La muratura armata in blocchi Alveolater 18

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1 Indice La muratura armata 2 Premessa 2 Che cos è la muratura armata 3 Perché la muratura armata 4 Gli edifici in muratura in zona sismica 4 Le strutture devono resistere a terremoti di qualsiasi intensità senza subire danni? 6 Le caratteristiche del progetto di un fabbricato in muratura secondo il D.M. 16 gennaio Regole generali comuni a tutte le costruzioni in muratura 7 Regole specifiche per le costruzioni in muratura armata 8 Il dimensionamento semplificato 13 Quando si può ricorrere al dimensionamento semplificato? 13 Le strutture miste 16 L'inserimento di canne fumarie 17 La muratura armata in blocchi Alveolater 18 Come dimensionare rapidamente gli "edifici semplici" 20 Un modo rapido per progettare gli "edifici semplici" 20 Un esempio di dimensionamento semplificato 20 Regole comuni 21 Regole specifiche 21 Analisi dei carichi 22 Calcolo di verifica 23 Blocchi Alveolater impiegati 23

2 La muratura armata Premessa La normativa italiana parla per la prima volta di muratura armata nel decreto ministeriale 19 giugno 1984 "Norme tecniche relative alle costruzioni sismiche". In quel decreto, come pure nel successivo decreto del 24 gennaio 1986, la muratura armata era ammessa solo come sistema costruttivo, da sottoporre all'esame del Consiglio Superiore dei Lavori pubblici per ottenere la necessaria "idoneità tecnica", da rinnovare ogni Esempio di blocchi Alveolater per muratura armata. L elemento principale ha dimansioni di 30x30x19 cm, il mezzo blocco coordinato è invece di 14,5x30x19 cm. Per ircavare i vani per le armature è sufficiente togliere con un colpo di martellina le cartelle a chiusura dei fori di presa secondo le linee di rottura già predisposte.

3 tre anni. Questi decreti diedero origine ai cosiddetti "sistemi omologati". La muratura armata era utilizzata da tempo all'estero, ma era conosciuta anche in Italia. Già dopo il terremoto di Messina (1908) ci fu un'amplissma fioritura di ipotesi e di proposte per associare alla resistenza della muratura la duttilità del ferro: ipotesi e proposte che rimasero però praticamente solo a livello di progetto. Oggi, con il D. M. 16 gennaio 1996, la muratura armata è diventata "metodo costruttivo", così come lo sono la muratura semplice, il cemento armato, le strutture in legno e in metallo. Che cos è la muratura armata La muratura armata è una muratura portante, rinforzata in modo diffuso o in modo localizzato, mediante barre metalliche e getti integrativi di conglomerato. L'armatura resiste alle sollecitazioni di trazione, sollecitazioni alle quali la muratura semplice non è in grado di resistere, e aumenta la duttilità strutturale dell'insieme. Leggendo il D.M. 16 gennaio 1996 ed elaborandone alcuni passi, si può ricavare una definizione di muratura armata: "Per muratura armata si intende una muratura costituita dal elementi resistenti semipieni aventi le caratteristiche previste dal D.M. 20 novembre 1987 e collegati mediante malte di classe M1 o M2, nella quale sono inserite armature metalliche verticali concentrate, avvolte da calcestruzzo con resistenza caratteristica superiore a 15 N/mm 2, armature orizzontali concentrate (coincidenti con le armature dei cordoli di piano), e orizzontali (in alcuni casi anche verticali) diffuse, che le conferiscono continuità e resistenza a trazione". La muratura armata prevista dal decreto è una muratura ad armatura concentrata. Le armature infatti sono concentrate agli incroci dei muri, in corrispondenza delle aperture ma anche nel corso del muro, quando la lunghezza libera (ovvero la distanza fra muri portanti fra loro ammorsati) supera i 5 metri. Esistono anche altri tipi di muratura armata, non regolate dal decreto: le murature ad armatura diffusa (nelle quali i ferri verticali sono ad interasse ridotto, ad esempio ogni 50 cm) e le murature "confinate", nelle quali le armature verticali e orizzontali definiscono dei maschi murari non armati e le zone in cui sono posizionate le armature assumono quasi le dimensioni di travi e pilastri in c.a. La muratura armata del decreto è abbastanza simile, costruttivamente, alla muratura confinata.

