MURATURA SIMBOLOGIA FEB l = lunghezza parete. h = altezza parete. t = spessore parete

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3 FEB MURATURA SIMBOLOGIA l = lunghezza parete h = altezza parete t = spessore parete f br = resistenza caratteristica compressione elementi resistenti f br = resistenza caratteristica compressione elementi resistenti in direzione orizzontale nel piano della parete f k = resistenza caratteristica compressione della muratura f vk0 = resistenza caratteristica a taglio della muratura, in assenza di tensione normale. σ n = N/A f vk = f vk0 + 0,4 σ n resistenza caratteristica a taglio della muratura in presenza di tensione normale σ n Ø = coefficiente riduttore della resistenza a compressione. Ø = Ø (λ,m) n = distanza del carico dal bordo della sezione resistenza di progetto (compressione, flessione e sforzo normale, carichi concentrati) resistenza di progetto (taglio) λ = snellezza convenzionale λ = 20 coefficiente di eccentricità e = eccentricità totale (convenzionale)

4 NOMENCLATURA DELLA PARETE MURARIA E AZIONI AGENTI Pressoflessione ortogonale: (NTC p.to pg 248 GU) (NTC p.to pg 241 GU) Pressoflessione complanare: Taglio complanare:

5 RIGIDEZZA A FLESSIONE E TAGLIO DI UNA PARETE (NTC 2008 p.to pg 296 GU) ipotesi: v = 0,25 NOTA: (NTC 2008) E = 1000 f k sez. rettangolare χ = 1,2 Le Norme Tecniche per le costruzioni (edifici) in muratura (strutture in elevazione) sono riportate nei capitoli: Cap 3. Analisi Statica Lineare: Forze sismiche di piano; S d (T) Cap 4. Costruzioni di muratura Cap 7. Costruzioni di muratura soggette all azione sismica Cap 11. Materiali e Prodotti Le Norme Tecniche per le costruzioni (edifici) esistenti in muratura sono riportate nel Cap 8. ECCENTRICITA CONVENZIONALE DEI CARICHI VERTICALI (nello spessore t della parete) Sono dovute a: Eccentricità geometrica dei carichi verticali Eccentricità dovuta a tolleranze di esecuzione (fuoripiombo) (h = altezza parete) ; Eccentricità dovuta all azione orizzontale agente nel piano ortogonale

6 Le eccentricità e s ; e a ; e v vanno convenzionalmente combinate secondo le espressioni: e 1 è usato per la verifica delle pareti nelle sezioni A A (alta) e B B (bassa); e 2 è usato per la verifica della sezione ove è max M v e 1 e e 2 = eccentricità di calcolo, sempre e a (NTC 2008 p.to pg 153 GU)

7 PARETI RILIEVO

8 ARCHITRAVI E ARCHIVOLTI

9 ORIZZONTAMENTI (Solai e Volte) TRAVI E SCALE

10 LESIONI

11 PARETI PROGETTO

12 DEMOLIZIONE E RIFACIMENTO DI MURATURA PILASTRI ORIZZONTAMENTI E COPERTURE

13 CRITERI DI PROGETTO I criteri devono scaturire da uno studio riguardante: le caratteristiche architettoniche, strutturali e di destinazione d uso; evoluzione storica delle caratteristiche; analisi strutturale per accertare cause e meccanismo del dissesto; caratteristiche geometriche, tipologie costruttive, qualità e stato di conservazione; FINALITA DELL ADEGUAMENTO Provvedimenti intesi a: ridurre gli effetti di azioni precedenti; aumentare la resistenza; ripristino dei danni; Tipi di provvedimenti: riduzione delle masse NON strutturali; creazione e/o miglioramento dei giunti; riduzione degli effetti torsionali; ridistribuzione delle rigidezze;

