Per facilitarne la consultazione, il testo della presente circolare
e' stato articolato in paragrafi aventi lo stesso ordine e lo stesso
numero di riferimento del testo delle norme.
B. CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE
B.1.- Disposizioni preliminari
Preliminare a qualsiasi decisione sul tipo di analisi da adottare
(statica o dinamica) o a qualsiasi altra decisione riguardante la
modellazione della struttura, e' l'individuazione degli elementi non
strutturali che, per rigidezza e resistenza, sono in grado di
collaborare con la struttura nel sopportare le azioni sismiche o
comunque possono indurre nella struttura comportamenti indesiderati.
Comportamenti di tal genere possono, ad esempio, essere indotti in
una struttura intelaiata, in cemento armato o metallica, dalla
presenza di pannelli di muratura, o di altro materiale non
strutturale, inseriti tra le maglie dei telai a formare telai
tamponati distribuiti in modo non simmetrico in pianta e/o in
elevazione, quando tale presenza alteri in misura significativa la
rigidezza della nuda ossatura. In tal caso il progettista valutera'
l'opportunita' di analizzare l'edificio nel suo insieme utilizzando
due modelli strutturali, con e senza pannelli, dimensionando poi gli
elementi strutturali per la piu' severa delle due condizioni. Un
possibile modello di calcolo per tener conto della presenza di
pannelli in un telaio e' riportato nell'Allegato 2.
Per l'impostazione e la redazione della relazione di calcolo della
struttura puo' farsi utile riferimento alle Istruzioni C.N.R. -
10024/86 "Analisi di strutture mediante elaboratore: Impostazione e
redazione delle relazioni di calcolo".
Quanto poi ai risultati forniti dall'analisi, statica o dinamica
che sia, occorre tenere a mente che le sollecitazioni provocate
dall'azione sismica vengono valutate, seguendo i criteri contenuti
nella sezione B, delle norme, inevitabilmente in modo largamente
convenzionale. La convenzionalita' dell'analisi e' principalmente
riconducibile all'entita' attribuita dalla normativa alle azioni
sismiche ed alla contemporanea ipotesi di comportamento elastico
lineare della struttura; in realta' le azioni sismiche effettive
possono avere entita' maggiore di quella imposta dalla normativa e di
conseguenza viene a cadere l'ipotesi di comportamento elastico
lineare della struttura. La valutazione delle sollecitazioni
conseguita in accordo con la normativa e' dunque "convenzionale";
peraltro considerazioni teoriche ed evidenze sperimentali dimostrano
che la convenzione adottata e' idonea a conseguire il desiderato
livello di sicurezza, purche' la struttura possegga un sufficiente
grado di duttilita'.
In alternativa, possono eseguirsi analisi piu' approfondite
fondate su una opportuna e motivata scelta di un "terremoto di
progetto", ma tali analisi debbono adottare procedimenti di calcolo
basati su ipotesi e su risultati sperimentali chiaramente comprovati,
ed utilizzare modelli e codici di calcolo non lineari, piu' aderenti
all'effettivo comportamento della struttura.
Come gia' accennato, dal carattere "convenzionale" dei
procedimenti di progetto-verifica suggeriti dalla normativa consegue
direttamente l'importanza attribuita, nell'assicurare l'effettivo
conseguimento dei risultati desiderati specie nei confronti del
collasso, ad un comportamento duttile della struttura. A tal fine,
dovendo accettare che la struttura esca dal campo elastico subendo
fenomeni di plasticizzazione e/o di danneggiamento, come requisito
minimo da assicurare, vengono piu' avanti indicati alcuni
accorgimenti costruttivi atti a conseguire una certa duttilita' lo-
cale e globale.
Peraltro, da qualche tempo, sono state individuate tecniche
costruttive finalizzate a ridurre l'entita' della entrata in campo
non lineare delle strutture antisismiche; tali tecniche vengono
generalmente indicate con il termine di "tecniche di protezione
passiva". Esse sostanzialmente consistono, nello sconnettere
l'edificio dalle sue fondazioni interponendo tra la struttura e le
fondazioni stesse dei particolari apparecchi d'appoggio, detti
"isolatori", dotati di elevata rigidezza per carichi verticali e
limitata rigidezza per carichi orizzontali, ovvero nel collegare alla
struttura dei "dissipatori", ossia apparecchi capaci, all'atto del
sisma, di assorbire grandi quantita' di energia, o infine
nell'adottare contemporaneamente ambedue gli accorgimenti detti.
Con l'inserimento degli "isolatori" si consegue un sostanziale
disaccoppiamento tra moto dell'edificio e moto del terreno, cosi' da
ridurre drasticamente l'energia cinetica che il sisma fornisce
all'edificio stesso, e quindi anche l'entita' delle deformazioni e
delle sollecitazioni della struttura.
Con l'inserimento dei "dissipatori" resta immutata l'energia
cinetica fornita dal sisma al complesso "edificio piu' dissipatori",
ma la maggior parte di essa viene assorbita dai "dissipatori" stessi,
con conseguente significativa riduzione delle sollecitazioni e degli
spostamenti richiesti alla struttura e, dunque, dell'escursione in
campo plastico.
Sia l'utilizzazione degli "isolatori" che quella dei "dissipatori"
hanno origini relativamente recenti e, fino a quando non sara'
emanata una specifica normativa d'uso, l'adozione dei dispositivi
richiede, affinche' siano effettivamente conseguiti i comportamenti
desiderati e prima brevemente descritti, che il complesso struttura-
dispositivi venga progettato ed eseguito nel rispetto di alcune
regole peculiari legate sia alla tipologia strutturale adottata che
alle caratteristiche proprie degli apparecchi utilizzati. Cio' rende
necessaria la preventiva approvazione del progetto, riguardante il
sistema edificio-dispositivi, da parte del Consiglio superiore dei
lavori pubblici.