4 Perché la muratura armata I vantaggi che la muratura armata può fornire sono prevalentemente di ordine strutturale, anche se non mancano riflessi economici. Sollecitata dal sisma, la struttura risponde in funzione del suo periodo di oscillazione, e attenua gli effetti del sisma dissipando energia per plasticizzazione delle fibre. La muratura armata è più duttile di una muratura normale, soprattutto di una muratura normale realizzata con blocchi di grandi dimensioni: ha quindi maggiore capacità di deformazione, e questo consente di assorbire meglio le sollecitazioni sismiche attraverso appunto la dissipazione di energia. Come si vedrà in seguito, con la muratura armata è possibile superare i limiti di altezza ammessi per le costruzioni in muratura ordinaria, fino ad un massimo di 25 metri in zona a bassa sismicità (nella stessa zona s=6 l'altezza consentita per la muratura ordinaria è di 16 metri) o, nel caso di dimensionamento semplificato, ridurre sensibilmente la percentuale di muratura richiesta nelle due direzioni principali del fabbricato (1,5 punti percentuali in meno). Gli edifici in muratura in zona sismica L'inserimento di armature nella muratura, così come l'impiego di blocchi in laterizio rispondenti alle prescrizioni di legge per percentuale di foratura, dimensione massima dei fori, spessore di pareti e setti e resistenza meccanica non sono, da soli, garanzia di un buon comportamento alle sollecitazioni sismiche. La qualità dei materiali va necessariamente associata alla regolarità morfologica e costruttiva dell'edificio, perché le azioni prodotte dal sisma vengano contrastate in modo omogeneo: una configurazione regolare, priva di sbalzi esuberanti, e soprattutto simmetrica, resiste meglio ai terremoti. Ma la qualità dei materiali va associata anche alla qualità della posa in opera. Le squadre che costruiscono il muro devono avere uguale competenza e cura: a parità di materiali, la più o meno corretta esecuzione può portare a resistenze finali variabili nell'ordine del 30 per cento. Con queste precauzioni progettuali ed esecutive, valide comunque sia per muratura normale che per muratura armata, la muratura è in grado di fornire prestazioni eccellenti, e non seconde rispetto ad altri sistemi costruttivi. E' ancora diffuso il convincimento, errato, che le strutture a telaio in cemento armato siano le sole ammesse in zona sismica e siano, al di là di tutto, più affidabili, citando, a conferma, i cedimenti delle costruzioni in muratura, rilevati in occa-

5 sione di eventi sismici. Non si deve invece dimenticare che nella maggioranza dei casi le costruzioni presenti sul nostro territorio sono vecchie, se non antiche, e per queste costruzioni vale quanto riportato nella relazione della Commissione incaricata di studiare e proporre le norme obbligatorie per i comuni colpiti dal terremoto del 28 dicembre 1908 e da altri anteriori, pubblicata sul Giornale del Genio Civile nel 1909: ".in generale le murature costituenti gli edifici sono di pessima struttura, il materiale pietroso impiegato è quasi sempre di forma irregolare e più generalmente di ciottoli fluviali nemmeno spaccati, le Particolari dell angolo e della parte terminale della muratura in un esempio di muratura armata eseguita con blocchi Alveolater e mezzi blocchi coordinati. Oggi, con il decreto ministeriale del 16 gennaio 1996, la muratura armata è diventata metodo costruttivo a tutti gli effetti, così come lo sono la muratura semplice, il cemento armato e le strutture in legno e in metallo.

6 malte non presentano consistenza per cattiva calce e cattive sabbie e i fabbricati non hanno fondazioni corrispondenti ad un buon tipo costruttivo". Le costruzioni mal fatte hanno portato discredito e diffidenza nei confronti delle costruzioni in muratura e troppo spesso quindi si confonde la muratura in laterizio con le murature povere del passato. La muratura armata può contribuire, anche dal punto di vista psicologico,a superare questa diffidenza. Le strutture devono resistere a terremoti di qualsiasi intensità senza subire danni? Questo sarebbe auspicabile. Ma il rispetto delle prescrizioni di legge può soltanto assicurare che le strutture non subiscano danneggiamenti significativi per terremoti la cui intensità corrisponda ad un tempo di ritorno uguale alla vita nominale della struttura. Soluzione di innesto tra due pareti in un esempio di muratura armata eseguita con Blocchi Alveolater e mezzi blocchi coordinati.