14 SCHEMA STRUTTURALE Si deve accertare l efficacia dei collegamenti e il grado di rigidezza dei solai. Per ciascuna parete si considerano le azioni sul piano e quelle trasversali. La resistenza della muratura sarà calcolata in relazione alla tipologia, alla qualità e allo stato di conservazione. La verifica (SLU): ipotesi di comportamento elasto plastico, con controllo della duttilità. Le forze orizzontali sono applicate secondo due direzioni ortogonali. Forze complanari: applicate nei baricentri delle masse. Ipotesi elastica lineare, tenendo conto della deformabilità per flessione e taglio. Si considera trascurabile la rigidezza delle pareti per deformazioni ortogonali. L azione sismica ortogonale alla parete è rappresentata da un carico orizzontale distribuito pari a il peso della parete e da forze concentrate pari a il carico degli orizzontamenti che si appoggiano su di essa. L effetto flessionale dell azione sismica ortogonale può essere valutato nell ipotesi di comportamento lineare a sezione interamente reagente. PARETI E SOLAI Per aumentare la resistenza si può provvedere con: risarciture localizzate; iniezioni di miscele leganti; applicazione di piastre in c. a. o di reti metalliche elettrosaldate; inserimento di pilastrini in c. a. o metallici (lesene); tirantature orizzontali e verticali; evitare interventi localizzati. Eliminare gli indebolimenti locali dovuti a vuoti per vani di passaggio, canne fumarie, ecc.. In caso di irregolare distribuzione delle aperture, quando non sia possibile la loro chiusura, si deve provvedere alla cerchiatura a mezzo di telai in c.a. o metallici collegati alla muratura adiacente tramite perforazioni armate. I muri possono essere riparati con fattura e materiali analoghi agli originali. Iniezioni di miscele leganti. Eseguite con pasta di cemento semplice o additivata oppure a base di resine organiche. Queste ultime avranno basso valore del modulo elastico per le piccole lesioni e a più elevato valore del modulo per riempimento di zone estese. In assenza di cordoli in c. a. a quota solai, devono predisporsi tiranti ancorati tramite piastre o chiavi per produrre un efficace cerchiatura dell edificio. I tiranti in acciaio tondo o con trefoli in acciaio armonico sono disposti sia orizzontalmente che verticalmente ed estesi a tutta la parete. Se i solai non assicurano un conveniente incatenamento delle pareti, si interviene con tiranti ortogonali alle pareti e ancorati all esterno. In alternativa si possono applicare alle travi chiavi ancorate all esterno. Qualora i solai siano avvallati o deteriorati devono essere sostituiti con solai misti in c. a. e laterizi (anche con travetti precompressi) o in acciaio. I travetti devono essere collegati alle pareti e tra loro con ancoraggi metallici. Nelle zone adiacenti ai solai dovrà provvedersi al consolidamento delle murature.

15 ARCHI E VOLTE Se presentano ampie lesioni e macroscopiche alterazioni geometriche dell intradosso e se realizzati con muratura di scarsa consistenza e fattura, devono essere eliminati. In caso di ricostruzione devono essere a spinta eliminata. Rinforzi possono essere conseguiti costruendo in aderenza archi e volte in c. a.. Archi e volte devono essere muniti di cinture, chiavi e tiranti posti in tensione, atti ad assorbire integralmente le spinte se le murature di sostegno hanno spessori insufficienti. SCALE Le scale in muratura a sbalzo devono essere sostituite da scale in c. a. o in acciaio. Possono essere conservate soltanto se prive di lesioni e dopo le verifiche a mezzo di prove di carico. Quando sia necessario conservare scale a sbalzo dovranno adottarsi rinforzi con strutture metalliche o in c.a.. COPERTURE I tetti devono essere resi non spingenti. Le murature perimetrali ed interne devono essere ben collegate alla struttura del tetto ed in grado di resistere alle azioni orizzontali. Nel caso di tetti in legno si deve garantire una adeguata connessione tra gli elementi di arditura. Gli elementi sporgenti (comignoli, abbaini, parapetti, torrini, antenne, ecc.) devono essere fissati alla base e, se necessario, controventati.

