Caratterizzazione meccanica di murature del XX secolo: alcune sperimentazioni

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1 Caratterizzazione meccanica di murature del XX secolo: alcune sperimentazioni Antonio Borri, Marco Corradi, Emanuela Speranzini Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale, Università degli Studi di Perugia, via G. Duranti Perugia, Italia. ANIDIS2009BOLOGNA Keywords: laterizio, sperimentazione, muratura, resistenza a taglio ABSTRACT Nell ambito del crescente interesse rivolto dagli studiosi al comportamento sismico degli edifici in muratura del costruito del XX secolo, vengono in questo articolo riportati i risultati sperimentali di prove eseguite su pannelli murari ricavati da murature portanti particolari, costituite principalmente con blocchi di laterizio forati fuori norma. Considerando inoltre che gli edifici in muratura realizzati in questo periodo si contraddistinguono spesso per l assenza di muri di controvento, grandi aperture poste in punti critici, altezze significative e spessori dei muri piccoli, il problema di una migliore conoscenza del comportamento meccanico di tali murature ed in particolare nei confronti di sollecitazioni di compressione e di taglio assume particolare importanza. Le murature sperimentate sono state realizzate nella maggior parte dei casi tra il 1920 ed il 1970 e costituiscono una parte non trascurabile del costruito in numerose zone d Italia. La presenza di forature di dimensioni significative conferisce ai pannelli murari un comportamento elasto-fragile che, in qualche modo, deve essere considerato in fase di verifica o adeguamento di questi edifici. L orditura dei blocchi spesso realizzata al fuori della buona regola costruttiva può determinare significativi decrementi della resistenza a taglio di queste murature. Infine la malta utilizzata in quel periodo, spesso cementizia, può influire negativamente in termini di eccessiva rigidezza dei pannelli murari. 1 INTRODUZIONE Gli eventi sismici che hanno colpito numerose zone in Italia ed in Europa in generale hanno evidenziato una diffusa vulnerabilità non soltanto delle murature cosiddette storiche, ma anche di una particolare tipologia di edifici in muratura realizzati a partire dalla prima metà del XX secolo fino ai nostri giorni. Si tratta principalmente di murature realizzate con laterizio forato e legate insieme da una malta cementizia con le quali sono stati costruiti, soprattutto nell immediato dopoguerra in Italia, interi quartieri residenziali e strutture industriali (capannoni, opifici, etc.). Nell ambito dello studio del comportamento a taglio delle murature, numerose indagini sperimentali sono state realizzate negli ultimi anni sulle murature cosiddette storiche, mentre poca attenzione è stata rivolta a questa tipologia di murature più moderne. Queste sperimentazioni hanno evidenziato la modesta capacità di resistenza delle murature nei confronti di sollecitazioni di tipo sismico che chiamano in causa la resistenza a trazione e a taglio delle murature. I mattoni forati (hollow bricks) sono stati introdotti tra la fine del settecento e l inizio dell ottocento in Francia ed in Inghilterra come conseguenza della rivoluzione industriale. La ragione principale per la messa a punto di una tale tecnologia va ricercata inizialmente nel tentativo di proteggere le costruzioni dalle infiltrazioni di acqua ed in quello di impedire la dispersione termica. La più antica descrizione di una muratura con blocchi forati o forse semplicemente con una intercapedine interna si deve a Thomas Dearn il quale nel 1821 pubblicò un volume dal titolo Hints on an improved method of building (Dearn, 1821). Tuttavia solo con la messa a punto di tecniche di estrusione della terracotta introdotte nel 1836 dal marchese di Tweeddale questa tecnologia cominciò a diffondersi in tutta Europa (Dutton, 1984). A seguito dell industrializzazione della produzione dei laterizi a partire dagli anni venti del secolo