7 Tabella 1 Tipo di struttura Altezza massima S=6 m S=9 m S=12 M Muratura ordinaria ,5 Muratura armata Tabella 2 per L 3 H = 3 per 3<L 11 H = L per L>11 H = (L 11) Per terremoti di intensità superiore (ossia che possono avere periodi di ritorno molto maggiori) il fabbricato deve essere in grado di dissipare elevate quantità di energia, ammettendo anche danni gravi alle strutture (escludendo però il collasso), senza tuttavia perdita di vite umane. La dissipazione di energia è strettamente legata alle caratteristiche di duttilità della struttura, che deve poter subire spostamenti ciclici senza che si verifichi un eccessivo degrado di resistenza. Le caratteristiche del progetto di un fabbricato in muratura secondo il D.M. 16 gennaio 1996 Piano cantinato o seminterrato Si può realizzare un piano cantinato o seminterrato purché l'altezza totale del fabbricato, dall'estradosso delle fondazioni alla quota di imposta delle falde, non superi per più di 4 metri i valori indicati nella tabella 1. Altezza del fabbricato in funzione della larghezza stradale Nel caso che il fabbricato, qualunque sia la sua struttura, prospetti su strade o spazi pubblici di larghezza L, prevalgono, se più restrittive, le altezze H ricavabili dalle formule indicate nella tabella 2. Regole generali comuni a tutte le costruzioni in muratura Le regole generali comuni a tutte le costruzioni in muratura sono poche e chiare, e precisamente: - le strutture non devono essere spingenti (ovvero le spinte devono essere eliminate con tiranti, cerchiature o altri accorgimenti di analoga efficacia); - i solai devono essere in grado di ripartire le azioni orizzontali fra i muri maestri - i cordoli sono obbligatori, devono avere altezza pari a quella del solaio (e comunque non inferiore a cm 15) e devono essere armati con ferri di diametro minimo di mm 16 e per almeno 8 cm 2, con staffe 6/25";

8 Caratteristiche geometriche dei blocchi per muratura armata i travetti dei solai devono entrare nei cordoli per la metà della larghezza dei cordoli stessi, e comunque per almeno 12 cm; nelle pareti perimetrali, le aperture devono essere a distanza di almeno 1 metro dallo spigolo (compreso lo spessore del muro ortogonale); se l'interrato è fatto con pareti in calcestruzzo, lo spessore deve essere pari almeno allo spessore del muro in laterizio sovrastante; se è fatto in muratura, lo spessore del muro deve aumentare di almeno 20 cm. Regole specifiche per le costruzioni in muratura armata Resistenza meccanica dei blocchi Si devono usare esclusivamente blocchi artificiali semipieni con resistenza caratteristica minima a compressione di 5 N/mm 2 e di 1,5 N/mm 2 in direzione perpendicolare ai carichi verticali e nel piano della muratura (la resistenza caratteristica è approssimati-

9 vamente pari a 0,7 volte la resistenza media) e certificati presso laboratori ufficiali con cadenza annuale. Caratteristiche geometriche dei blocchi I blocchi devono avere spessore delle pareti maggiore o uguale a 10 mm, al netto della rigatura; setti interni di 8 mm; dimensione di ogni foro non superiore a 12 cm 2 ; un foro di presa di dimensione massima di 35 cm 2 per elementi di sezione maggiore di 300 cm 2 ; due fori di presa, ciascuno di dimensione massima di 35 cm 2 per elementi di sezione maggiore di 580 cm 2. Spessore minimo della muratura Lo spessore minimo è fissato in 24 cm. Va anche verificata la snellezza s, che non può superare il valore di 14, con la relazione h o /t <=14, dove h o è la distanza fra due solai (altezza di interpiano al grezzo) e t è lo spessore della muratura. La muratura deve avere spessore non inferiore al valore maggiore fra i due. Malte Si devono impiegare esclusivamente malte di classe M1 o M2 e quindi con la composizione indicata in tabella 3 I vani nei quali sono alloggiate le armature devono invece essere riempiti con una malta (o con un conglomerato) con resistenza caratteristica non inferiore a 15 N/mm 2. Giunti di malta Devono essere continui, in verticale e in orizzontale, e devono ricoprire interamente le facce del blocco. Lo spessore deve essere stabilito dal progettista, deve essere compreso fra 5 e 15 mm e deve essere costante in tutto il fabbricato. E' ovviamente escluso l'impiego di blocchi a incastro, è quindi privi del giunto verticale di malta, così come è escluso l'impiego di blocchi messi in opera a giunti interrotti o con leganti diversi dalle malte (ad esempio, blocchi rettificati montati a colla). Tabella 3 Classe Tipo Resistenza media Composizione Cemento Calce aerea Calce idraulica Sabbia Pozzolana N/mm 2 M2 cementizia >8 1-0,5 4 - M1 cementizia >