B.4.- Analisi statica
E' consentito valutare il comportamento sismico di una costruzione
attraverso un'analisi statica quando questa presenti una
significativa tendenza a rispondere all'azione sismica con una forma
di oscillazione unica, a sviluppo semplice lungo l'altezza, e
contenuta nel piano di eccitazione.
Queste caratteristiche della risposta da un lato forniscono
ragionevole assicurazione che l'intervento della fase inelastica non
produca brusche variazioni di comportamento, dall'altro consentono di
calcolare gli effetti dell'azione sismica con modelli ed analisi
strutturali semplificati (modelli piani ed analisi di tipo statico).
Il requisito di regolarita' e' di difficile codificazione, in
quanto le possibili combinazioni topologiche che possono dar luogo a
comportamento "non regolare" sono troppo numerose per essere
prevedibili e classificabili. Spesso, inoltre, non e' possibile
operare una distinzione netta tra comportamento "regolare" ed
"irregolare", essendo piu' appropriato riferirsi ad un "grado di
irregolarita'", che puo' essere piu' o meno pronunciato.
Le indicazioni in tema di regolarita' riportate nelle normative
internazionali piu' recenti sono in massima parte di natura
qualitativa, cosi' come quelle riportate nelle norme tecniche
nazionali, ove peraltro viene esplicitamente affermato che dette
indicazioni costituiscono condizione necessaria, ma non sempre
sufficiente, spettando al progettista di accertare la eventuale
presenza di caratteristiche singolari che possano dar luogo ad una
risposta "irregolare".
Con riferimento al caso degli edifici, si riportano di seguito, a
titolo indicativo, alcuni criteri di valutazione di adozione piu'
diffusa:
Regolarita' in pianta
- La struttura dell'edificio presenta una sostanziale doppia
simmetria ortogonale nei confronti sia delle rigidezze che della
masse.
- La forma in pianta e' di tipo "compatto", ossia priva di ali che si
estendono notevolmente a partire dal nucleo centrale (come ad es.
forme ad H, I, L, X, etc.). Le dimensioni di eventuali rientranze
lungo il perimetro dell'edificio non superano il 25% della
lunghezza del lato corrispondente.
- I solai sono sufficientemente rigidi rispetto alle strutture
verticali, in modo da fungere da diaframmi indeformabili nel loro
piano.
- Sotto l'azione di un sistema di forze orizzontali, proporzionali
alle masse dei piani, lo spostamento massimo a ciascun piano non
supera di piu' del 20% lo spostamento medio di quel piano.
Regolarita' in elevazione
- Tutti gli elementi verticali che presentano resistenza
significativa all'azione sismica (telai, pareti e nuclei), si
estendono senza interruzione dalla fondazione fino alla sommita'
della parte di edificio interessata.
- Rigidezza e massa si mantengono costanti o si riducono gradualmente
procedendo dal basso verso l'alto.
Negli edifici a telaio, il rapporto tra la resistenza di colonne e
pareti, ad un certo piano effettivamente conseguita, e la resistenza
richiesta dal calcolo, si mantiene approssimativamente costante per
tutti i piani.
Un comportamento non regolare puo' essere indotto dalla presenza
di pannelli, in muratura o di altro materiale, inseriti tra le maglie
dei telai in modo non simmetrico in pianta e/o in elevazione.
B.6 Analisi dinamica
Il modello usato per l'analisi dinamica puo' coincidere con quello
utilizzato per l'analisi statica. Al fine della valutazione delle
forze d'inerzia e, quindi, della risposta dinamica, e' possibile
concentrare le masse in un numero di nodi inferiore a quelli che
descrivono la geometria strutturale. Va osservato che nell'operazione
di concentrazione delle masse potra' essere necessario includere
anche i momenti di inerzia rotazionali.
La tecnica dell'analisi modale consente di semplificare il
problema della valutazione della risposta dinamica utilizzando un
numero di modi inferiore al numero di gradi di liberta'; tuttavia e'
bene dare un giudizio quantitativo sull'efficacia della
semplificazione ottenuta limitando tale numero. Se si considera un
numero di modi pari al numero di gradi di liberta', la soluzione
ottenuta e' esatta, limitatamente alla rappresentazione delle masse.
Ciascun modo mette in movimento una certa quantita' della massa
strutturale. Una misura della massa attivata da ciascun modo j in
ciascuna direzione, nel caso di matrice delle masse diagonale, e'
data dalla espressione:
----> Vedere Formula a Pag. 8 del S.O. <----
ove la sommatoria a numeratore e' estesa a tutte le masse
attribuite ai gradi di liberta' nella direzione di eccitazione (x,
nella formula indicata); il termine a denominatore della prima
frazione rappresenta la massa modale j-esima, i termini Mix sono le
masse associate ai gradi di liberta' i nella direzione di eccitazione
(x, nella formula indicata); i termini (Fi greca)ix sono le ampiezze
dell'autovettore j relative al nodo i nella direzione di eccitazione
(x, nella formula indicata).
Se si sommano i termini E (xj) relativi ai tutti i modi, per
ciascuna direzione si ottiene 100.
Si puo' osservare che usualmente i primi modi di vibrare danno
contributi maggiori alla massa eccitata. E' buona norma considerare
un numero di modi di vibrare sino ad ottenere che la somma delle
masse attivate sia pari almeno all'85% della massa totale.