16 DOCUMENTAZIONE DEL PROGETTO ESECUTIVO Oltre gli elaborati grafici (piante, prospetti, sezioni) quotati, è prevista una relazione tecnica ed il fascicolo dei calcoli. La relazione tecnica conterrà indicazioni nei seguenti punti: Caratteristiche tipologiche e dimensionali: numero dei piani; quota del piano di copertura; quota del piano stradale; forma della pianta e dimensioni principali; presenza di piani continuati o seminterrati; Fondazioni: descrizione del sistema di fondazione; stato di conservazione; descrizione degli eventuali dissesti; indicazione delle indagini geognostiche eseguite; Organismo murario: disposizione dei muri portanti e loro tipologia; spessori dei muri; qualità e stato di conservazione della malta; descrizione dei dissesti; corpi aggiunti; Scale: posizione; tipo; stato di conservazione; dissesti; Solai: tipo; stato di conservazione; dissesti; Copertura: a terrazza, a tetto; presenza di sottotetto (praticabile o non); stato di conservazione; dissesti;

17 Dagli elaborati grafici deve risultare: ubicazione e andamento delle lesioni (ampiezza e gravità con rappresentazione codificata); posizione dei saggi in fondazione e in elevazione; rappresentazione degli interventi progettati; La relazione specifica sul comportamento delle strutture costituisce verifica sismica atta a dimostrare che, con l avvenuta esecuzione delle opere progettate, l edificio ha requisiti costruttivi a norma di legge. Tale dimostrazione verrà esposta in forma descrittiva sulla base del confronto analitico fra requisiti di legge e quelli progettati. Si dovrà accertare l efficacia dei collegamenti fra solai e pareti e delle pareti tra loro. La ripartizione delle forze orizzontali ad un dato livello presume la presenza di solai rigidi nel loro piano. L effettiva resistenza delle murature può essere accertata mediante indagini commisurate allo stato di omogeneità e conservazione presenti. In mancanza di dati sperimentali, le caratteristiche meccaniche (valori max) possono ricavarsi dalla Tabella 1 seguente.

18 TABELLA 1 CARATTERISTICHE MECCANICHE DELLE MURATURE ESISTENTI (Valori max in assenza di prove) (DM Ordinanza n 230 PC) Muratura NON consolidata, NON lesionata (duttilità 1,5) Muratura consolidata (duttilità 2) f vk0 f k G TIPO DI MURATURA kg/cm 2 kg/cm 2 kg/cm 2 Mattoni pieni con malta bastarda 1, Blocco 29x19x19 con malta bastarda 0, Blocco in argilla espansa o cls con malta bastarda 1, Muratura in pietra a) pietrame in cattive condizioni 0, b) pietrame grossolanamente squadrato ben organizzato 0, c) a sacco in buone condizioni 0, d) in tufo di buona qualità N.B. per muratura listata: 1,3 fvko Mattoni pieni, pietrame squadrato, con piastre c.a. (3 cm) o rete elastica 1, Pietrame iniettato 1, Pietra a sacco con piastre c.a. (3cm) o rete elastica 1, TAB.1 NTC 2008 v= 0,25 E = bg E = 2,5 G G = 1100 τ k