10 Quale acciaio si deve impiegare Si può impiegare esclusivamente acciaio ad aderenza migliorata. Dove va posizionata l'armatura concentrata L'armatura "di forza" deve essere concentrata alle estremità verticali e orizzontali dei pannelli murari (porzioni di muratura comprese fra i solai e fra due aperture o fra intersezioni che le limitano lateralmente). L'armatura verticale, pari ad almeno 4 cm 2, va quindi posta negli incroci fra i muri portanti e, sempre nelle murature portanti, in corrispondenza delle aperture di porte e finestre. Se la lunghezza del muro senza incroci o aperture supera i 5 metri, deve essere prevista una armatura concentrata intermedia di uguale sezione. L'armatura orizzontale, se i solai sono a distanza inferiore a 4 metri (e quindi nei casi più frequenti), coincide con l'armatura dei cordoli (8 cm 2 con staffe φ 6/25"). Se l'interpiano supera i 4 metri, bisogna prevedere altra armatura orizzontale, per almeno 4 cm 2. Armatura per almeno 3 cm 2, pari a 4 φ 10 o a 6 φ 8 va anche posta lungo i bordi orizzontali delle aperture di porte e finestre. Il vano che alloggia le armature verticali deve avere dimensione minima tale che sia inscrivibile un cilindro di diametro compreso fra 6 e 10 cm. Se il diametro del cilindro inscritto supera i 10 cm, la sovrapposizione delle armature verticali deve essere staffata (in alternativa si devono usare connessioni meccaniche). Dove va posizionata l'armatura diffusa L'armatura orizzontale diffusa è sempre obbligatoria, e, come minimo, consiste in un ferro di diametro φ 5 mm, avvolto dalla malta dei giunti, ogni 60 cm (e quindi ogni due corsi, se i blocchi sono alti 25 cm, o ogni tre corsi se i blocchi sono alti 19 cm). L'armatura verticale diffusa è richiesta solo nel caso di edifici pubblici o di edifici che devono garantire la massima sicurezza ( i cosiddetti edifici con coefficiente di importanza I maggiore di 1). In questi casi armatura orizzontale e armatura verticale diffusa devono essere a interasse non superiore al doppio dello spessore del muro, e in quantità non inferiore allo 0,4 per mille del prodotto dello spessore del muro rispettivamente per la sua lunghezza o per la sua altezza. Pertanto una parete di spessore 30 cm, alta 3,00 metri e lunga 4,50 metri, dovrà avere armatura verticale pari almeno a 30x300x0,4/1000 = 3,6 cm 2 e armatura orizzontale pari almeno a 30x450x0,4/1000 = 5,4 cm 2 da distribuire al

11 l'interno della muratura, con diametro minimo non inferiore al φ 5 e interasse non superiore a 60 cm. Sovrapposizione delle armature I ferri dell'armatura verticale devono avere sovrapposizioni di 60 diametri. Le armature orizzontali dei cordoli vanno ripiegate nel muro perpendicolare per una lunghezza pari ad almeno 30 diametri. L'armatura orizzontale diffusa (φ 5/60") va collegata mediante ripiegatura alle barre verticali presenti alle estremità dei pannelli murari. Protezione delle armature Per garantire una buona protezione della corrosione, le armature devono essere arretrate di 5 cm rispetto alla superficie esterna del muro e, naturalmente, avvolte dalla malta di allettamento (nel caso dell'armatura diffusa o comunque dell'armatura orizzontale aggiuntiva per pareti alte più di 4 metri) o dal conglomerato (nel caso di armatura verticale). Quando l'armatura orizzontale coincide con l'armatura dei cordoli, ad essa si applicano le prescrizioni relative al copriferrro e alla resistenza del conglomerato

12 Particolare del vano di alloggiamento delle armature ricavato nei blocchi Alveolater per muratura armata. Uno dei vantaggi dei blocchi Alveolater è la planarità delle facce che consente di eseguire una muratura normale per tutto il corso del muro, mentre per previste dal decreto 9 gennaio 1996 "Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche". Come si dimensiona la struttura In analogia con il decreto per le zone normali (D.M. 20/11/87 "Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento"), si può ricavare il vano di contenimento delle armature è sufficiente togliere dai blocchi stessi le cartelle di 10 mm poste a chiusura dei fori di presa con un coplo di martellina dato lungo le linee di rottura già predisposte. ricorrere al dimensionamento semplificato, ma si piò anche eseguire una vera e propria analisi delle sollecitazioni sismiche e una analisi statica secondo il metodo previsto per le strutture intelaiate. Il Decreto sismico prevede in questo caso la verifica elastica secondo il metodo delle tensioni ammissibili. La Circolare illustrativa n 65 del 10 aprile 1997 fornisce anche gli elementi necessari per la verifica con il metodo semiprobabilistico agli stati limite.

