Quadro Normativo

OPCM 3274 – 20.03.2003

OPCM 3316 – 02.10.2003

OPCM 3431 – 03.05.2005

Norme Tecniche per leCostruzioni

D.I. pubblicato sulla G.U. n. 222

del 23.09.2005

Eurocodice 6Progettazione delle

Strutture in muratura

Eurocodice 8Indicazioni progettuali per

la resistenza sismicadelle strutture

Per la progettazione in zona sismica le Norme tecniche recitano :Il Committente ed il Progettista di concerto, nel rispetto dei livelli disicurezza stabiliti nella presente norma, possono far riferimento a

specifiche indicazioni contenute in codici internazionali , nella letteratura tecnica consolidata, negli allegati 2 e 3 alla OPCM del 20 marzo 2003

n. 3274 e successive modifiche ed integrazioni.

Per le Costruzioni in muratura in particolare, le variazioni introdottenelle Norme Tecniche sono essenzialmente quantitative rispetto alla

Ordinanza 3431, mentre le metodologie di analisi e verifiche introdotte da tale Ordinanza ed alla base di questo volume, restano pienamente

valide.Per tali motivi si è deciso di riportare in una Appendice le diversità

introdotte dalle Norme tecniche anche complete di una esemplificazione numerica.

L’ Ordinanza 3274 del 20.03.2003 nasce sull’ onda emotiva generata dai tragici eventi dovuti al sisma del Molise del 31.10.2002 e si inserisce a

colmare un ritardo nel periodico aggiornamento normativo, in particolare in quello sismico.

Tale Ordinanza tuttavia risente della grande celerità con cui è stata concepita e realizzata, per cui successivamente, con la Ordinanza 3316 ed in via definitiva con la Ordinanza 3431, si sono meglio tarate e messe

a punto numerose prescrizioni conseguenti all’ avvenuto progresso scientifico, alla necessità di aderire maggiormente agli Eurocodici e forse

anche a rispondere alle istanze del mondo professionale.In definitiva l’ Ordinanza 3431 è pienamente in linea con la più aggiornataRicerca scientifica consolidata, circostanza che forse per la prima volta si

verifica in pieno in una Normativa.Questa richiamata circostanza, se da un lato qualifica positivamente il

testo normativo, dall’ altro rappresenta una vera “ svolta “ nella vita professionale dei Progettisti strutturali.

Da qui la necessità per i progettisti di un aggiornamento “ culturale “ rispetto a consolidate procedure di analisi che pur hanno presentato nel

tempo una loro evoluzione.Oggi sono necessarie al progettista solide basi di conoscenza anche di

dinamica, di ingegneria sismica e di analisi non lineare.Questa necessità è confermata, per i professionisti, dai numerosi corsi di aggiornamento promossi dagli Ordini degli Ingegneri e, per le generazioni

in formazione, dalla continua evoluzione dei Corsi Universitari.

Sollecitati dall’ Editore, abbiamo deciso quindi, con questo volume, di fornire un contributo all’ evoluzione culturale in atto. Si è scelto l’ ambito della costruzione muraria,caratterizzata nel tempo dal passaggio da un

dimensionamento per analogia, ad una progettazione basata sull’ analisi strutturale e sulle verifiche alle “ tensioni “ in un primo tempo ed agli “ stati

limite “ oggi.Di pari importanza è la considerazione che, nel settore dell’ “esistente “, leCostruzioni in muratura rappresentano una cospicua parte del patrimonio

edilizio, in particolare storico.

Obiettivo di questo volume è quindi di costituire un percorso il più possibile completo, che parte dai modelli semplici della Dinamica

strutturale e dalle nozioni di base dell’ Ingegneria sismica,si sviluppa attraverso i metodi di analisi lineari e non, sino a pervenire alle verifiche di

sicurezza agli Stati limite ultimo e di danno.Questo percorso è stato seguito sia per gli edifici di nuova costruzione

che per gli esistenti ed è sempre accompagnato da una esemplificazione numerica di dettaglio.