2 scorso anche in Italia si è iniziato estensivamente ad utilizzare mattoni forati nella realizzazione di costruzioni in muratura portante. Risulta quindi di interesse conoscere alcuni parametri meccanici di queste murature. Tra questi, la resistenza caratteristica a taglio delle pareti in muratura soggette ad azioni orizzontali nel piano è un parametro fondamentale per la verifica sismica degli edifici. Tale grandezza, spesso indicata con i simboli t k o f vk0, che convenzionalmente rappresenta la resistenza a taglio di una muratura in assenza di azioni verticali di compressione, è infatti utilizzata in noti metodi semplificati di verifica sismica come il POR ed in molti procedimenti da esso derivati. Per le costruzioni esistenti, data la varietà delle tipologie murarie presenti e l oggettiva difficoltà di utilizzare approcci teorici, la resistenza a taglio deve essere determinata ricorrendo a sperimentazioni dirette in situ. Per quanto riguarda le murature storiche una vasta campagna sperimentale è stata realizzata da Chiostrini et al. (2000) su pannelli murari ricavati da edifici in Toscana a partire dagli anni Novanta del Novecento. Altre indagini tese alla valutazione del comportamento meccanico delle murature storiche sono state realizzate da Turnsek et al. (1980), Sheppard (1985), Chiostrini et al. (1994), Anzani et al. (1998) ed infine da Corradi et al. (2002, 2003) su pannelli ricavati da edifici colpiti dal terremoto dell Umbria-Marche del Per quanto riguarda invece le murature realizzate con blocchi di laterizio forato non esistono in bibliografia studi sistematici tesi alla valutazione delle proprietà meccaniche di queste murature. Ciò è dovuto anche all elevato numero di tipologie di blocchi forati esistenti realizzati con forme, materiali, dimensioni differenti che non consente una facile classificazione. Tuttavia è evidente che qualsiasi intervento di miglioramento sismico o consolidamento di edifici realizzati con murature portanti forate non può prescindere dalla conoscenza di alcuni parametri importanti, soprattutto per quegli edifici ricadenti in aree classificate sismiche. La verifica di sicurezza nei riguardi di condizioni di collasso può essere effettuata anche utilizzando metodi semplificati. In tale ambito le NTC 2008 e la relativa circolare esplicativa propongono l impiego dell analisi dell equilibrio limite, utilizzando il teorema cinematico, da eseguire facendo riferimento a modelli locali. Dal punto di vista strutturale, i capannoni industriali e gli opifici realizzati in muratura, sebbene diversificati per tipologia e tecniche costruttive, sono generalmente caratterizzati da grandi aule, con pareti alte in cui aperture ad estensione verticale individuano setti snelli, o in cui sono presenti ampie finestrature orizzontali. Nelle costruzioni più recenti la continuità delle pareti è frequentemente interrotta dalla presenza di cordoli in c.a.. Sono, inoltre, presenti grandi coperture a volta o con capriate in diversi materiali, mentre mancano impalcati intermedi. Per questi edifici, studi sia teorici che sperimentali, hanno confermato che in condizioni ultime la stabilità delle pareti murarie soggette ad azioni sismiche ortogonali al proprio piano dovrebbe essere valutata attraverso il confronto tra capacità e domanda di spostamento, piuttosto che mediante le tradizionali verifiche di resistenza (Doherty et al., 2002) (Guadagnolo et al., 2007). Il collasso frequentemente coinvolge specifiche parti della costruzione ed è dovuto alla perdita di equilibrio piuttosto che al superamento delle resistenze nei materiali. Tuttavia oltre a queste tipologie di costruzioni tipiche nelle aree industriali dismesse, esistono un gran numero di esempi di costruzioni in muratura (abitazioni private, scuole, edifici pubblici) in cui non è possibile applicare la metodologia di verifica sopra esposta. Per queste costruzioni la conoscenza dei parametri meccanici delle murature è di fondamentale importanza. 2 INDAGINE SPERIMENTALE Analogamente alle murature storiche, quelle moderne sono difficilmente classificabili in categorie ben definite stante la grande varietà di tipologie murarie presenti nel patrimonio culturale. L analisi del comportamento sotto l azione del sisma di tali murature è tuttora soggetta ad alcune incertezze dovute sia alle definizione delle proprietà meccaniche (resistenza a compressione e a taglio, moduli di elasticità, duttilità, etc.) sia alla determinazione dei modelli e delle procedure da utilizzare nelle analisi numeriche. Nelle sezioni che seguono verranno riportate le descrizioni degli edifici e delle murature oggetto delle indagini sperimentali. In alcuni casi è stata riscontrata la presenza dei cosiddetti occhialoni, diffusamente utilizzati anche per la realizzazione delle murature portanti fino agli anni settanta, che, a differenza dei moderni mattoni semipieni posti in opera con i fori ortogonali al piano di posa e con una percentuale di foratura variabile tra il 15 e il 45%, presentano i fori nella direzione orizzontale e percentuali di foratura molto più elevate.