13 Il dimensionamento semplificato Quando si può ricorrere al dimensionamento semplificato? Si può ricorrere al dimensionamento semplificato a queste condizioni: - la pianta dell'edificio deve essere il più possibile compatta e simmetrica rispetto ai due assi ortogonali; - il rapporto fra il lato minore e il lato maggiore del fabbricato deve essere 1/3; Condizioni per il dimensionamento semplificato

14 - la distribuzione delle aperture, in pianta e in alzato, deve essere tale da garantire per quanto possibile la simmetria strutturale; - i muri maestri si devono intersecare con i muri maestri trasversali al massimo ogni 7 metri; - la distanza massima fra i solai (o fra lo spiccato delle fondazioni e l'intradosso del primo solaio) non deve superare i 7 metri (ovviamente lo spessore della muratura va adeguato in funzione della massima snellezza ammessa, pari a 14); - ogni muratura strutturale deve avere spessore superiore a cm 24, al netto degli intonaci; - se le fondazioni sono in muratura, devono presentare un aumento di spessore rispetto alle murature in elevazione di almeno 20 cm; - le aperture di porte e finestre devono essere verticalmente allineate. Se non Tabella 4 In zona S=12 I piano lo sono, ai fini della valutazione dell'area resistente, si devono prendere in considerazione, per la verifica del generico piano, esclusivamente le porzioni di muro che presentino continuità verticale dal piano oggetto di verifica fino alle fondazioni; - per ciascun piano, la sezione di muratura resistente non deve essere inferiore, in entrambe le direzioni, alle percentuali indicate nelle tabelle, riferite alla superficie in pianta dell'edificio (tabelle 4 e 5) - per ciascun piano deve risultare σ = N/(0,60 A) < σ m (σ m = tensione base ammissibile della muratura in funzione della resistenza a compressione dei blocchi e della malta; nel caso gli spessori dei muri e la distribuzione delle aperture siano costanti in tutti i piani, la verifica andrà fatta al piano più basso dell'edificio) % II piano % III piano % Edifici a 1 piano 4, Edifici a 2 piani 4,5 4,5 - - Edifici a 3 piani 5,5 4,5 4,5 - Edifici a 4 piani 5,5 5,5 4,5 4,5 IV piano % Tabella 5 In zona S=9 e S=6 I piano % II piano % III piano % IV piano % Edifici a 1 piano 3, Edifici a 2 piani 3,5 3, Edifici a 3 piani 4,5 3,5 3,5 - - Edifici a 4 piani 4,5 4,5 3,5 3,5 - Edifici a 5 piani 5,5 4,5 4,5 3,5 3,5 V piano %

15 a = interasse tra muri maestri e muri maestri trasversali b = lato maggiore dell edificio c = lato minore dell edificio - nel calcolo della percentuale di muratura resistente non si devono considerare i muri aventi rapporto altezza/lunghezza superiore a 3 (per interpiano di 3 m, il muro deve essere al minimo di 1 m, eccetto nel caso in cui si intersechi con un altro muro. In questo caso infatti si può considerare nella lunghezza anche lo spessore del muro intersecato). - il sovraccarico (dei solai, delle scale, dei balconi ecc) non deve superare i 4,0 kn/m 2 (400 kg/m 2 ) - l'altezza del fabbricato non deve superare i limiti previsti per la muratura normale (Muratura normale: 16 m in zona S=6; 11 m in zona S=9; 7,5 m in zona S=12) Il rispetto di queste specifiche consente di evitare la verifica sismica estesa, che è invece obbligatoria nel caso in cui una o più delle prescrizioni non siano rispettate. Qualche perplessità rimane sull'obbligo della verifica alla spinta del vento, secondo quanto previsto dal D.M. 20/11/87. Infatti la circolare n 65 del 10 Aprile 1997, illustrativa del D.M. 16/1/96, ribadisce l'obbligo del rispetto del D.M. 20/11/87. Ma se si ricorre al dimensionamento semplificato, che in zona sismica richiede percentuali di muratura nelle due direzioni decisamente superiori a quanto previsto da quel decreto, e se quel decreto esime dalla verifica al vento nel caso di edifici con un massimo di tre piani entro e fuori terra, questa verifica sembrerebbe non portare ulteriori informazioni agli effetti della resi-