Per quanto riguarda la combinazione dei diversi modi di vibrare,
in accordo al punto B.2., si assumono due eccitazioni orizzontali,
secondo la direzione x, ed y rispettivamente, prefissate dal
progettista. Con gli indici x ed y si indicano sforzi o spostamenti
riferiti alle due eccitazioni considerate. Precisamente siano:
(alfa greca) una componente dello stato di sforzo in un punto o della
sollecitazione in una sezione,
(eta greca) una componente generica dello spostamento in un punto,
(alfa greca)x il valore assunto da (alfa greca) durante l'eccitazione
lungo la direzione x,
(eta greca)x il valore assunto da (eta greca) durante l'eccitazione
lungo la direzione x,
(alfa greca)y il valore assunto da (alfa greca) durante l'eccitazione
lungo la direzione y,
(eta greca)y il valore assunto da (eta greca) durante l'eccitazione
lungo la direzione y,
(alfa greca)ix il contributo ad (alfa greca)x del modo iesimo di
vibrare durante la eccitazione in direzione x,
(alfa greca)iy l'analoga grandezza, riferita all'eccitazione in
direzione y,
(eta greca)ix il contributo del modo iesimo allo spostamento (eta
greca)x durante l'eccitazione in direzione x,
(eta greca)iy il contributo del modo iesimo allo spostamento (eta
greca)y durante l'eccitazione in direzione y
In accordo al punto B.6 e':
----> Vedere Formula a Pag. 9 del S.O. <----
e analogamente per l'eccitazione verticale,
----> Vedere Formula a Pag. 9 del S.O. <----
Qualora la componente verticale dell'eccitazione sismica sia
significativa, la sovrapposizione degli effetti deve essere
effettuata mediante le seguenti relazioni:
----> Vedere Formula a Pag. 9 del S.O. <----
2)
----> Vedere Formula a Pag. 9 del S.O. <----
(alfa greca)xn e (alfa greca)yv rappresentano la tensione (o la
sollecitazione) richiamata nel paragrafo B.8.,
(eta greca)xv e (eta greca)yv rappresentano lo spostamento richiamato
al punto B.9.
In caso contrario, se la componente verticale della eccitazione
sismica non e' significativa, (alfa greca)x e (alfa greca)y
rappresentano la tensione (o la sollecitazione) richiamata nel
paragrafo B.8, e (eta greca)x e (eta greca)y rappresentano lo
spostamento richiamato al punto B.9.
B.7 Verifiche
La verifica di resistenza e' finalizzata a garantire la
sopravvivenza della struttura a fronte di terremoti di grande
intensita', aventi limitate probabilita' di manifestarsi durante la
vita utile della struttura. Questi terremoti sono caratterizzati da
spettri di risposta di un ordine di grandezza piu' severi di quelli
definiti nelle norme. A fronte di tali eventi sono favorite le
strutture alle quali il sistema costruttivo, nelle sue
caratteristiche di insieme e nei dettagli esecutivi, assicuri buona
duttilita', cioe' capacita' di sostenere cicli di escursioni
anelastiche senza subire un significativo degrado.
Le azioni sismiche definite nel decreto sono state pertanto
concettualmente ottenute riducendo le azioni effettive con un
coefficiente di riduzione (maggiore di 1) che dipende dalla
duttilita' della struttura.
Nell'Allegato 1 si presentano alcune indicazioni costruttive alle
quali puo' farsi riferimento per assicurare un minimo di duttilita'
alle costruzioni in calcestruzzo armato. Il rispetto di tali regole
non esclude, tuttavia, che qualche meccanismo di rottura fragile
possa comunque manifestarsi.
Ove del caso il controllo degli spostamenti viene condotto per
valutare la danneggiabilita' dei pannelli murari di tamponamento al
fine della verifica al collasso per perdita di connessione tra
elementi strutturali essenziali.
E' chiaro che la verifica di danneggiabilita' va riferita ad
azioni sismiche meno intense rispetto a quelle utilizzate per la
verifica allo stato limite ultimo.
Per quanto sopra osservato, e' evidente che gli spostamenti
considerati per le verifiche di danneggiabilita' sono piu' piccoli di
quelli considerati per le verifiche ultime, come evidenziato in B9.
Le verifiche di danneggiabilita' dei pannelli murari di
tamponamento devono essere sempre eseguite negli edifici intelaiati,
come richiesto in C.6.3.
Le verifiche di spostamento per il controllo dei requisiti di
sicurezza, (stato limite ultimo), devono invece essere fatte se vi e'
la possibilita' di perdite di connessione tra gli elementi essenziali
ed in generale in presenza di particolari dispositivi di vincolo e di
collegamento.
Gli edifici in muratura sono in generale poco deformabili,
pertanto il controllo delle deformazioni risulta gia' garantito dal
controllo dello stato di sollecitazione.
Nessun controllo e' richiesto nelle costruzioni in muratura per le
quali non siano da effettuare verifiche di resistenza.
B.8 Verifiche di resistenza
Le verifiche di resistenza possono essere effettuate verificando
lo stato di tensione, secondo il metodo delle tensioni ammissibili,
oppure verificando lo stato di sollecitazione per i diversi stati
limiti ultimi secondo il metodo degli stati limite.
Quando i carichi agenti si riducono al peso proprio e ad un solo
carico accidentale (nella fattispecie al carico sismico), i due
metodi di verifica, alle tensioni ammissibili ed agli stati limite,
portano ad ottenere, sostanzialmente, le stesse sezioni resistenti.
Quando siano presenti piu' carichi di esercizio, il metodo agli stati
limite offre, in generale, un approccio piu' razionale, in quanto
mette in conto la probabilita' di contemporanea presenza dei diversi
carichi. In pratica, questo si traduce generalmente in sezioni
resistenti piu' contenute.
Nella formulazione delle norme, si e' riconosciuta, per la prima
volta, la possibilita' di utilizzare, nelle zone sismiche, il
criterio agli stati limite. Si e' tuttavia inteso mantenere
inalterato il livello di protezione a fronte di eventi sismici, e
pertanto i fattori y sono stati scelti in modo che, anche in presenza
di piu' azioni di carico, le verifiche condotte secondo i due metodi
fossero equivalenti agli effetti della resistenza.
