MECCANISMI DI COLLASSO PER EDIFICI IN MURATURA

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Università Politecnica delle Marche
DACS - Dipartimento di Architettura, Costruzioni e Strutture
MECCANISMI DI COLLASSO
PER EDIFICI IN MURATURA
ing. Sara Vallucci – ing. Francesco Monni
MURATURA: materiale da costruzione costituito da “blocchi” separati
(naturali o artificiali) e (non necessariamente) da un “legante”.
• Resistenza a trazione scarsa o nulla
• Tutto è portante
• Modelli isostatici
• Edificio “pesante”
Comportamento meccanico della muratura: (schema convenzionale)
a) Muratura “di buona qualità”
Comportamento monolitico
b) Muratura “di media qualità”
Comportamento intermedio
c) Muratura “di scarsa qualità”
a
Si disgrega caoticamente
b
c
Quando un muro è di buona qualità?
Quando è costruito secondo la “REGOLA DELL’ARTE”
REGOLA DELL’ARTE
Insieme di regole costruttive pratiche a carattere empirico
tramandate nel corso della storia. La R.D.A. stabilisce l’importanza
della tessitura dei blocchi per ottenere un muro di buona qualità.
La “regola dell’arte”: prescrizioni costruttive sulla muratura
Presenza di DIATONI cioè di pietre passanti
da parte a parte della parete.
Filari orizzontali
Giunti verticali sfalsati
Pietre squadrate e con dimensioni adeguate
Malta di buone caratteristiche
Resistenza propria dei blocchi
EDIFICI IN MURATURA ED AZIONI SISMICHE
TERREMOTO
Accelerazione al piede della struttura
Tramite la struttura l’accelerazione si trasmette dal terreno ai vari piani
posti più in alto. L’accelerazione così trasmessa mette in moto le masse
dei vari piani, producendo delle FORZE (F = m a).
Queste sono le forze sismiche
L’azione sismica è modellabile tramite una forza orizzontale (F)
agente staticamente sulla struttura.
Per ogni sito geografico si può definire un “terremoto atteso” cioè
un’accelerazione sismica che ci si deve attendere al suolo.
F=ma
COMPORTAMENTO MONOLITICO: possiamo suddividere la muratura
in porzioni che non si disgregano a loro volta dette MACROELEMENTI.
MACROELEMENTO: elemento o parte architettonica caratterizzata da
una risposta sismica autonoma dal resto della fabbrica.
Il loro moto durante l’azione sismica definisce il cinematismo di collasso.
Muratura sufficientemente monolitica
+
Terremoto sufficientemente forte
=
Meccanismo di collasso dell’edificio
Quando si attiva il meccanismo di collasso?
Determinare per quale valore dell’azione sismica
si ha l’attivazione del meccanismo di collasso.
Supponiamo di applicare un’azione orizzontale alle masse dell’elemento
murario. Supponiamo che tale azione orizzontale sia via via crescente.
Essa è rappresentata da un “moltiplicatore dei carichi” α.
Per determinare il coefficiente α di collasso si può applicare il P.L.V. o le
equazioni di equilibrio:
1. l’incognita è il coefficiente α: un moltiplicatore dei carichi;
2. il meccanismo consiste in una catena cinematica che deve essere
congruente con i vincoli imposti alle pareti;
3. tra più meccanismi cinematicamente ammissibili si innesca quello che
richiede minore energia (quello con il coefficiente α più basso).
Valutazione dei possibili meccanismi di collasso
Meccanismi fuori piano
(I modo)
Meccanismi nel piano
(II modo)
 Ribaltamento semplice
 Ribaltamento composto
 Flessione verticale
 Flessione orizzontale
Meccanismi di rottura a taglio con
formazione di lesioni diagonali sulle
pareti
Meccanismi fuori piano della parete
(I modo)
Ribaltamento semplice
Ribaltamento globale parete pluripiano
 Elevata snellezza paramento
murario;
 Inefficace collegamento strutture
orizzontali;
 Mancanza di presidi in sommità;
 Mancanza di ammorsamento con
le pareti di spina.
Ribaltamento globale parete
Ribaltamento globale parete
Ribaltamento parziale parete pluripiano
Elevata snellezza paramento murario
Discontinuità costruttiva
Buon collegamento strutture orizzontali
Mancanza di presidi in sommità
Mancanza di ammorsamento con le pareti di spina
Palazzo Ardinghelli (AQ)
Ribaltamento composto
 Elevata snellezza paramento
murario
 Inefficace collegamento
strutture orizzontali
 Mancanza di presidi in
sommità
 Buon ammorsamento alle
pareti di spina
La geometria del cuneo è