19 AZIONI SISMICHE COMPLANARI E ORTOGONALI Azioni complanari. La forza orizzontale di calcolo è presente a livello di ciascun piano ed è applicata nel baricentro delle masse presenti (solaio e pareti). Le verifiche previste sono: Pressoflessione (NTC 2008 p.to ) (rg 300 GU) Taglio (NTC 2008 p.to ) Azioni ortogonali. Peso della parete e peso dei solai che eventualmente poggiano su essa. La verifica prevista è: Pressoflessione (NTC 2008 p.to ). PROVVEDIMENTI TECNICI PER LE PARETI TECNICHE DI INTERVENTO Risarciture localizzate: Metodo di riparazione cuci e scuci 1) Togliere il vecchio intonaco. 2) Asportare gli elementi interessati dalla lesione ed alcuni adiacenti fino a formare un vano di dimensioni atte a ricevere nuovi elementi, ponendo cura nel formare un andamento perimetrale del vano atto a buoni ammorsamenti. 3) Inserire i nuovi elementi previa pulizia e lavaggio, si usano malte leggermente espansive, con inserti simili a quelli esistenti. Metodo di riparazione per apertura 1) Togliere il vecchio intonaco ( 50cm a cavallo della lesione). 2) Allargare la lesione, asportando le parti smosse. 3) Pulire con getto d acqua. 4) Partendo dal basso e proseguendo a tratti: applicare sulle due facce reti elettrosaldate (Ø 5, 10x10) fissate con chiodi alla parete e tra loro con Øb/50cm a X bagnare abbondantemente riempire con calcestruzzo a granulometria medio fine additivato con prodotti espansivi 5) Intonaco in malta cementizia Metodo di riparazione per iniezione 1) Eseguire fori Ø 40mm, interasse cm, in funzione della porosità del muro, con trapano 2) Asportazione dell intonaco e stuccatura con malta cementizia 3) Posizionamento nei fori degli ugelli di immissione e successiva sigillatura con malta di cemento. 4) Immissione preliminare di acqua a leggera pressione per lavaggio e saturazione. 5) Iniezione della miscela iniziando dal basso

20 Metodo di riparazione per iniezione armata e placcaggio 1) Togliere il vecchio intonaco ( 50cm a cavallo della lesione) 2) Pulizia e lavaggio della zona 3) Sigillatura con malta cementizia più additivi espansivi 4) Perforazione con fori Ø passanti inclinati alternati verso il basso e verso l altro a 45 5) Iniezione di miscela cementizia espansiva, previa armatura delle perforazioni con barre Ø 12 6) Applicazione di rete elettrosaldata Ø 5 10x10, ancorata alle pareti con chiodi e alle armature delle perforazioni 7) Esecuzione di intonaco cementizio TECNICA DELLE MISCELE LEGANTI NELLE INIEZIONI Miscela a base di legante cementizio, proprietà: buona fluidità buona stabilità tempo di presa opportuno buona resistenza minimo ritiro Tali proprietà sono conseguibili con: sabbie molto fini a granuli arrotondati rapporto acqua/cemento 0,6 1,2 additivi fluidificanti ed espansivi antiritiro cemento a granulometria fine E sconsigliabile usare questa tecnica per il ripristino di murature incoerenti (ciottoli o pietrame a spigoli arrotondati) e malta degradata. Miscela a base di resine organiche (epossidiche) Stante la forte dipendenza del buon esito dal dosaggio e dalle condizioni di esecuzione, se ne consiglia l uso solo con operatori specializzati. Iniezioni armate In genere sono sufficienti 2 3 fori ogni m 2. Armature fori 2 3 volte lo spessore della parete. Le miscele sono dello stesso tipo di quelle cementizie con più accentuate caratteristiche di aderenza e antiritiro. Adatte per spigoli di parete. Può essere necessario consolidare preventivamente con iniezioni semplici.