Se in uno o piu' piani la rigidezza complessiva offerta dai
pannelli in muratura o di altro materiale subisce una brusca
riduzione rispetto a quella offerta ai piani adiacenti (come avviene
frequentemente ai piani terra), e' opportuno che gli elementi
verticali ed orizzontali inferiori e superiori di ciascun piano
interessato alla riduzione, siano provvisti di un margine di
sovraresistenza rispetto ai risultati dell'analisi, che, per edifici
di altezza fino ad otto piani, e' non inferiore al 40%, e di valore
adeguatamente piu' elevato per altezze maggiori.
B.9. Spostamenti e deformazioni
Gli spostamenti dovuti all'azione sismica sono, di fatto, piu'
grandi di quelli determinabili con le azioni di progetto definite
dalle norme. Infatti, in considerazione della duttilita' delle
strutture, le azioni di progetto, impiegate per simulare l'effetto
del sisma, sono convenzionalmente ridotte di intensita' rispetto a
quelle che sarebbe necessario considerare ove il comportamento
effettivo della struttura fosse perfettamente elastico. Percio', gli
spostamenti e le deformazioni determinati con le azioni di progetto
indicate nelle norme vanno moltiplicati per un fattore (maggiore di
uno), mediante il quale le azioni stesse sono state in precedenza
ridotte.
Per quanto riguarda le combinazioni degli spostamenti sismici con
quelli prodotti dalle altre azioni da prendere in considerazione, e'
utile una precisazione: essa riguarda il coefficiente X utilizzato
nelle due formule di verifica che sono:
per limitare la danneggiabilita':
per i requisiti di sicurezza:
----> Vedere Formula a Pag. 11 del S.O. <----
Al coefficiente X e' da attribuire il valore 1, quando gli
spostamenti (eta greca)p e gli spostamenti sismici sono valutati in
base alla combinazione delle azioni da assumere per la verifica alle
tensioni amissibili. E' da attribuire il valore 1,5, quando gli
spostamenti (eta greca)p e gli spostamenti sismici sono valutati in
base alla combinazione delle azioni da assumere per la verifica agli
stati limite.
B.10.- Fondazioni
Le prescrizioni relative alle fondazioni sono connesse ai problemi
posti dalla presenza di azioni sismiche sia relativamente alla
valutazione delle sollecitazioni sul terreno di fondazione che in
ordine alla valutazione delle sollecitazioni sulle strutture di
fondazione.
Per quanto attiene al terreno di fondazione, occorre sottolineare
che la vigente normativa geotecnica fa sistematico riferimento, per
quanto riguarda l'individuazione del comportamento del terreno e la
valutazione dei carichi massimi su di esso applicabili, ai metodi
propri dell'analisi limite ed ai relativi meccanismi di rottura.
Quando pero' si passa a definire i coefficienti riduttivi da
applicare a detti carichi massimi, onde poterli confrontare con i
carichi effettivamente agenti, e dunque controllare se si sia
conseguito o meno il desiderato livello di sicurezza, detti
coefficienti riduttivi hanno entita' tale da poter essere
correttamente utilizzati solo per un confronto con i carichi relativi
agli stati limite di esercizio, non per un confronto con i carichi
limite ultimi.
Quanto detto spiega la necessita' evidenziata al primo capoverso
del punto B.10, di effettuare le verifiche di stabilita' del terreno
di fondazione utilizzando sollecitazioni valutate a partire da azioni
prive di maggiorazioni, ossia valutate per coefficienti
moltiplicativi unitari.
Per quanto attiene alle strutture di fondazione, occorre
sottolineare che una funzione importante e' quella di assorbire gli
spostamenti relativi indotti dalla propagazione nel terreno delle
onde sismiche, senza che tali spostamenti relativi si ripercuotano
negativamente sul funzionamento delle strutture in elevazione. Tale
funzione puo' essere svolta in due diversi modi.
Un primo modo consiste nel dotare le strutture di fondazione di
collegamenti che, impedendo o comunque riducendo sensibilmente tali
spostamenti relativi, garantiscano la ridotta entita' delle
sollecitazioni sulla struttura in elevazione dovute a tali
spostamenti. E' questa la soluzione suggerita al punto a) laddove si
impone alle strutture di fondazione di essere collegate tra loro da
un reticolo di travi proporzionate in modo da sopportare forze
assiali prefissate; si sottolinea che, specie in una struttura
intelaiata, tale reticolo di collegamento e' soggetto non soltanto
agli sforzi assiali di trazione-compressione dovuti alle azioni
sismiche, ma anche agli sforzi assiali dovuti al funzionamento a
telaio delle strutture in elevazione e che detti sforzi si
sovrappongono a quelli di origine sismica. Occorre dunque, nella
verifica del reticolo di collegamento, tener correttamente conto di
ambedue i sistemi di forze sopra evidenziati.
Un secondo modo di risolvere il problema posto dagli spostamenti
relativi delle strutture di fondazione, modo tipicamente
consigliabile per strutture nelle quali la forte distanza tra gli
elementi verticali renda difficile l'adozione del reticolo di travi
di collegamento (capannoni industriali, ponti, ecc.), consiste nel
verificare le strutture, sia di fondazione che in elevazione, in
presenza degli spostamenti relativi attesi. Tale verifica deve essere
condotta sia in termini di capacita' di resistere della struttura in
elevazione alle sollecitazioni prodotte dagli spostamenti relativi
(vedi Tab. 1a), che in termini di compatibilita' tra collegamenti e
vincoli della struttura e spostamenti impressi in fondazione (vedi
Tab. 1b).
C. EDIFICI
C.1. Sistemi costruttivi
Una importante modifica a carattere innovativo, introdotta alla
lettera a) del punto C.1 riguarda gli edifici con struttura in
muratura, la cui tipologia e' stata estesa ad un ambito piu' vasto,
comprendente sia la muratura ordinaria sia la muratura armata.
La muratura armata e' disciplinata da apposite regole progettuali
e costruttive, contenute nei punti C.5.1 e C.5.3.