funzione di:
 dimensione e posizione delle
aperture;
 qualità della muratura.
Umbria - Marche 1997
Sellano 1997
Flessione verticale
Flessione verticale globale parete pluripiano
Isola di Nocera Umbra 1997
 Presenza di vincolo efficace in sommità
 Assenza di collegamento con le strutture orizzontali di interpiano (martellamento)
 Discontinuità costruttiva (materiali e/o sezioni murarie)
Flessione verticale
Flessione verticale globale parete pluripiano
Isola di Nocera Umbra 1997
Flessione verticale
Flessione verticale parziale parete pluripiano
Sellano 1997
Flessione orizzontale
 Assenza di vincolo efficace in sommità
 Presenza di presidi/buon collegamento con le pareti di spina
 Elevata luce tra le pareti di spina
Bozzano
Umbria – Marche 1997
Sfondamento della parete del timpano
 Martellamento trave di colmo
Umbria – Marche 1997
(danneggiamento edificio consolidato)
Sellano
 Cordolo rigido in sommità (inefficace connessione tra cordolo e muratura)
 Buon ammorsamento alle parete di spina
Meccanismi nel piano della parete
(II modo)
Lesioni a taglio
Per discontinuità altimetrica
Sellano 1997
 Martellamento che produce lesioni con andamento inclinato
Lesioni a taglio
Deformazione angolare
Palazzo Farinosi (AQ) 2009
 Lesioni presenti nei pannelli murari fra le aperture di uno stesso piano o tra un piano e l’altro
Esempi di danneggiamenti
tipici per edifici in muratura
Espulsione del paramento murario esterno di una muratura a sacco
Meccanismo di collasso tipico di murature povere
Abruzzo 2009
Cedimento fondale
Il sisma produce un incremento di tensione che le murature scaricano sul terreno.
Ciò può causare cedimenti dello stesso terreno
Meccanismo di collasso dell’angolata
Presenza del cordolo in copertura e assenza del collegamento tra il solaio intermedio e le
pareti. La muratura non appare di buona qualità (disgregazione della parete)
Bazzano (AQ) 2009
Crollo di una parete che si trascina solaio e copertura
La qualità muraria povera ha vanificato completamente l’efficacia del tirante che è
rimasto in posizione senza la muratura intorno. La muratura si è disgregata
Paganica 2009
Ribaltamento facciata di una chiesa
Paganica 2009
Interazione tra edifici adiacenti
Martellamento delle travi di copertura dell’edificio adiacente
San Gregorio (AQ) 2009
Disgregazione muratura
Presenza di cantonale in blocchi squadrati
L’Aquila centro storico 2009
Disgregazione muratura
Ammorsamenti inefficaci, muratura incoerente
L’Aquila centro storico 2009
Fuoripiombo
Meccanismo di flessione verticale
Onna 2009
Prima
Dopo
Prima
Onna 2009
Dopo
Onna 2009
Prima
Onna 2009
Dopo
Onna 2009
Sellano
Prima
Dopo
Prima
Dopo
Abruzzo 2009
Abruzzo 2009
Abruzzo 2009
Buon funzionamento dei presidi
Abruzzo 2009
Abruzzo 2009
Abruzzo 2009
Buon comportamento della muratura
Abruzzo 2009
Buon comportamento della muratura
Abruzzo 2009
Le immagini utilizzate in questa presentazione sono state tratte da:
- “Repertorio dei meccanismi di danno, delle tecniche di intervento e dei relativi costi negli edifici in muratura”,
2007, AA.VV, Decreto del Commissario Delegato per gli interventi di pretezione civile n. 28 del 10 aprile
2002;
- “Il percorso della conoscenza”, 2008, Dispense del prof. Paolo Faccio, Università IUAV di Venezia,
Diapartimento di Costruzioni dell’Architettura;
- “Costruzioni in muratura e meccanismi di collasso”, Dispensa fornita nell’ambito del corso di teoria delle
strutture, ing. Alessandro De Maria, Università degli Studi di Perugia;
- “Codice di pratica (linee guida) per la progettazione degli interventi di riparazione, miglioramento sismico e
restauro dei beni architettonici danneggiati dal terremoto umbro-marchigiano del 1997”, Doglioni F., BUR
Marche edizione straordinaria n.15 del 29/09/2000.
- “Letture sulla Meccanica delle Murature Storiche”, 1991, Antonino Giuffrè, Edizioni Kappa;
- “Preliminary Report on Damages Suffered by Masonry Buildings in Consequence of the L’Aquila Earthquake
of 6th APRIL 2009”, www.reluis.it
Questa presentazione è stata redatta esclusivamente ad uso didattico

MECCANISMI DI COLLASSO PER EDIFICI IN MURATURA

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