3 2.1 Edificio di Gualdo Tadino Si tratta di un edificio realizzato intorno al 1960 con muratura, che può essere classificata come composta di elementi semi-pieni. La malta utilizzata, sia lungo i giunti verticali dove sono presenti 8 grossi fori sia lungo i giunti orizzontali, dove la superficie risulta liscia, è a base cementizia. Pur non trattandosi di una muratura storica, la notevole diffusione che tale tipologia di muratura ha avuto nelle zone dell alta Umbria, ha reso interessante realizzare una prova per la valutazione della resistenza a taglio (Fig. 1). La particolare tessitura muraria in cui i grossi fori nel laterizio sono disposti con asse orizzontale e la forma quasi quadrata (260 x 270 x 130 mm) dei blocchi non consentono di assimilare tale muratura a quelle realizzate con i moderni blocchi semi-pieni (Fig. 2). La percentuale di foratura del blocco di laterizio è pari al 41.8%. Figura 3: Il pannello ricavato presso l edificio di Gualdo Tadino. La prova di compressione diagonale è stata realizzata su una muratura interna portante dopo aver eliminato uno strato di intonaco cementizio facendo attenzione a non danneggiare la sottostante muratura (Fig. 3). 2.2 Edificio di Foligno Una seconda campagna di prove è stata realizzata presso il seicentesco palazzo Barnabò di Foligno. Un ala del palazzo è stata bombardata nel corso della seconda Guerra mondiale ed è stata ricostruita nel dopoguerra utilizzando dei mattoni forati del tipo riportato in figura 4. Si tratta del cosiddetto occhialone, che è stato ampliamente utilizzato in Italia fino all inizio degli anni settanta del secolo scorso. Figura 1: L edificio di Gualdo Tadino. Figura 4: Sezione verticale dell elemento in laterizio di Palazzo Barnabò in Foligno. Figura 2: Sezione verticale dell elemento in laterizio a Gualdo Tadino. L elemento in laterizio ha le dimensioni di 254 x 250 x 125 mm, mentre la sezione verticale è caratterizzata dalla presenza di due grossi fori del diametro di 92 mm e da una percentuale di foratura di circa il 45%. Il peso specifico del laterizio è pari a 2065 kg/m 3. Sono state inoltre realizzate tre prove per valutare la resistenza a compressione del laterizio in direzione ortogonale ai fori che hanno fornito il valore medio di 2.0 MPa. I fori dell elemento in laterizio sono

4 disposti in direzione orizzontale nel piano della muratura. La malta utilizzata per la muratura è a debole base cementizia. Non è stato possibile estrarre campioni indisturbati per la realizzazione di una caratterizzazione meccanica. L edificio è stato oggetto a seguito dell evento sismico dell Umbria del 1997 di una accurata indagine sperimentale per la valutazione delle proprietà meccaniche delle murature presenti. In questa sede verranno riportati i risultati soltanto di una prova di compressione diagonale realizzata sulla muratura di mattoni pieni del primo piano (Fig. 7). Risulta importante osservare che la tessitura muraria dei mattoni pieni delle murature in laterizio è costituita dalla presenza di soli diatoni (Fig. 8). Figura 5: Schema della prova con martinetti piatti doppi presso l edificio di Foligno. Figura 7: Schema della prova di compressione diagonale presso l edificio di Belfiore. Figura 6: Schema della prova di compressione diagonale presso l edificio di Foligno. Presso l edificio di Palazzo Barnabò sono state realizzate due prove di compressione tramite la tecnica dei martinetti piatti doppi (Fig. 5) ed una prova di compressione diagonale (Fig. 6) per la valutazione della resistenza a taglio della muratura. 