Gli edifici esistenti in muratura e le fasce di piano Come le fasce di piano possono influenzare il comportamento delle pareti di edifici in muratura in presenza di azioni orizzontali nel piano della parete La funzione principale delle fasce di piano, ovvero le porzioni di muratura orizzontale al di sopra dei vani, è quella di fornire accoppiamento tra i maschi murari in termini di resistenza e deformabilità. Le fasce di piano sono sollecitate principalmente a flessione e taglio e, per assorbire tali sollecitazioni, devono saper offrire un adeguata resistenza per entrambe le tipologie di sollecitazione. Per comprenderne il comportamento si consideri la figura di seguito in cui si mostra un pannello soggetto a sollecitazione sismica orizzontale.
Risposta delle fasce murarie a sollecitazioni sismiche Resistenza a taglio nelle fasce di piano La resistenza a taglio per scorrimento delle fasce di piano è funzione della compressione verticale, perpendicolare ai letti di malta; tale forza è, però, generalmente trascurabile, essendo le fasce di piano localizzate al di sopra e al di sotto delle aperture e la resistenza a taglio è affidata esclusivamente alla coesione della malta e all ingranamento degli elementi costituenti la muratura (pietre o mattoni). Resistenza a flessione nelle fasce di piano La resistenza a flessione contrasta il meccanismo di ribaltamento dei ritti murali, influenzandone positivamente la resistenza a pressoflessione. Nel caso in cui le fasce non abbiano sufficiente resistenza flessionale, vien meno la loro capacità di accoppiamento e i maschi murari, comportandosi come semplici mensole, tendono a collassare per ribaltamento nel piano. La resistenza a flessione delle fasce è funzione dello sforzo di compressione orizzontale ed è tanto maggiore quanto più l elemento è compresso, favorendo il funzionamento a puntone inclinato mostrato di seguito.
Risposta delle fasce murarie a sollecitazioni sismiche in presenza di elementi tensoresistenti Come per la forza di compressione verticale, anche la forza di compressione orizzontale è esigua e diventa fondamentale la presenza di elementi resistenti a trazione che, opponendosi all inflessione e all allungamento delle fasce, inducono il formarsi dell azione di compressione. Sono elementi tensoresistenti, cordoli in cemento armato o catene. Essi agiscono favorevolmente su tre fronti: accoppiano i setti verticali contrastandone il ribaltamento; incrementano lo sforzo di compressione delle fasce di piano fino ad attivare il meccanismo di puntone compresso responsabile dell incremento di resistenza flessionale della fascia stessa; fungono da elemento tensoresistente supplendo alla scarsa resistenza a trazione delle murature. Modellazione di fasce sismo-resistenti Le Norme Tecniche per le Costruzioni prevedono che nel modello di calcolo si possa considerare la presenza delle fasce di piano, definite travi di accoppiamento, solo se esse sono sorrette da elementi in grado di resistere a trazione quali travi in cemento armato o piattabande in acciaio.
Schema di modellazione delle fasce di piano (fonte immagine: Marco Boscolo Bielo, Interventi su edifici esistenti, Legislazione Tecnica Editrice, pag. 163, Figura 5.28) Le fasce di piano possono essere rappresentate secondo 2 diversi schemi di calcolo: 1. muratura orizzontale compresa tra due aperture sovrastanti: lo schema che si presenta è del tipo architrave in cemento armato fascia di piano cordolo in cemento armato. Tale modello richiama quello di una trave in c.a. con doppia armatura dove il cordolo di piano si comporta come il corrente compresso, l architrave come corrente teso e nella muratura si formano i puntoni compressi atti a trasferire le sollecitazioni; 2. muratura orizzontale al di sotto dei vani: lo schema che si presenta è del tipo cordolo in cemento armato fascia di piano. Tale modello richiama quello di una trave in c.a. con semplice armatura, dove il cordolo di piano si comporta come il corrente teso mentre nella muratura si formano gli archi in compressione. Appare evidente che, in assenza di elementi tenso-resistenti,
non si formano i meccanismi descritti e le fasce murarie, incapaci di resistere a taglio, tendono a danneggiarsi formando le note croci di piano; in tali condizioni, le fasce non possono essere inserite nel modello di calcolo e i ritti verticali risultano disaccoppiati tra loro. A conclusione di tali considerazioni, le configurazioni di fascia possono ricondursi a seguenti tipi: fasce deboli: sono prive di qualsiasi elemento capace di resistere a trazione e non sono sufficientemente compresse per offrire capacità di resistenza. I maschi murari si comportano come una serie di mensole isolate e le fasce, che assorbono i soli carichi verticali, sono ininfluenti in termini di resistenza alle sollecitazioni orizzontali e vengono modellate mediante bielle; fasce a puntone : si tratta di fasce che, pur in assenza di cordoli in cemento armato, svolgono la funzione di accoppiamento dei setti verticali per la presenza di un elemento tensoresistente quale catena o tirante. La formazione del puntone compresso consente di trasferire le sollecitazioni orizzontali tra i maschi murari conferendo alla fascia muraria capacità di accoppiamento; fasce a trave : sono presenti cordoli in cemento armato a livello di impalcato e piattabande tensoresistenti in grado di attivare la resistenza flessionale delle fasce tipica di una trave armata. LEGGI ANCHE: Strutture esistenti in muratura: le indagini conoscitive L autore Graziella Campagna Ingegnere per l Ambiente ed il Territorio, con specializzazione in Geotecnica e Difesa del Territorio, svolge la propria attività professionale presso la software house
Logical Soft collaborando nello sviluppo di programmi di calcolo strutturali dedicati all analisi di edifici in muratura e alla verifica geotecnica delle fondazioni. Si occupa di assistenza tecnica ai professionisti, cura la stesura di manuali e tutorial e svolge attività di docenza nei corsi di aggiornamento del settore. Riferimenti Editoriali Strutture esistenti in muratura La vulnerabilità degli edifici in muratura in Italia dipende dal fatto che il patrimonio edilizio (sia edifici storici, sia anche edifici più recenti) è spesso inadeguato a soddisfare i più recenti criteri di progettazione antisismica. Gran parte del territorio italiano infatti è classificato a rischio sismico. Come operare una corretta analisi e valutazione della sicurezza delle costruzioni esistenti, specialmente di quelle in muratura portante? Come stimare la vulnerabilità degli edifici e studiare gli interventi di ripristino più opportuni? Il volume è uno strumento pratico-operativo per il progettista che deve intervenire su edifici in muratura, analizzandone le caratteristiche strutturali e valutando il comportamento atteso della struttura in caso di sisma.
Partendo dalla classificazione per tipologia e per tecniche costruttive degli edifici esistenti in muratura, l Autore fornisce indicazioni utili per operare l indagine della struttura, individuare il metodo di calcolo più adeguato e verificare i meccanismi di collasso dell edificio. Autore: Graziella Campagna Editore: Wolters Kluwer Italia Anno: 2015 Vai all approfondimento tematico Copyright - Riproduzione riservata