16 stenza al sisma, a parità di altezza dell'edificio. Se si rispettano tutte le indicazioni richieste per il dimensionamento semplificato, l'interpretazione corretta è probabilmente questa: se non si superano i tre piani, non è necessaria né la verifica sismica né la verifica al vento; se invece l'edificio supera i tre piani (il D.M. 16/1/96 lo consente), si è esentati dalla verifica sismica ma è obbligatoria la verifica al vento secondo il D.M. 20 novembre Le strutture miste E' ammesso realizzare un edificio con struttura mista, ossia un edificio nel quale, allo stesso piano, siano presenti elementi strutturali in muratura ed elementi strutturali in calcestruzzo o in acciaio, purché le azioni sismiche siano integralmente affidate alla struttura in muratura. Naturalmente in questo caso non si potrà ricorrere al dimensionamento semplificato ma bisognerà eseguire la verifica sismica. Indicativamente un edificio può essere considerato a struttura mista secondo il punto C.5.4 del decreto 16 gennaio 1996 quando il rapporto percentuale fra la rigidezza della parte strutturale in calcestruzzo e quella della parte in muratura risulta inferiore al 2-5 per cento.

17 L'inserimento di canne fumarie Il precedente Decreto sismico del 24 gennaio 1986 giustamente vietava l'inserimento di canne fumarie all'interno della muratura portante. Infatti l'esame di fabbricati che hanno subito sollecitazioni sismiche evidenzia che le discontinuità strutturali sono elemento di grande debolezza e che nelle discontinuità si concentrano le lesioni. Quindi, anche se il nuovo decreto non è altrettanto esplicito, è essenziale che le canne fumarie e gli eventuali alloggiamenti di impianti siano previsti in posizione tale da non interferire né con le murature portanti né con i cordoli di solaio e che comunque, nel caso non si possa operare diversamente, siano previsti dal progetto e realizzati durante la costruzione della muratura (e non con rottura successiva), che dovrà sempre conservare uno spessore non inferiore al minimo ammesso (24 cm). Se l edificio non supera i tre piani (entro e fuori terra), e si rispettano tutte le indicazioni richieste per il dimensionamento semplificato, non è necessaria né la verifica sismica né quella al vento. Se l edificio supera i tre piani si è esentati dalla verifica sismica ( il decreto ministeriale del 16 gennaio 1996 lo consente) mentre si è obbligati a quella al vento secondo il decreto del 20 novembre 1987.

18 La muratura armata in blocchi Alveolater Dopo una serie numerosa di prove sperimentali di laboratorio eseguite negli anni '91-'92, alcuni i produttori aderenti al Consorzio hanno recentemente predisposto nuovi blocchi per muratura armata. Sono pertanto disponibili blocchi 30x25; 30x30; 30x45, tutti idonei per murature armate di spessore di cm 30. Questo spessore assicura un buon isolamento termico e un sensibile incremento strutturale rispetto al minimo consentito dal decreto in vigore (spessore minimo della muratura 24 cm). Questi blocchi Alveolater sono caratterizzati da fori sufficientemente grandi, a filo esterno, chiusi soltanto dalla cartella esterna di 10 mm e da uno o due fori per

19 l'alloggiamento dei pollici, in modo da consentire una presa agevole e ben bilanciata. Si può quindi eseguire una muratura normale in tutto il corso del muro. In corrispondenza degli angoli, degli incroci fra i muri, delle aperture di porte e finestre e dei rinforzi nelle pareti di lunghezza superiore a 5,0 m, le cartelle che delimitano i fori di grandi dimensioni a filo esterno del blocco vengono tolte con un semplice colpo di martellina, creando così, con l'accostamento di due blocchi, i vani necessari per l'alloggiamento dei ferri di armatura. In questo modo si evita la fornitura al cantiere di blocchi a facce piane, necessari per la costruzione del muro nelle zone non armate, e di blocchi per l'alloggiamento delle armature. I disegni dei blocchi Alveolater per muratura armata, tutti caratterizzati da numerose file di fori, lunghi e stretti, nel senso del flusso di calore, sono ottimizzati ai fini di un elevato isolamento termico. Blocchi Alveolater per muratura armata prodotti da alcuni associati al Consorzio Alveolater. Nella pagina precedente, il primo in alto a destra ha dimansioni di 30x25 cm, quello sotto è di 45x30 cm. Gli elementi di questa pagina sono di 30x30 cm (il blocco) e di 14,5x30 cm (il mezzo blocco coordinato). Con tutti si realizzano pareti di 30 cm di spessore, con quindi un sensibile incremento strutturale rispetto al valore minimo di 24 cm consentito dal decreto. Il disegno degli elementi, inoltre, caratterizzato da numerose file di fori lunghi e stretti nel senso del flusso termico, ottimizza le prestazioni termoisolanti dei blocchi e garantisce un elevato isolamento termico