2.3 Edificio di Belfiore L edificio di Belfiore, situato ai margini della città di Foligno, è stato costruito all inizio del XX secolo per essere adibito ad ospitare le scuole elementari. L edificio si sviluppa su tre livelli con pianta di forma rettangolare suddivisa centralmente dalla presenza delle scale. Gli orizzontamenti sono realizzati in laterocemento su muratura portante di pietrame (piano terra) e laterizio (piano primo). Figura 8: Particolare tessitura muraria dei mattoni pieni presso l edificio di Belfiore. 2.4 Edificio di Capodacqua L edificio sorge nella frazione di Capodacqua, in località Pontecentesimo del Comune di Foligno ed è adibito ad ospitare le scuole elementari della frazione. Risulta isolato e composto di due piani: uno seminterrato ed uno rialzato, caratterizzati da differenti tipologie costruttive. Il fabbricato è stato realizzato su progetto della Ripartizione

5 Tecnica del Comune di Foligno nel Dal progetto dell epoca, si evince la presenza di cordolature su tutte le murature portanti, a livello di piano ed in copertura. Il sisma del 1997 non ha provocato alcun danno visibile alla struttura. Nel 2003 l edificio è stato oggetto di interventi manutentivi che non hanno interessato le strutture murarie. L edificio ha pianta regolare, costituita da blocchi rettangolari, con un rientro in corrispondenza della zona di ingresso al piano rialzato e di dimensioni massime di 24.00x18.05 m. I mattoni impiegati sono di una tipologia oggi non più reperibile in commercio, con una bassa percentuale di foratura. La tipologia di laterizio è non comune, di colore giallo. Il mattone impiegato ha dimensioni non standard di 26 x 12.8 x 5 cm (Fig. 9). Per quanto riguarda la percentuale di armatura di questa tipologia di muratura, è stato calcolato il valore del 17%. Presso l edificio di Capodacqua è stata realizzata una prova di taglio (compressione diagonale) (Figg. 10 e 11). Figura 9: Blocco in laterizio presso l edificio di Capodacqua.. Figura 10: Prova di compressione diagonale presso l edificio di Capodacqua. Figura 11: Layout della prova di compressione diagonale. 3 DESCRIZIONE DELLE PROVE La prova di compressione diagonale, analogamente alla prova di taglio-compressione, ha il fine di determinare la resistenza e la rigidezza a taglio di pannelli in muratura. La prova, nella versione di laboratorio, è codificata dalle specifiche statunitensi ASTM E , ed è generalmente realizzata su pannelli quadrati di dimensioni 120x120 cm e di spessore mediamente variabile tra 20 e 60 cm. Nella versione in situ il pannello viene isolato dalla parete circostante mediante quattro tagli realizzati con filo diamantato o con sega circolare. La prova in situ si differenzia da quella di laboratorio per la parte inferiore di pannello che resta ammorsata alla muratura della parete per una lunghezza di circa 50 cm; analisi teoriche e numeriche hanno tuttavia indicato che tale ammorsatura, almeno in fase elastica, ha influenza trascurabile sui risultati. L attrezzatura di prova consiste in una serie di elementi in acciaio disposti ai due spigoli di una delle diagonali del pannello. In uno dei due spigoli è disposto un martinetto che agisce tra due elementi metallici di cui, quello interno è