Appare quindi evidente che, ove siano rispettate tutte le
prescrizioni contenute nei suddetti punti della norma, l'impiego
della muratura armata non richiede alcuna certificazione di idoneita'
tecnica da parte del Consiglio superiore dei lavori pubblici.
Tale obbligo permane, invece, per gli edifici costituiti da
pannelli prefabbricati in muratura armata, che risultano indicati tra
i sistemi costruttivi a pannelli portanti di cui alla lett. c) del
punto C.1.
C.2. Altezza massima dei nuovi edifici
Si segnala un'imprecisione contenuta nell'ultimo comma del punto
C.2. Come e' evidente, nel testo viene erroneamente richiamata la
"tabella 1", anziche' la "tabella 2".
C.3. Limitazione dell'altezza in funzione della larghezza stradale
Sono da segnalare le modifiche apportate al testo del 1 comma del
punto C.3, che, rispetto alla precedente norma, introduce una piu'
graduale variazione, oltre ad un necessario adeguamento, dei limiti
di altezza degli edifici in funzione della larghezza delle strade su
cui prospettano.
Si ritiene utile evidenziare anche la soppressione dell'ultimo
comma del punto C.3. delle previgenti norme (D.M. 24.1.86) che
consentiva, per le zone con grado di sismicita' S=9, su strade di
larghezza inferiore ai metri dieci, di costruire edifici di tre piani
in elevazione e comunque di altezza massima m 10,00 purche' con le
prescrizioni relative ad S=12, ai fini del dimensionamento delle
strutture.
C.5. Edifici in muratura
C.5.1 Regole generali
Le prescrizioni qui contenute si applicano a tutti gli edifici,
sia in muratura ordinaria sia in muratura armata.
Si rammenta anzitutto che, conformemente a quanto stabilito
dall'art.3, 1 comma, della legge 2.2.74 n.64, e' fatto obbligo di
osservare, oltre alle norme per le costruzioni sismiche, le norme di
carattere generale concernenti la sicurezza delle costruzioni, indi-
cate dall'art.1, 3 comma, della legge stessa.
Pertanto nella realizzazione delle costruzioni sismiche in
muratura, deve comunque tenersi conto delle vigenti norme tecniche
riguardanti gli edifici in muratura (D.M. 20.11.87), i carichi ed i
sovraccarichi (D.M. 16.1.96), i terreni e le opere di fondazione
(D.M. 11.3.88), e degli eventuali successivi loro aggiornamenti.
Per quanto concerne, le caratteristiche dei materiali ed i
relativi controlli, mentre le norme di cui al precedente decreto 24
gennaio 1986 recavano disposizioni nell'apposito allegato, le attuali
norme stabiliscono, al 3 comma del punto C.5.1., alcuni requisiti
minimi di resistenza, ad integrazione di quanto indicato nelle norme
per gli edifici in muratura emanate con il decreto 20 novembre 1987.
I controlli sui materiali vanno effettuati, secondo quanto
previsto nel decreto sopracitato, sia all'origine, obbligatoriamente,
presso gli stabilimenti di produzione, sia in cantiere, ai fini della
loro accettazione per l'impiego.
In particolare, il direttore dei lavori e' tenuto a verificare che
ciascuna fornitura, riguardante tanto gli elementi per la muratura
(mattoni o blocchi), quanto le barre di acciaio nel caso della
muratura armata, sia accompagnata dal relativo certificato di
origine, controllando che le caratteristiche certificate
corrispondano a quanto richiesto dal progetto e dalle norme.
Inoltre, nell'ambito della propria sfera di discrezionalita', il
direttore dei lavori puo' responsabilmente valutare l'opportunita' di
disporre ulteriori controlli, per accertare che i materiali da
mettere in opera posseggano effettivamente le caratteristiche
dichiarate dal produttore.
Anche per la muratura armata, oltre alle norme per le costruzioni
sismiche, sono da osservare, per quanto applicabili, le norme di cui
al decreto 20 novembre 1987.
E' opportuno rammentare che in ogni caso gli elementi resistenti
che compongono la muratura (mattoni o blocchi) devono essere
collegati fra di loro tramite malta cementizia (di classe M1 - M2)
che deve assicurare il ricoprimento dei giunti orizzontali e di
quelli verticali.
C.5.2. Edifici in muratura ordinaria
Sono state introdotte alcune modifiche, concettualmente
importanti, che consentono un'ampia liberta' progettuale nella
realizzazione degli edifici in muratura ordinaria. Fermo restando il
rispetto dei principi e delle regole generali contenute nel
precedente punto C.5.1, possono infatti adottarsi, per la verifica
sismica dell'edificio, gli stessi criteri di calcolo gia' previsti
dal punto C.9.5. per l'adeguamento degli edifici esistenti. In tal
caso non e' necessario tener conto delle prescrizioni morfologiche e
costruttive indicate nel punto C.5.2, che, invece devono essere
applicate quando si esegua il procedimento di verifica semplificato.
Relativamente alla valutazione delle azioni suggerite al punto
C.9.5.3 si segnala che, per i nuovi edifici in muratura, il
coefficiente (beta greca)2 deve essere assunto pari a 1, perche' la
norma specifica ( D.M. 20.11.87), gia' per proprio conto, distingue i
valori da attribuire alla resistenza del materiale a seconda del
metodo adottato per il controllo della sicurezza ((gamma greca)m= 3
nel caso di verifica col metodo agli stati limite ultimi )
E' ovvio, peraltro, che il valore delle azioni sismiche da
adottare nelle verifiche e' quello definito al paragrafo C.9.5.3
senza fare riferimento al coefficiente (gamma greca)E di cui al punto
B.8. delle norme.
In conclusione quindi il livello di sicurezza di calcolo richiesto
per gli edifici di nuova costruzione soggetti a "verifica" e' del 50%
circa superiore a quello richiesto per gli edifici esistenti.
