizzontali, quali, in particolare, il sisma.
Generalmente i muri sono disposti ortogonalmente fra di loro mentre i solai sono deputati a sopportare e soprattutto a ripartire i carichi fra i muri stessi in proporzione alla rispettive rigidezze. Si viene a creare pertanto un “effetto scatola” secondo il quale, se il solaio è sufficientemente rigido, le azioni orizzontali agenti nel piano del solaio stesso vengono ripartite sulle pareti parallele al sisma. Le pareti ortogonali al sisma, data la bassissima rigidezza rispetto ai muri maestri disposti nell’altra direzione, sopportano in sostanza solo l’equivalente dei pesi verticali.

Nel momento in cui l’intensità delle azioni orizzontali sarà tale da raggiungere e superare la resistenza a taglio dei materiali che costituiscono le pareti cominceranno ad insorgere le prime lesioni.
In un edificio a più piani l’effetto scatola consente al fabbricato di resistere ad azioni anche di intensità relativamente elevate, ma è estremamente importante che gli impalcati, ovvero i solai, abbiano e mantengano durante il sisma una rigidezza di piano sufficientemente elevata. Mancando la ripartizione dei carichi, avviene che le sollecitazioni non si distribuiscono in base alle risorse delle singole pareti: si finisce per mettere in crisi gli elementi più deboli arrivando molto prima all’insorgere di lesioni e dissesti.
Per realizzare fabbricati affidabili è buona norma, ad esempio, evitare l’utilizzo di strutture ed soprattutto di tetti spingenti e vincolare adeguatamente i solai alle murature.

Il d.m. del 20 novembre 1987 “Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento” prevede, tra gli altri, anche un metodo di calcolo semplificato che può essere utilizzato quando l’edificio sia costituito da non più di tre piani fuori terra, il rapporto tra i lati sia non inferiore a 1/3,  la snellezza della muratura non sia inferiore a 12 e l’area della sezione resistente alle azioni orizzontali sia non inferiore al 4% rispetto alla superficie totale in pianta dell’edificio, le tensioni sulle murature siano minori del 65% delle tensioni dovute a i carichi presenti.
Ciò dimostra che, se l’edificio è costruito con determinati parametri geometrici e organizzativi, la muratura presenta un notevole grado di affidabilità, tanto che non sono necessarie calcolazioni sofisticate. La storia dei fabbricati in muratura è infatti tanto radicata e conosciuta in Italia che è ormai noto il loro comportamento nelle condizioni di esercizio.

Articolo dell’ing. Stefano Valentini

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