20 Come dimensionare rapidamente gli "edifici semplici" Un modo rapido per progettare gli "edifici semplici" Stabilita l'altezza di interpiano del fabbricato, si determina lo spessore minimo consentito per le pareti. Se ad esempio l'interpiano è di 3,00 m, lo spessore minimo sarà di 24 cm (infatti il limite di snellezza h o /t = s =14 darebbe t = 300/14 = 21,4 cm, spessore non ammesso in zona sismica). Se si è in zone climatiche non particolarmente fredde, si potrà assumere lo spessore commerciale di 25 cm. E' consigliabile comunque fare riferimento allo spessore di 30 cm, almeno per le murature strutturali esterne. Fissati gli spessori, si definisce la superficie in pianta del fabbricato, ad esempio 22,00 x 10,00, avvicinandosi il più possibile alla misura modulare del blocco scelto. In questo caso il rapporto 10,15/22,00=0,46 è > 1/3, e quindi si può ricorrere al dimensionamento semplificato. Se si opera in zona S=9 e la palazzina è a tre piani, al primo piano si dovrà avere una quantità di muratura pari al 4,5% della superficie in pianta, nelle due direzioni, e quindi 10,05 m 2 sia in direzione x che in direzione y; mentre ai piani superiori sarà sufficiente il 3,5 % e cioè 7,8 m 2 in entrambe le direzioni. Se quindi la muratura ha uno spessore di 30 cm, occorreranno almeno: al primo piano 10,05/0,30 = 33,5 metri lineari di muratura in x e altrettanti in y; al secondo e terzo piano invece 7,8/0,30 = 26 m, sempre in entrambe le direzioni. A questo punto, giocando sulla partizione interna, sulla posizione e dimensione delle aperture (allineandole verticalmente per non perdere muratura utile) ed eventualmente trasformando in muratura portante divisori pensati inizialmente in elementi forati si avrà una progettazione molto vicina a quella definitiva. Affinata la progettazione, si passerà poi alla modulazione in funzione del blocco prescelto e quindi al posizionamento in pianta delle armature. Un esempio di dimensionamento semplificato Come si è visto in precedenza, è possibile ricorrere ad una verifica semplice (dimensionamento semplificato) se si rispettano le indicazioni previste dal decreto sia alla voce "Regole comuni" sia alla voce "Regole specifiche per la muratura armata"; nel caso una

21 o più regole specifiche non siano rispettate, è obbligatorio eseguire la verifica sismica estesa. Se il progetto è stato fatto secondo le indicazioni del paragrafo precedente, e supponendo di operare in zona S=9, si avrà già il rispetto di numerose regole progettuali. E' bene tuttavia ripercorrere passo per passo le richieste della norma, confermandone la rispondenza. Regole comuni Il progetto deve rispettare tutte le regole comuni e precisamente: - le strutture non sono spingenti; - i solai sono in grado di ripartire le azioni orizzontali fra i muri maestri - i cordoli, obbligatori, hanno altezza pari a quella del solaio (e quindi maggiore di cm 15) e sono armati con 4 ferri di diametro di mm 16 (> di 8 cm 2 ), con staffe φ 6/25"; - i travetti dei solai entrano nei cordoli per la metà della larghezza dei cordoli stessi, e quindi per più di 12 cm; - nelle pareti perimetrali, le aperture sono a distanza di più di 1 metro dallo spigolo (compreso lo spessore del muro ortogonale); - l'interrato è fatto con pareti in calcestruzzo di spessore pari allo spessore del muro in laterizio sovrastante. E' previsto l'impiego di blocchi artificiali semipieni con resistenza caratteristica minima a compressione di 10 N/mm 2 e di 1,5 N/mm 2 in direzione perpendicolare ai carichi verticali e nel piano della muratura, in opera con malta M2. Regole specifiche Si è fissato uno spessore della muratura di 30 cm, superiore al valore minimo di 24 cm; il limite di snellezza è rispettato (s = 300:30 = 10 < 14). Si è verificato inoltre che: - la pianta dell'edificio è compatta e simmetrica rispetto ai due assi ortogonali; - il rapporto fra il lato minore e il lato maggiore del fabbricato è 0,45 e quindi > 1/3; - la distribuzione delle aperture, in pianta e in alzato, è tale da garantire la simmetria strutturale; - i muri maestri si intersecano con i muri maestri trasversali al massimo ogni 5,18 m, e quindi ad una distanza inferiore ai 7 metri ammessi; - la distanza fra i solai e fra lo spiccato delle fondazioni e l'intradosso del primo solaio è di 3,00 metri e quindi non supera i 7 metri ammessi; - le fondazioni sono in calcestruzzo, con spessore pari alla muratura sovrastante (ma è anche possibile farle in muratura, con un aumento di spessore rispetto alle murature in elevazione di almeno 20 cm); le aperture di porte e finestre sono verticalmente allineate;