Nessuna specifica verifica di sicurezza e' invece prevista per la
realizzazione di nuovi edifici in muratura listata, per i quali
valgono le regole di dimensionamento riportate nel 2 cpv della lett.
f).
Riguardo agli spessori minimi dei muri, indicati nella Tabella 3
per i vari piani dell'edificio, e' opportuno far notare che la
tabella stessa e' genericamente riferita ad un edificio costituito
dal massimo numero di piani consentito dalla norma (due piani fuori
terra oltre ad un piano cantinato o seminterrato); quindi, nel caso
in cui l'edificio, nel suo complesso, sia costituito da un minor
numero di piani, gli spessori minimi dei relativi muri vanno assunti
opportunamente scalando le righe della tabella stessa.
C.5.3. Edifici in muratura armata
La muratura armata e' una tecnica costruttiva che conferisce alle
strutture murarie caratteristiche di monoliticita', di resistenza (a
compressione ed a trazione) e di duttilita' tali da migliorarne in
modo sostanziale il comportamento sotto l'azione sismica.
In virtu' di tali migliori prestazioni le norme consentono per
tale tipologia altezze massime superiori a quelle permesse per la
muratura ordinaria.
Ruolo delle armature metalliche
Si distingue tra le armature richieste dall'analisi strutturale e
quelle aggiuntive, necessarie per soddisfare le esigenze di
monoliticita', continuita' e duttilita', i cui valori minimi sono
fissati dalle norme.
Le armature derivanti dall'analisi sono quelle verticali, da
disporsi agli incroci e ai bordi dei pannelli murari, nonche' quelle
orizzontali lungo i bordi delle aperture (architravi o travi di
collegamento tra pannelli affiancati).
Le armature aggiuntive comprendono:
- armature verticali disposte nel corpo dei pannelli, con interasse
non superiore a 5 m;
- armature orizzontali
- nei cordoli al livello di ciascun solaio, e nel corpo dei
pannelli, ad interasse non superiore a 4 m, con funzione di
incatenamento;
- distribuite, ad interasse non superiore a 0,6 m.
Per i soli edifici con coefficiente di protezione sismica I>1 e'
obbligatoria una ulteriore armatura diffusa sia orizzontale che
verticale, con interasse non superiore al doppio dello spessore della
parete, quella orizzontale a sostituzione dell'ultima sopra
richiamata.
Stante il ruolo decisivo che le armature metalliche hanno nel
trasformare il comportamento della struttura muraria, e' essenziale
il rigoroso rispetto delle prescrizioni normative non solo riguardo
alla quantita', ma anche e soprattutto per quanto concerne il
posizionamento, l'ancoraggio e la sovrapposizione, nonche' la
protezione dalla corrosione.
Modello di calcolo
Quando l'altezza supera il valore ammesso per un edificio in
muratura non armata e' sempre obbligatorio effettuare il calcolo
delle sollecitazioni indotte dall'azione sismica, sulla base di un
modello della struttura che ne rappresenti il suo carattere
tridimensionale.
Nei casi comuni tale modello sara' costituito da un insieme di
pareti disposte in pianta secondo due direzioni ortogonali e
collegate ai piani da diaframmi assunti come rigidi. Le pareti
comprendenti aperture regolarmente disposte lungo l'altezza potranno
essere schematizzate con modelli a telaio, con le pareti piene
costituenti i montanti e con le fasce sovraporta e sovrafinestra
costituenti le travi.
Forze di calcolo e criteri di verifica
Il testo normativo attuale prevede espressamente, per questa
tipologia, il metodo delle tensioni ammissibili, con le seguenti
specifiche:
- azioni di calcolo: coefficiente di struttura (beta greca) = 1,5
riducibile a (beta greca) = 1,4 in presenza della armatura
aggiuntiva diffusa; coefficiente (gamma greca)E = 1.
- tensioni ammissibili: per l'acciaio quelle previste dalle norme per
le costruzioni in cemento armato; per la muratura quelle previste
dalle norme vigenti per le costruzioni in muratura, moltiplicate
per il coefficiente 2.
Qualora si voglia utilizzare il metodo agli stati limite, devono
valere invece, le seguenti specificazioni:
- azioni di calcolo: coefficiente di struttura (beta greca) = 1,5
riducibile a (beta greca) = 1,4 in presenza della armatura
aggiuntiva diffusa; coefficiente (gamma greca)E = 1,5.
- resistenze: per l'acciaio quelle previste dalle norme per le
costruzioni in cemento armato; per la muratura quelle previste
dalle norme vigenti per le costruzioni in muratura, moltiplicate
per 2 (quindi adozione del valore (gamma greca)m/2).
C.5.4. Strutture miste
La trasmissione delle azioni sismiche in una struttura mista puo'
avvenire attraverso un organismo strutturale che presenti elementi in
muratura ed elementi in cemento armato o in acciaio funzionanti in
parallelo (ossia disposti altimetricamente allo stesso piano) oppure
in serie (ossia disposti altimetricamente su piani successivi). Nel
primo caso le azioni sismiche devono essere integralmente affidate
alla struttura muraria.
La prescrizione e' riconducibile alla maggiore rigidezza e minore
duttilita' che le strutture in muratura tipicamente presentano
rispetto alle strutture monodimensionali in cemento armato o in
acciaio.
La compatibilita' tra le deformazioni subite dai diversi elementi
costruttivi deve essere espressamente valutata; in particolare si
dovra' controllare che le azioni sismiche siano effettivamente
attribuibili tutte alla scatola muraria e che la presenza di elementi
in cemento armato o in acciaio distribuiti in modo disuniforme sia
planimetricamente che altimetricamente non modifichi
significativamente la posizione del centro di rigidezza della sola
scatola muraria e la ripartizione della azioni orizzontali tra i
diversi setti murari. A tal fine, e' da considerare con particolare
attenzione l'adozione di corpi scala e/o corpi ascensore realizzati
con pareti in cemento armato, per la forte rigidezza alle azioni
orizzontali tipica di tali strutture, ed analoga attenzione deve
essere prestata nel caso di elementi verticali in cemento armato o in
acciaio dotati di elevata rigidezza a flessione ed a taglio.