appoggiato allo spigolo del pannello e quello esterno è collegato, tramite barre in acciaio, all elemento metallico disposto sullo spigolo opposto al primo. Si realizza quindi un sistema chiuso in cui il martinetto sollecita il pannello lungo una diagonale. Il pannello è strumentato con quattro trasduttori induttivi (LVDT) disposti lungo le diagonali sui due lati, al fine di misurare le deformazioni sotto carico. Il valore della resistenza nominale a taglio, come definita dalle ASTM , uguale alla tensione principale σi è dato da:

6 P τ = σ I = (1) A 2 dove P è il carico di compressione diagonale e A l area della sezione del pannello. Con riferimento a questa interpretazione più diffusamente applicata si ha: P ult τ = (2) k A 2 Facendo riferimento ad una interpretazione corrente (peraltro non l unica possibile), si pone: diag diag Pult f vk0,nom = τk,nom, (3) A 2 diag dove f vk0, nom è la resistenza caratteristica a taglio in assenza di carichi verticali di un singolo pannello ottenuta da una prova di compressione diagonale, così come definita dalla normativa italiana e dall Eurocodice, che assume, di fatto, lo diag stesso significato di τ k,nom, anche se quest ultima è stata generalmente utilizzata in un diverso contesto. L analisi elastica lineare della stessa prova, assimilando la muratura ad un materiale omogeneo ed isotropo, fornisce la resistenza a trazione, data da: P ult σ I (4) 2A Le diagonali del pannello sono state strumentate con due trasduttori induttivi di spostamento (LVDT) posti su entrambe le facce del pannello. I canali di acquisizione sono risultati quindi sei (spostamenti dei quattro trasduttori, pressione al martinetto, tempo) con una frequenza di campionamento pari a 1 Hz. Figura 12: Modello per l interpretazione della prova di compressione diagonale: a) schema della prova, b) stato tensionale. L analisi dei risultati delle prove di compressione diagonale viene eseguita con riferimento al modello riportato in Fig. 12. La prova di compressione diagonale è stata introdotta per simulare uno stato di sollecitazione di taglio puro. In questa situazione, il cerchio di Mohr rappresentativo dello stato tensionale risulta centrato nell origine e il valore della tensione tangenziale τ. Riferendosi anche alla curva inviluppo dei cicli si sono ricavati G 1/3 (valore secante del modulo elastico tangenziale ad 1/3 del carico massimo) e G u (a collasso). τ τ γ u i G u = (5) G τ u τ 1/3 i 1/3 = (6) γ 1/3 Se indichiamo con L c la lunghezza iniziale della base di misura del trasduttore induttivo di una diagonale, con L c si intende la variazione di lunghezza della diagonale (assunte positive in caso di accorciamento), le dilatazioni diagonali medie a compressione e c ed a trazione e t e la dilatazione angolare γ sono quindi così definite: L c ε c = (7) Lc L t ε t = (8) Lt γ = ε c + ε t (9) 4 ANALISI DEI RISULTATI Sono state realizzate complessivamente quattro prove di taglio (compressione diagonale) e due prove di compressione attraverso la tecnica dei martinetti piatti doppi. 4.1 Prove di compressione Presso l edificio di Foligno (Palazzo Barnabò) sono state realizzate due prove di compressione con martinetti piatti sulla medesima muratura successivamente provata a taglio. I due martinetti sono stati inseriti nei ricorsi di malta tra quattro blocchi di laterizio. Per l esecuzione delle prove sono stati utilizzati martinetti piatti in acciaio di forma semicircolare delle dimensioni 350 x 260 x 4 mm, una pompa idraulica manuale dotata di trasduttore di pressione elettronico a membrana e un deformometro meccanico millesimale con base di misura di 300 mm. Le tensioni di compressione sono state determinate attraverso la relazione: σ = K K p (10) m a

