Quattro domande sulla muratura armata: analisi e verifiche

La muratura armata è una tecnologia che sta prendendo sempre più piede grazie al fatto che coniuga la sicurezza strutturale alle alte prestazioni termiche, inoltre ha ottima durabilità e non presenta le note problematiche di verifica dei nodi dei telai in CA che sono sorte con le recenti NTC 2018.

A differenza della muratura tradizionale, caratterizzata da verifiche che escludono la resistenza a trazione, l’inserimento di armature nella muratura introduce una resistenza a trazione e consente di realizzare strutture con pareti più snelle e con minore area resistente rispetto alla muratura non armata.

Cerchiamo di conoscere meglio questa tecnologia, le cui verifiche sono trattate nelle NTC ai paragrafi 4.5.7 e 7.8.3, rispondendo a quattro domande sulla muratura armata.

1 – Cos’è la muratura armata?

Come accennato nell’introduzione, è una muratura in laterizi (pieni e semipieni), che presenta armature verticali e orizzontali annegate nella malta o nel conglomerato cementizio di riempimento.

Fig.1_Intersezione a T nella muratura armata – immagine dal manuale della muratura armata Danesi

2 – “Quanto” è armata?

Debolmente, tipicamente servono barre orizzontali Ф5 ogni due corsi e barre verticali Ф16 in corrispondenza delle estremità di ogni maschio murario. Le percentuali di armatura minime si distinguono in:

• armature orizzontali, se usate per incrementare la resistenza nel piano o quando sia richiesta armatura a taglio:
  • diametro minimo Ф 5mm
  • 04% < Afo / Alorda < 0.5%
  • interasse barre orizzontali < 60 cm
• Armature verticali:
  • 1 Ф16 all’inizio e alla fine di ogni parete, all’intersezione con pareti ortogonali, in corrispondenza di ogni apertura
  • 05% < Afv / Alorda < 1%
  • Interasse barre verticali < 4 m

Dove Afo è l’armatura orizzontale, Afv è l’armatura verticale e Alorda è l’area lorda della parete (lunghezza x spessore parete per l’armatura verticale, altezza x spessore parete per l’armatura orizzontale).

Fig.2_Disposizione generale delle armature – immagine dal manuale della muratura armata Danesi

3 – Che tipo di analisi si possono fare sulla muratura armata?

È possibile fare analisi lineari o non lineari. Una volta realizzato il modello a telaio equivalente con PRO_SAM è possibile scegliere la tipologia di analisi, è inoltre possibile convertire automaticamente il modello a telaio in un modello plate-shell.

PRO_SAP fa analisi lineari sia su modelli a telaio equivalente che su modelli con elementi plate-shell. Nei modelli con plate-shell PRO_SAP fa una integrazione automatica delle tensioni locali per ottenere le azioni risultanti di ogni maschio e di ogni trave, poi una volta ottenute le azioni macro esegue la progettazione automatica delle armature.

PRO_SAM fa analisi statiche non lineari su modelli a telaio equivalente, in fase di input è necessario inserire le armature di maschi e fasce, in maniera tale da costruire la curva di capacità tenendo conto direttamente di resistenze e spostamenti ultimi previsti dalla normativa per la muratura armata.

Fig.3_Modelli di calcolo PRO_SAP e PRO_SAM

4 – Quali sono le verifiche previste?

Innanzi tutto è richiesto un comportamento di tipo globale, quindi i sistemi resistenti verticali e orizzontali devono essere collegati tra loro in modo da resistere alle azioni orizzontali e verticali in maniera “scatolare”.

Analogamente alla muratura tradizionale sono previste verifiche di pressoflessione nel piano e fuori piano e verifiche a taglio, i meccanismi di rottura prevedono però un contributo dell’armatura, in particolare le verifiche a:

• pressoflessione nel piano e fuori piano – sono analoghe a quelle delle sezioni in cemento armato con un diagramma delle compressioni della muratura rettangolare con profondità pari a 0,8 la profondità dell’asse neutro e tensione pari a 0,85 fd. Le deformazioni massime da considerare sono pari a εm = 0,0035 per la muratura compressa e εs = 0,01 per l’acciaio teso. In caso di analisi statica non lineare si adottano come valori di progetto le resistenze medie dei materiali e lo spostamento ultimo può essere assunto pari all’1,6% dell’altezza del pannello;

• taglio tengono conto dei contributi della muratura (Vt,M) e dell’armatura (Vt,S), qualora sia presente almeno l’area minima prevista, secondo le relazioni indicate al paragrafo 7.8.3.2.2

È questo il vantaggio maggiore della muratura armata, cioè il fatto che con minime quantità di armatura si possano considerare i contributi resistenti sia a pressoflessione che a taglio.

Fig.4_ Verifiche di resistenza nella muratura armata

È possibile richiedere una versione free di PRO_SAP che esegue le analisi lineari nella muratura armata, qui.

È possibile scaricare il manuale della muratura armata, qui.

Con la collaborazione dell’Ing. Gennj Venturini, Responsabile ricerca e sviluppo – 2S.I. Software e Servizi per l’Ingegneria S.r.l. venturini@2si.it