Particolare importanza rivestono i collegamenti tra elementi di
tecnologia differente (orizzontamenti, cordoli, travi di
ripartizione). Gli orizzontamenti consentono alle diverse pareti in
muratura di scambiare tra loro forze orizzontali nell'ambito di un
complessivo comportamento scatolare ed assicurano la trasmissione
alla scatola muraria delle forze d'inerzia di origine sismica di
diretta competenza delle masse gravanti sulle strutture in cls armato
o in acciaio. Occorrera' dunque verificare che gli orizzontamenti,
sia in termini di rigidezza che in termini di resistenza a flessione
e taglio nel loro piano, consentano il corretto realizzarsi del
meccanismo globale di funzionamento sopra illustrato.
Contemporaneamente si dovra' verificare che non si raggiungano
tensioni eccessive per effetto delle azioni concentrate che gli
elementi in cemento armato o in acciaio e i solai si scambiano a
causa del sisma e dei carichi verticali; tale risultato si
conseguira' adottando sistematicamente provvedimenti finalizzati alla
diffusione dei carichi (cordoli, travi di ripartizione, ecc.) e con
una continua attenzione alla centratura dei carichi verticali sugli
elementi resistenti sottostanti.
Quanto alle prescrizioni relative agli edifici costituiti da
struttura muraria nella parte inferiore e sormontati da un piano con
struttura in cemento armato o in acciaio, la limitazione sull'altezza
massima e' riconducibile all'intento di contenere le tensioni su tali
edifici entro gli ambiti propri degli edifici totalmente in muratura,
ad essi assimilandoli; mentre la prescrizione sulle azioni da
attribuire alla parte superiore in cemento armato o in acciaio e'
legata all'esigenza di evitare per dette strutture plasticizzazioni
premature e conseguenti eccessive richieste di duttilita'.
C.6.1.1. Azioni orizzontali
Sono da segnalare, rispetto alle precedenti norme, alcune lievi
modifiche ed aggiunte a carattere migliorativo, riguardanti:
- le categorie di locali corrispondenti, nella Tabella 5, ai
differenti valori del coefficiente di riduzione del sovraccarico
accidentale "s";
- il coefficiente di fondazione "(epsilon greca) ";
- il coefficiente di risposta "R". Per quanto concerne il concetto di
regolarita' della costruzione, si richiama quanto indicato nel
precedente punto B.4;
- il coefficiente di struttura "B".
C.6.1.3 Azioni verticali
L'analisi dinamica deve essere eseguita per le strutture con
periodo proprio To > 1,4 secondi, ed in tutte quelle strutture, defi-
nite irregolari, nelle quali si possono eccitare modi superiori
locali che non possono essere individuati con un'analisi statica.
Questi modi possono dare luogo a sollecitazioni localizzate
importanti.
Al fine della valutazione dell'effetto dell'eccitazione indotta
dalle componenti di moto sismico verticale, si puo' impiegare lo
stesso spettro di risposta usato per le azioni orizzontali, ma
moltiplicato per 2 nel caso di strutture con luci superiori a 20
metri nonche' di strutture spingenti quali archi o travi inclinate,
ovvero per 4 nel caso di sbalzi. Questi incrementi sono dovuti alle
ridotte duttilita' e capacita' dissipativa usualmente associate ai
modi di collasso indotti da questo tipo di strutture. Le
amplificazioni sono d'altronde analoghe a quelle considerate
nell'analisi statica.
C.6.2 Analisi dinamica
E' stata introdotta la possibilita' di eseguire l'analisi dinamica
per valutare la risposta alle azioni verticali, quando richiesto.
Si impiega lo spettro di risposta utilizzato per le azioni
orizzontali, che tuttavia va amplificato per tener conto della minore
duttilita' disponibile. A tal fine esso va moltiplicato per 2 nella
verifica di strutture di luce maggiore di 20 metri, e di strutture
spingenti (volte, archi), ovvero per 4 nel caso di sbalzi.
C.6.4 Elementi divisori e pannelli esterni
La disposizione riguardante gli elementi divisori interni e' stata
integrata sulla base delle indicazioni attualmente riportate nel
punto B.9, consentendo, in definitiva, una maggiore liberta'
progettuale.
C.9.1 - Interventi sugli edifici esistenti
Possibili tecniche di intervento sono illustrate nell'Allegato 3
per quanto riguarda gli edifici in muratura e nell'Allegato 4 per gli
edifici in cemento armato.
C.9.1.1 - Intervento di adeguamento
Si segnala la soppressione del paragrafo e) del p.to C.9.1.1 -
comma 2 del precedente D.M. 24. 1. 86.
C.9.1.2 - Intervento di miglioramento
Con riferimento al terzo comma, che integra le precedenti
disposizioni relative agli interventi di miglioramento sismico, si
rileva quanto segue.
L'intervento di restauro statico su edifici di carattere
monumentale ricadenti in zona sismica, specie se tali edifici sono
correntemente utilizzati, pone problemi peculiari al professionista
incaricato. Accade spesso che tali edifici evidenzino un
dimensionamento, un uso degli elementi strutturali, una
organizzazione planimetrica ed altimetrica, del tutto diversi da
quelli tipici della moderna ingegneria antisismica, specie per quanto
concerne i livelli minimi di sicurezza che occorre garantire e che in
tali edifici risultano usualmente sensibilmente inferiori a quelli
minimi attualmente ammessi.
