Le recenti normative tecniche per il calcolo strutturale, ed in particolare la OPCM 3431 ed il DM 14.01.2008, hanno introdotto importanti novità nella verifica delle murature esistenti, cosa assai rilevante visto che queste strutture costituiscono oltre il 70% del patrimonio edilizio italiano.

Le norme sopra citate danno la possibilità di studiare l’edificio con analisi lineari (statica o dinamica modale) e non lineari (statica non lineare o dinamica non lineare). In questa sede ci prefiggiamo di dare un parametro per valutare la bontà delle analisi e verifiche delle murature esistenti con SismiCad 11.5 utilizzando l’analisi statica non lineare (chiamata anche pushover) in ottemperanza alle indicazioni delle norme qui menzionate.

Premessa

Mentre in analisi lineare il raggiungimento della resistenza ultima a taglio o a pressoflessione in un maschio murario individua, in pratica, il livello di azione sismica assorbita dall’edificio, in analisi statica non lineare il raggiungimento della resistenza ultima a taglio o della resistenza ultima a pressoflessione corrisponde semplicemente all’ingresso del maschio in campo plastico; raggiunto il valore ultimo di resistenza a pressoflessione o taglio la sollecitazione viene mantenuta costante all’aumentare della deformazione sino a valori limite del drift il cui raggiungimento determina la perdita dello sforzo e, nella maggior parte dei casi anche la capacità per stato limite di danno severo dell’edificio.

L’esperienza dimostra che la differente metodologia comporta grandi differenze a livello di risultati di verifica. È frequente, anzi sistematico, il caso di edifici in muratura non verificabili con analisi lineari per i quali con la analisi statica non lineare si riesce a condurre a termine la verifica in maniera positiva.

Le verifiche di sicurezza

La resistenza a pressoflessione viene assunta paria a:

Lo spostamento ultimo per pressoflessione viene essere assunto pari allo 0.8% dell’altezza del pannello nel caso di edifici nuovi e pari allo 0.6% dell’altezza del pannello per edifici esistenti.

Per la resistenza a taglio le norme propongono due ipotesi di rottura: lo scorrimento nei giunti di malta (ipotesi valida per ogni tipo di edificio ed adottata anche da EC8) e la rottura a taglio con fessurazione diagonale (Turnsek-Cacovic) che OPCM 3431 ammette solo per edifici esistenti e che la bozza di circolare applicativa del DM 14-01-08 ammette per edifici esistenti nel caso di muratura irregolare o caratterizzata da blocchi non particolarmente resistenti.

La resistenza a taglio con rottura per scorrimento è data dalla seguente formulazione:

La resistenza a taglio per fessurazione diagonale è data dalla seguente formulazione:

A seconda della modalità di rottura a taglio la risposta dell’edificio in termini di vulnerabilità risulta sensibilmente diversa. La formulazione del taglio con fessurazione diagonale non considera la parzializzazione della sezione e porta solitamente a valori di taglio ultimo sensibilmente maggiori rispetto al caso della modalità di rottura a scorrimento.

Valsopra 400x400 di altezza di 300 cm. Lo spessore della muratura è di 30 cm e le caratteristiche meccaniche sono le seguenti (OPCM 3431 Allegato 11D Muratura in mattoni pieni e calce):

Il semplice edificio è stato analizzato con il software per il calcolo strutturale SismiCad 11.5 prodotto da Concrete s.r.l. e con ANDILWall realizzato dalla sezione “Murature” dell’ANDIL Assolaterizi. Quest’ultimo software, è dotato di un solutore SAM II che costituisce attualmente il riferimento per il settore, sviluppato dal prof. Guido Magenes ed altri, Eucentre, Università degli studi di Pavia in collaborazione con ANDIL Assolaterizi.

Sono state effettuate analisi pushover secondo OPCM 3431 ipotizzando una zona sismica II (a_g/g = 0.25) un suolo di tipo A (S=1 e S_T=1) e un coefficiente di importanza unitario.

Di seguito vengono riportati i risultati della analisi pushover con le due diverse formulazioni del taglio.

Fessurazione diagonale

Come si può notare i risultati ottenuti con SismiCad 11.5 e con ANDILWall sono molto simili.

Entrambi confermano come i risultati del calcolo possano essere sensibilmente diversi a seconda della metodologia di verifica a taglio adottata. Si nota ad esempio che, per danno severo, la domanda è la medesima mentre la capacità valutata con il metodo della fessurazione diagonale è decisamente superiore a quella valutata con il metodo dello scorrimento.

Conclusioni

I risultati delle analisi confermano SismiCad 11.5 come un software per il calcolo strutturale con potenzialità paragonabili a quelle di software più sofisticati prodotti in ambienti di ricerca.

Si nota anche che le scelte di verifica del professionista possono in questo caso condizionare il calcolo. L’utilizzo della resistenza a taglio per fessurazione diagonale risulterà preferita dal progettista perché garantisce maggiore stabilità della soluzione e maggiore probabilità di verifiche soddisfatte. Per contro, secondo la bozza della circolare applicativa del DM 14.01.2008, utilizzando questo metodo il professionista si assume la responsabilità di una valutazione essenzialmente qualitativa e quindi facilmente contestabile quale quella indicata con la frase “muratura irregolare o caratterizzata da blocchi non particolarmente resistenti”.

CONCRETE S.r.l.

Via della Pieve 19
35121 PADOVA (PD)
Tel.: 049 8754720
Fax: 049 8755234
E-mail: info@concrete.it
Web: http://www.concrete.it/