Edifici in muraturaIn zona sismica

Parte Prima

Edifici di nuova costruzione in muratura

ordinaria o armata

Parte Seconda

Edifici esistenti

Parte Prima

Edifici di nuova costruzione in muratura ordinaria o armata

La Parte Prima è articolata come segue :

• Introduzione sui materiali e relative prescrizioni per la zona sismica• Criteri generali di Progettazione• Cenni di Dinamica• Introduzione all’ Ingegneria Sismica• Valutazione dell’ Azione sismica• Metodi di analisi• Verifiche di sicurezza per la muratura sia ordinaria che armata• Applicazioni

Oscillatoresemplice

Oscillazionilibere smorzate

Spettro normalizzato

Paretemodellata

come telaiocon

elementirigidi

Analisistatica

nonlineare

Analisi dinamica modale :1°modo 2° modo 3° modo

Azione sismica ortogonale al pianodella parete, modellata agli

elementi finiti

Modello per la verifica a tagliodi una parete in muratura armata

Edificio non regolare in altezza studiato con l’ analisi dinamica modale

Parte Seconda

Edifici esistenti

La Parte Seconda, che utilizza con le dovute “ accortezze “ metodologiedefinite nella Prima Parte, si sviluppa sui seguenti temi :

• “Conoscenza“ dell’ organismo costruttivo• Tecniche d’ intervento• Modellazione ed analisi strutturale sotto sisma

Il tema relativo alla “conoscenza dell’ organismo costruttivo comprende:

• La descrizione tipologica dell’ organismo costruttivo• Una sintetica Storia delle Tecniche Costruttive nel loro sviluppo temporale • L’ analisi di consistenza e di conservazione nello stato di fatto• Una metodologia di prima approssimazione per l’ analisi dello stato di sollecitazione in opera.

Segue una rassegna critica delle tecniche d’ intervento, corredata da esemplificazioni esecutive.La definizione dello stato di sollecitazione, prima e dopo l’ intervento, rientra nell’ ambito dei problemi di modellazione ed analisi.In particolare in tale ambito viene introdotta l’ analisi cinematica perMeccanismi “locali”. Conclude l’ esposizione la definizione del Progetto di consolidamento, accompagnata dalla descrizione di un intervento realizzato per un Edificio storico.

Pareti crollate:meccanismo di

1° modo

Abaco di possibili danni nelle chiesePossibili

tipologie

di volte

a botte

Attrezzatura di Prova con martinetti piatti

Consolidamenti in fondazioneIrrigidimento di un

solaio in legno

Meccanismo di I° modo :cinematismo per rottura interna

di parete incatenata

Volte a crociera nervate nelPalazzo del Podestà a Gubbio

Parete in muratura armata :

verifica a pressoflessione

Appendice

Le Norme Tecniche per le Costruzioni contengono alcune novitàrispetto a quanto prescritto per gli edifici in muratura in zona sismica dalla 3431 e sono, in alcuni punti, più restrittive rispetto a tale ultima

normativa.Le più importanti novità e diversità sinteticamente riguardano :

• Malte ed elementi per muratura portante• Altezze massime consentite in zona sismica• Combinazione dell’ azione sismica con le altre azioni• Variazione dei coefficienti parziali di sicurezza nelle verifiche, per la muratura ordinaria e per la muratura armata• Edifici esistenti