21 TECNICA DEI CORDOLI, PILASTRINI E TIRANTI Cordoli. Per la realizzazione a tutto spessore è necessario procedere al taglio a forza della muratura. Può essere eseguito per campioni o globalmente; in quest ultimo caso è necessario disporre martinetti. Per i cordoli a spessore parziale è necessario predisporre tagli passanti per realizzare poi collegamenti di ancoraggio e sostegno; se due cordoli cingono la muratura, tali collegamenti hanno sagoma cilindrica, mentre se il cordolo è da un solo lato tali collegamenti sono a tronco di piramide. L armatura metallica è costituita da barre longitudinali e staffe. Nei cordoli da precomprimere, come ultima fase, si esegue la tesatura dei cavi e il riempimento della guaina con boiacca. Nei cordoli a tutto spessore realizzati globalmente, i martinetti a vite sono a perdere. Pilastrini. In cemento armato o acciaio; l inserimento in breccia è eseguito a interasse di 2.0m ca. si crea uno scasso di 15cm e nella muratura si inseriscono staffe di ammorsamento passanti o di zanche distribuite sull altezza. Il funzionamento si modifica fortemente in senso positivo se si realizzano anche cordoli orizzontali (muratura intelaiata). Tiranti. Assicurano un comportamento monolitico. Possono essere orizzontali o verticali, pesollecitati e non. Per i verticali presollecitati la tensione normale non deve superare 1/3 del valore di rottura. Possono essere posti in opera all esterno o all interno e sono dotati di piastre d estremità con sistema a vite, anche per presollecitazione. Per i tiranti esterni sono utili dispositivi tenditori per riprendere eventuali cadute di tiro nel corso degli anni. TECNICHE DI INTERVENTO PER ARCHI E VOLTE Devono essere eliminate le spinte orizzontali (cinture/tiranti). 1) Luce modesta: iniezioni di miscele leganti e/o perforazioni armate. Costruzione in aderenza in guscio estrado nato armato con rete elettrosaldata con chiodi e sovrastante strato sottile di malta antiritiro ad alta resistenza o miscele di resine. 2) Luci maggiori: sospensione della volta a un graticcio metallico rigido e vincolato ai muri perimetrali. L intercapedine fra volta e graticcio deve essere riempita con materiale leggero. Qualora l imposta sia continua sui muri perimetrali, possono essere realizzati dei telai orizzontali di irrigidimento eseguiti con perforazioni armate e con la stessa tecnica usata per i cordoli dei solai. E buona norma disporre opere provvisionali all intradosso estese a tutto l arco o la volta.

22 TECNICA DI INTERVENTO PER I SOLAI Tre requisiti: 1) Resistenza adeguata ai carichi di progetto; 2) Rigidezza trasversale e nel proprio piano; 3) Collegamenti efficaci con le murature; I primi due requisiti, nel caso di solai in legno, si realizzano inchiodando al tavolato esistente uno strato di tavole ortogonali (spessore 3cm) oppure gettando una soletta in cemento armato (spessore 3:4 cm) con rete elettrosaldata ed ancorata alle travi sottostanti con tirafondi. Qualora si proceda alla ricostruzione del solaio potrà prevedersi un tipo misto in cemento armato e laterizi con travetti in opera o precompressi oppure un solaio con profilati IPE e lamiera grecata con soletta in calcestruzzo ordinario o leggero. Travi e travetti devono essere efficacemente collegati ai muri d appoggio tramite armature. E necessaria la realizzazione del cordolo in cemento armato. In alternativa si può consolidare la muratura mediante iniezioni di miscele leganti armate. Le perforazioni incrociate devono interessare un altezza almeno pari a quella del solaio (perforazioni trasversali). In alternativa, le perforazioni possono essere eseguite orizzontalmente e parallelamente al piano della muratura, completandole con cuciture d angolo. Per le luci più modeste è sufficiente un collegamento discontinuo mediante piastre metalliche chiodate alle travi in legno e passanti in fori nelle murature successivamente sigillati con malta cementizia. Per tutti i solai un sufficiente collegamento è costituito da un cordolo continuo in cemento armato a spessore parziale o in aderenza, provvisto di cunei di ancoraggio passanti nelle murature ed armati. TECNICHE DI INTERVENTO PER LE SCALE IN MURATURA A SBALZO Sono quelle aventi la struttura dei gradini con intradosso a volta rampante incastrata nei muri d ambito (gabbia della scala) da un lato e libera dall altro. Devono essere sostituite con scale in cemento armato o in acciaio. Tuttavia, per necessità architettoniche, possono essere mantenute con l affidamento ad armature ancorate alle pareti di gabbia e suggellate con malta cementizia antiritiro o epossidica. TECNICA DI INTERVENTO PER LE COPERTURE Costruzione di cordoli sottotetto in cemento armato e cerchiatura delle murature in sommità; Applicazione di un tavolato di sottotetto o di croci di S. Andrea per irrigidire le falde; Applicazione di catene in acciaio o in legno; In alternativa ai cordoli si può procedere al rinforzo delle murature di sottotetto compresi i timpani mediante iniezioni e cuciture armate o incorniciatura con piastre in cemento armato; l orditura principale in legno deve essere collegata con la muratura rinforzata. In ogni caso le strutture di copertura devono risultare non spingenti.