7 dove p è la pressione dell olio all interno del circuito idraulico; K m è la costane di calibrazione del martinetto che tiene conto della rigidezza e del comportamento del martinetto stesso che nel caso in esame è pari a 0.80; K a è il coefficiente ottenuto come rapporto tra superficie del martinetto e superficie del taglio (assunto pari a 1.0). Le prove di compressione sono state realizzate su due muri in cui la tessitura muraria realizzata con i medesimi blocchi in laterizio risultava diversa. La prima prova è stata eseguita su un muro in cui i blocchi risultavano disposti con i fori nelle due direzioni orizzontali (Fig. 5), mentre nella successiva prova n. 2 i fori dei blocchi risultavano tutti paralleli al piano del muro (Fig. 13). Tensione [MPa] 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0000 0,0003 0,0006 0,0009 0,0012 0,0015 0,0018 0,0021 Dilatazione assiale ε Figura 15: Prova con martinetti piatti n.2: grafico tensionedeformazioni. 4.2 Prove di taglio Le caratteristiche geometriche dei pannelli sottoposti a prova di compressione diagonale sono riportate in Tabella 1. Tutti i pannelli hanno le dimensioni nominali di 120x120 cm, mentre lo spessore è variabile e dipende dallo spessore delle murature dalle quali sono stati estratti. Figura 13: Prova con martinetti piatti n.2: i fori dei blocchi in laterizio risultano tutti paralleli al piano del muro. I risultati delle prove hanno evidenziato una resistenza a compressione di 0.98 MPa e 0.78 MPa rispettivamente per la prova n. 1 e n. 2. Per quanto riguarda il modulo di elasticità normale (calcolato a circa 1/3 del carico massimo) sono stati misurati i valori rispettivamente di 1650 MPa e 2470 MPa (Figs. 14 e 15). Tensione [MPa] 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0,0000 0,0005 0,0010 0,0015 0,0020 0,0025 0,0030 0,0035 0,0040 Dilatazione assiale ε Figura 14: Prova con martinetti piatti n.1: grafico tensionedeformazioni. Tabella 1. Caratteristiche geometriche dei pannelli sottoposti a prova di compressione diagonale. Luogo della Indice Spessore Dimensioni prova (cm) (cm) Belfiore B-D-02-OR x121 Gualdo CD-07-G-ORI x123 Foligno CD-FG x121 Capodacqua CD-CA x117 Tabella 2. Risultati delle prove di compressione diagonale. Indice Resistenza taglio τ K (MPa) Modulo elastico G 1/3 (MPa) Dilatazione angolare γ 1/3 x10-3 B-D-02-OR CD-07-G-ORI CD-FG CD-CA I risultati delle prove diagonali hanno evidenziato che le murature cosiddette moderne presentano valori della resistenza a taglio generalmente maggiori rispetto alle murature storiche realizzate con mattoni pieni. Tuttavia tali incrementi possono risultare estremamente ridotti ed al limite nulli per particolari tessiture murarie o nel caso dell utilizzo di malte di calce o debolmente cementizie. È questo il caso della muratura dell edificio di Belfiore: la particolare tessitura muraria con tutti i mattoni disposti come diatoni e la presenza di una malta con una bassa percentuale di cemento ha determinato valori della resistenza e della rigidezza a taglio molto bassi rispettivamente di MPa e 131 MPa.