Parte Prima

Edifici di nuovacostruzione

1.Generalità 2. Materiali 3. Caratteristichemeccaniche delle

murature

6. Regole specifiche per gli edifici con

struttura in muratura

7. Regole specifiche per gli edifici con

struttura in muratura ordinaria

4.Prescrizioni in zona sismica per materiali,murature,orizzontamenti e

coperture

5.Criteri generali di

progettazione

8. Regole specifiche per gli edifici con

struttura in muratura armata

Parte Prima

Edifici di nuovacostruzione

9.Strutture soggette

a sisma10. Azione sismica 11. Metodi di analisi

12. Verifiche di sicurezza per gli

edifici in muratura ordinaria

13. Verifiche di sicurezza per gli

edifici in muratura armata

14. Applicazioni

Parte Seconda

Edifici esistenti

15. L’ edilizia esistente.

Quadro generale16. Problematiche

del rilievo 17. La verifica della

sicurezza

18. Modellazione ed analisi

19. Il progetto di consolidamento

20. Cerchiature e contenimento dei

pilastri :

analisi del beneficio

• Terreni di fondazione

• Valutazione dell’ azione sismicaZone sismiche,descrizione dell’ azione sismica – spettro elastico, fattori di struttura, spettri di progetto

• Combinazione dell’ azione sismica con le altre azioni

• Combinazione delle componenti dell’ azione sismica

• Fattori d’ importanza • Valutazione degli spostamenti

Parte Prima

10. Azione sismica

Spettro normalizzato

Spettro di progetto

Fattori di importanza

• Modellazione della struttura

• Analisi statica lineare

• Analisi statica non lineareGeneralità, analisi pushover, problemi di modellazione

• Analisi dinamica modaleGeneralità, modello a n gradi di libertà, analisi sismica modale perEdifici con struttura in muratura

• Analisi dinamica non lineare • Azione sismica ortogonale al piano delle pareti

Parte Prima

11. Metodi di analisi

Analisi statica non lineare :progressivo degrado degli elementi costituenti la parete;

effetti dovuti al taglio per scorrimento

campo elasticocampo plastico

Analisi dinamica modale di un edificio non regolare in pianta ed in altezza :i modi di vibrare 3 e 4 innescano moti torsionali nell’ edificio stesso

• Introduzione

• Ricadute normative e nuova classificazione sismica

• Evoluzione normativa: il 900

• L’ edilizia storica e l’ edilizia recenteLe pareti e i pilastri in muratura, strutture murarie di piano, solai in legno, solai in ferro, solai in calcestruzzo armato, coperture a tetto,scale

• Cenni di storia delle tecniche costruttive

Parte Seconda

15. L’ edilizia esistente. Quadro generale

Volte a crociera nervate a livellodi sommità ( intradosso delle voltedi sottotetto ).Palazzo Pretorio in Gubbio

Volte a crociera nervate al terzo livello

Rinforzo di solaio in legnocon sottocavalletti lignei,

rilevato nelBorgo Tragliata ( Roma )

Innesto saetta – puntonerilevato in una copertura

lignea a Gubbio.

Copertura lignea a tetto a due falde.Chiesa di S. Biagio a Corchiano (Vt)

ParticolareVista dal basso

Parte Seconda

17. La verifica di sicurezza

• Introduzione

• Adeguamento e miglioramento antisismico

• Le tecniche di intervento Organizzazione tipologica, materiali impiegati, interventi in fondazione, interventi su pareti murarie in elevazione, interventi su pilastri murari, interventi sugli elementi di orizzontamento,interventi sulle coperture

• Aspetti di modellazione strutturale

Cerchiature in ferro forgiato peri pilastri del Duomo di Orvieto

Cerchiature metalliche per i pilastri del loggiato del

Complesso del Buon Pastorea Viterbo

Nuova copertura in acciaio e legnonel Palazzo Pretorio in Gubbio

Parte Seconda

18. Modellazione ed analisi

• Analisi cinematica lineare e non lineare

• Meccanismi di I° modo. Analisi cinematica lineare

• Meccanismi di II° modo

• Considerazioni conclusive sull’ analisi cinematica

• Valutazione della sicurezza per edifici in muratura esistentiAnalisi e verifiche

Meccanismo di I° modo :

ribaltamento di parete con due piani

Cinematismo di base peri meccanismi di II° modo

Meccanismo di II° modo :parete con aperture