23 Lesione isolata. Riparazione a cuci e scuci 1) Asportazione intonaco; ( 50cm) 2) Asportazione degli elementi interessati dalla lesione e altri adiacenti fino a formare un vano di dimensioni atte a ricevere nuovi elementi, ponendo cura nel formare un andamento perimetrale atto a realizzare buon ammorsamento; 3) Inserimento nuovi elementi (laterizi, pietra) previa pulizia e lavaggio. Uso di malta a ritiro nullo o meglio espansiva. Lesione isolata. Riparazione per apertura 1) Asportazione intonaco; ( 50cm) 2) Allargamento lesione, asportando le parti smosse; 3) Lavaggio con acqua 4) Partendo dal basso e proseguendo a tratti: Applicare sulle due facce elementi di rete elettrosaldata fissati con chiodi alla muratura e collegate tra loro attraverso la lesione con tondini; Bagnare le superfici; Riempire la lesione con calcestruzzo a granulometria medio fine additivato con prodotti antiritiro o espansivi; 5) Previa bagnatura, applicare intonaco in malta cementizia (spessore 3cm)

24 Lesione isolata. Riparazione per iniezione 1) Esecuzione dei fori; (Ø 40mm) 2) Asportazione intonaco e stuccatura con malta cementizia per evitare risorgenze di miscela; ( 50cm) 3) Posizionamento nei fori degli ugelli di immissione e successiva sigillatura con malta cementizia; 4) Immissione preliminare di acqua a bassa pressione per lavaggio e saturazione; 5) Iniezione della miscela, iniziando dal basso

25 Lesione isolata. Riparazione per iniezione armata 1) Asportazione intonaco; ( 50cm) 2) Pulizia e lavaggio; 3) Sigillatura della lesione con malta cementizia con additivi espansivi; 4) Perforazione con fori Ø passanti inclinati alternativamente verso l alto e verso il basso a 45 ; 5) Iniezione di miscela cementizia espansiva, previa armatura dei fori (Ø 12); 6) Applicazione di rete elettrosaldata ancorata alla muratura con chiodi e legata alle armature dei fori; 7) Esecuzione di intonaco cementizio di tipo spruzzato ( 3cm)

26 Lesioni diffuse. Riparazione con reti elettrosaldate 1) Puntellatura, asportazione dell intonaco, riempimento delle lesioni come per quelle isolate; 2) Perforazioni per l alloggiamento barre Ø 12 (fori Ø 40 50) passanti; 3) Applicazione delle reti (Ø 6/15x15) e delle barre (n 4/m 2 ) su entrambe le facce con risvolti nei vani di porte e finestre e negli spigoli verticali per 50cm. Le reti sono fissate con chiodi alle pareti. 4) Messa in opera di distanziatori delle reti dalle pareti per consentire l avvolgimento da parte dell intonaco cementizio (sp. 3cm); 5) Alloggiamento delle barre Ø 12 nei fori con risvolto di fissaggio alle reti; 6) Esecuzione dell intonaco, previo lavaggio delle superfici;

27 PESI SPECIFICI DELLE MURATURE mattoni pieni (zoccoli) kg/m mattoni semipieni (multifori) kg/m mattoni forati kg/m pietra (CaCO 3 ) calcarea kg/m pietra (CaCO 3 ) listata kg/m blocchi forati di Cls kg/m pietra Tufo kg/m pietra Granito (o simile) kg/m

28 BIBLIOGRAFIA ROCCATELLI Carlo Elementi delle Costruzioni Civili Vol 1 Ed. CURSI Pisa (1950) LE MONNIER Ed. Prontuario per il Calcolo di Elementi Strutturali Firenze (1989) GIUFFRE Antonino Letture sulla Meccanica delle Murature Storiche Ed. Kappa Roma (1991) NUOVO COLOMBO Manuale dell Ingegneria Vol 1 Ed. Hoepli Milano (1997)