8 Figura 16: Risultati delle prove di compressione diagonale sui muri provati. È noto che una discriminante importante che differenzia le murature moderne da quelle storiche risiede, oltre che nelle diverse caratteristiche del laterizio, nel tipo di malta utilizzato, che nella maggior parte dei casi risulta a base cementizia, con conseguenze significative sui valori della rigidezza a taglio. È infatti nella malta che si concentra principalmente la deformazione a taglio e quindi il conseguente valore delle rigidezze. I risultati della presente sperimentazione hanno confermato tale situazione, evidenziando che le murature realizzate con malta cementizia risultano più rigide. Nel caso dell edificio di Gualdo, ad esempio, in cui la malta era a base cementizia, è stata misurata una rigidezza a taglio di ben MPa. Questo elevato valore, unitamente alla bassa resistenza a taglio della muratura, è dovuto alla natura significativamente cementizia della malta, che ha impedito la deformazione del pannello fin tanto che l aderenza malta-laterizio è risultata efficace. La presenza dei fori nel laterizio, soprattutto se di piccole dimensioni e disposti nella direzione dei carichi verticali, può invece intervenire per incrementare l ingranamento tra i blocchi determinando un sostanziale incremento della resistenza a taglio (Fig. 16). Presso la scuola elementare di Capodacqua, la particolare forma del laterizio con i fori, di piccole dimensioni, disposti nella direzione dei carichi verticali unitamente all uso di una malta a base cementizia ha determinato valori significativi della resistenza e della rigidezza a taglio pari rispettivamente a MPa e 1045 MPa. In alcune delle murature sperimentate (edifici di Gualdo e di Foligno) i fori si presentano in direzione orizzontale con i giunti verticali tra i blocchi non sempre riempiti di malta. Ciò ha determinato una sostanziale inefficacia dell azione di ingranamento della malta tra i blocchi, la cui superficie orizzontale risultava quindi liscia. La resistenza a taglio misurata è risultata sostanzialmente più bassa rispetto all edificio di Capodacqua (τ k =0.113 MPa per la muratura di Gualdo e di MPa per quella di Foligno). Le dimensioni dei fori e la percentuale di foratura degli elementi in laterizio influenzano notevolmente anche il comportamento duttile della muratura sottoposta a prova di taglio. Murature di mattoni pieni legate da malta di calce o debolmente cementizia si rompono principalmente lungo i ricorsi di malta (prova di Belfiore) e l ingranamento tra malta e mattone garantisce un comportamento duttile nel corso delle prove anche dopo la fessurazione del pannello murario. Le dilatazioni angolari risultano per le murature storiche molto rilevanti anche dopo il raggiungimento della tensione tangenziale massima. Infatti dopo il superamento della tensione massima di taglio, i pannelli in muratura presentano in alcuni casi una resistenza a taglio residua estremamente significativa fino al 90% della tensione massima. Un apprezzabile decremento di tale resistenza a taglio si ottiene soltanto dopo che le lesioni a taglio hanno comportato il completo distacco dei cigli delle lesioni diagonali. Nel caso delle murature moderne, le lesioni si manifestano non soltanto nei ricorsi di malta, ma anche nei blocchi di laterizio caratterizzati da un alta percentuale di foratura e da fori di dimensioni rilevanti, come nel caso della muratura del pannello di Foligno. Tali blocchi si fessurano facilmente determinando resistenze residue meno significative che tendono a diminuire notevolmente dopo il superamento della tensione massima di taglio. Il comportamento delle murature moderne risulta quindi meno duttile rispetto alle murature storiche. 5 CONCLUSIONI In questo lavoro sono stati riportati e studiati alcuni risultati di prove di taglio (compressione diagonale) e di compressione (martinetti piatti doppi) realizzate su murature moderne realizzate tra il 1920 ed il 1970 al fine di determinare le proprietà meccaniche di queste murature. Sulla base dei risultati delle indagini sperimentali condotte è possibile concludere: 1. in conseguenza del frequente utilizzo di malte a base cementizia, la rigidezza a taglio delle murature moderne è di