22 Analisi dei carichi Carichi Carichi Tot. U.m. permanenti accidentali Solaio di copertura 3,30 + 2,20 = 5,50 kn/m 2 Solaio piano tipo 4,50 + 2,50 = 7,00 kn/m 2 Solaio di sottotetto 3,50 + 2,00 = 5,50 kn/m 2 Scale 4,00 + 4,00 = 8,00 kn/m 2 Peso proprio della muratura intonacata 13,00 kn/m 2 Tramezzature 1,00 kn/m 2 Peso totale del solaio di copertura (compresi gli sbalzi e le pendenze) 2 x (23,00 x 6,00) x 5,5 = 1518,00 kn Peso del solaio di sottotetto (23,00 x 16,60) x 5,5 = 1468,00 kn Peso del piano tipo (22,00 x 10,15) x 7,0 x 3 = 4690,00 kn Peso della scala 2 x (2,50 x 1,20) x 8,00 x 2 = 96,00 kn Peso della muratura (vuoto per pieno) [(22,00 x 3) + (10,15 x 6)] x 0,3 x 9,90 x 13 = 4900,00 kn Peso delle tramezzature = 157,50 kn Peso totale edificio (parete in muratura, escluso interrato e fondazioni) 12830,00 kn Area totale della muratura, al netto delle aperture 27,15 m 2

23 l'altezza h tot fuori terra è di 9,90 m e l'altezza massima, comprensiva dell'interrato, è di 13,30 m e quindi rispetta i limiti sulle altezze. Si è già verificato, durante il progetto, che la percentuale di muratura, in entrambe le direzioni, è superiore alle percentuali indicate nelle tabelle. Calcolo di verifica Rimane da eseguire la sola verifica ai carichi verticali al piano più basso dell'edificio, prendendo in conto le porzioni di muratura che presentano continuità verticale per tutta l'altezza del fabbricato (se le aperture non fossero verticalmente allineate, la verifica andrebbe fatta ad ogni piano). Pertanto, eseguita l'analisi dei carichi, si ha σ = N/ (0,60 A) = x 100/ x 0,6= 7,90 kg/cm 2 (0,79 N/mm 2 ). La resistenza caratteristica fk per una muratura in blocchi con fbk = 100 kg/cm 2 è di 53 kg/cm 2 (vedi Tabella A D.M. 20/11/87); La tensione base ammissibile, con coefficiente di sicurezza 5, è 53/5 = 10,6 kg/cm 2 (1,06 N/mm 2 ). La prescrizione σ = N/ (0,60 A) < σ m risulta rispettata e i l fabbricato è verificato. La distribuzione delle armature deve poi essere fatta nel rispetto delle indicazioni specifiche viste ai paragrafi "Dove va posizionata l'armatura concentrata" e "Dove va posizionata l'armatura diffusa". Blocchi Alveolater impiegati Per il progetto illustrato nelle tavole delle pagine seguenti (relative alla pianta di un piano tipo: 1 e 2 fila), sono stati impiegati blocchi Alveolater di 30x30 cm e mezzi blocchi coordinati di 14,5x30 cm. Le loro caratteristiche di modularità e la facilità di ricavare il vano di alloggiamento delle armature, consentono di risolvere senza difficoltà tutti i particolari delle murature.