9 solito dalle 2 alle 10 volte maggiore di quella delle murature storiche in laterizio di mattoni pieni; 2. la resistenza a taglio delle murature in oggetto può assumere valori molto dispersi e in alcuni casi sono risultati anche uguali o minori rispetto a quelli delle murature storiche in mattoni pieni; 3. le modalità di rottura a taglio e a compressione di una muratura moderna possono coinvolgere gli elementi resistenti in laterizio e non soltanto i ricorsi di malta; 4. la presenza di elevate percentuali di foratura nel laterizio determina un sostanziale incremento della fragilità della muratura, in relazione con le maggiori dimensioni delle forature e della più elevata percentuale di vuoti. 6 BIBLIOGRAFIA Anzani, A., Baronio, G., Binda, L Multiple leaf stone masonry as a composite: the role of materials on its behavior and repair. Incomarech Raphael 97/E/412 PACT 55: ASTM D 3039 Standard test method for tensile properties of fiber-resin composites, approved Aug. 27,1976, approved ASTM E Standard Test Method for Diagonal Tension (Shear) in Masonry Assemblages, American Society for Testing Materials. Borri, A., Avorio, A., Corradi, M., (a cura di) Ricerche per la ricostruzione: Iniziative a carattere tecnico e scientifico a supporto della ricostruzione, Tipografia del Genio Civile, Roma. Borri, A., Corradi, M., Vignoli, A Il comportamento strutturale della muratura nelle zone terremo-tate dell Umbria: alcune sperimentazioni, in Ingegneria Sismica, anno XVII, n. 3, settem-bre-dicembre 2000, 23-33, Patron Editore, Bologna. Chiostrini, S., Galano, L., Vignoli, A., On the determination of strength of ancient masonry walls via experimental tests. Proceedings of the 12th World Conference on Earthquake Engineering, cd-rom, Auckland, New Zealand, Paper No Chiostrini, S., Vignoli, A In-situ determination of the strength properties of masonry walls by destructive shear and compression tests. Masonry International 7(3): Corradi M, Borri A, Vignoli A Strengthening techniques tested on masonry structures struck by the Umbrian-Marche earthquake of , Constr. & Build. Mat., Elsevier, 16, 4, Corradi, M., Borri, A., Vignoli, A Experimental study on the determination of strength of masonry walls, Construction and Building Materials, 17: D.M. LL. PP. 2 Luglio 1981 e Circolare LL. PP. 30 Luglio Normativa per le riparazioni ed il raf-forzamento degli edifici danneggiati dal sisma nelle regioni Basilicata, Campania e Puglia, G.U , n D.M. LL. PP. 20 Novembre 1987, Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento. Doherty, K., Griffith, M. C., Lam, N., Wilson, J. Displacement-based seismic analysis for out-of-plane bending of unreinforced masonry walls, Earthquake Engineering & Structural Dynamics, Vol. 31 Issue 4, Pages Dearn, T Hints on an improved method of building, Harding Ed. Dutton, H.I The patent system and inventive activity during the Industrial Revolution, , Manchester University Press ND. Guadagnolo, M., Giordano, A., Faella, G La verifica sismica delle pareti perimetrali di opifici in muratura, Conv. Naz. Anidis, Pisa. D.M. LL. PP 3 Giugno 1968, Norme sui requisiti di accettazione e modalità di prova dei cementi. Mastrodicasa, S Dissesti Statici Delle Strutture Edilizie, Hoepli, Milano. Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri 3 maggio 2005 Ulteriori modifiche ed integrazioni all'ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n del 20 marzo 2003, recante «Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica». (Ordinanza n. 3431). Sheppard, P.F In-situ test of the shear strength and deformability of an 18th century stone-and-brick masonry wall, in Proceedings, 7th International Brick/Block Masonry Conference, Melbourne, February, Vol. 1: Turnsek, V., Sheppard, P.F The shear and flexural resistance of masonry walls, Proceedings of the Research Conference on Earthquake Eng., Skopje. 7 RINGRAZIAMENTI La ricerca è stata condotta con il contributo del Progetto triennale ReLUIS ( ).