Modificare tali livelli di sicurezza adeguandoli a quelli attuali,
come richiesto dalle esigenze di sicurezza connesse all'uso cui tali
edifici sono attualmente destinati, richiederebbe peraltro interventi
di adeguamento pesanti e dunque tali da snaturare completamente
l'edificio monumentale privandolo di conseguenza di alcune delle
caratteristiche intrinseche che ne fanno un bene monumentale. Tale
contrasto tra esigenze di sicurezza d'uso e di conservazione
dell'impianto originario, rende sovente, problematica
l'individuazione del tipo di intervento piu' appropriato.
Per armonizzare le varie esigenze e' stato introdotto, accanto al
concetto di adeguamento, il concetto di miglioramento.
Posto che le esigenze della conservazione sono in certi casi da
anteporre a quelle della sicurezza, ne consegue che non e' necessario
"adeguare" i livelli di sicurezza dell'edificio monumentale a quelli
minimi fissati dalla normativa per gli edifici di nuova costruzione,
bensi' e' sufficiente che i livelli di sicurezza vengano
semplicemente "migliorati" rispetto a quelli antecedenti
all'intervento.
Per i beni architettonici le tecniche di intervento debbono tener
conto in modo compiuto dei caratteri architettonici e storico-
artistici di detti beni; conseguentemente il miglioramento dovra'
essere conseguito senza che si producano sostanziali modifiche nel
comportamento strutturale globale dell'edificio (vedi C.9.2.2) ed
utilizzando, per quanto possibile, tecniche di intervento e
metodologie operative volte alla conservazione dei fabbricati, che
privilegino l'uso dei materiali e tecniche tradizionali e/o
contemporanee, coerenti con la logica costruttiva.
Pertanto le tecniche di intervento usuali per le costruzioni
ordinarie, ed in particolare quelle di cui all'Allegato 3 della
presente Circolare, non possono essere acriticamente applicate ai
predetti beni architettonici. Ovviamente, per ogni intervento, deve
essere valutata, in forma anche semplificata, la sicurezza
strutturale finale e l'incremento di sicurezza conseguito.
C.9.3.3 - Provvedimenti tecnici in fondazione negli interventi di
adeguamento
Come sempre avviene nel caso delle fondazioni, per le quali la
valutazione del livello di sicurezza deve riguardare sia il terreno
interessato dai carichi trasmessi dalle strutture di fondazione che
le strutture di fondazione stesse, le prescrizioni interessano sia il
terreno che le strutture.
Per quanto concerne i livelli di carico attribuibili al terreno,
l'attenzione e' focalizzata sia su fenomeni di carattere locale
(relativi alla capacita' portante ) che su fenomeni di carattere
globale (stabilita' dei pendii). Riguardo ai fenomeni locali, i
coefficienti di sicurezza possono essere ridotti del 20%, in quanto
si e' in presenza di strutture realizzate da lungo tempo per le quali
un attento esame del comportamento passato fornisce indicazioni utili
a ridurre i margini di incertezza. Riguardo ai fenomeni globali,
ferma restando la possibilita' di ridurre i coefficienti di sicurezza
del 20% per i motivi gia' illustrati, nel caso di verifiche
insoddisfacenti o di possibili liquefazioni, l'efficacia degli
interventi adottati deve essere documentata in termini sperimentali.
Per quanto concerne le strutture di fondazione, le informazioni
ricavabili dalla storia della costruzione vengono tenute nel dovuto
conto, tanto che e' possibile omettere interventi sulle strutture di
fondazione, nonche' le relative verifiche, qualora siano
contemporaneamente presenti tutte le condizioni puntualmente elencate
dalla normativa, condizioni sinteticamente riassumibili in una
valutazione positiva della efficacia della struttura esistente con un
motivato giudizio del progettista basato sull'accertamento
dell'assenza di dissesti, sia presenti che passati, e
sull'accertamento che l'intervento di adeguamento non turbi
significativamente lo schema strutturale ed i carichi in fondazione.
C.9.5.3 - Verifica sismica
Come gia' evidenziato nel precedente paragrafo C.5.2., per i
"vecchi" edifici in muratura non deve applicarsi il coefficiente
(gamma greca) E di cui al punto B.8. delle norme, in quanto l'azione
sismica risulta compiutamente definita dal presente paragrafo.
C.9.10 - Complessi edilizi
Per quanto riguarda i complessi edilizi, nel caso di assenza di
giunti, i calcoli di verifica devono tener conto, anche con
valutazioni approssimate, delle eventuali azioni trasmesse dagli
edifici contigui.
Per gli edifici in muratura, cio' puo' essere fatto, in prima
approssimazione, aumentando convenzionalmente le forze orizzontali di
progetto, facendo gravare sulle strutture resistenti dell'edificio in
esame una quota parte delle masse relative agli edifici adiacenti.
D. OPERE DI SOSTEGNO DEI TERRENI
L'entita' e la distribuzione delle spinte trasmesse dal terreno ad
un'opera di sostegno dipendono dalle caratteristiche meccaniche del
materiale costituente il terrapieno, dall'entita' dell'azione sismica
locale, dalla tipologia e deformabilita' dell'opera di sostegno e
dalla entita' dei possibili spostamenti rigidi.
E' richiesta la valutazione dell'equilibrio limite globale
dell'opera di sostegno attraverso il procedimento dovuto a Coulomb
prendendo in conto sia le forze di inerzia di origine sismica agenti
sul cuneo di terreno spingente, quantificate al punto 1, che le forze
di inerzia agenti sull'opera di sostegno e sull'eventuale terreno di
zavorra, quantificate al punto 2.
Le assunzioni implicite nel procedimento sono le seguenti:
- l'opera subisce movimenti tali da produrre nel terreno retrostante
un regime di spinta attiva (tali movimenti possono essere dovuti
alla inflessione della struttura oppure a rotazioni e scorrimenti
rigidi di essa);
- il cuneo di spinta (Coulomb) si comporta come un corpo rigido anche
in presenza delle azioni sismiche;
- le forze d'inerzia sull'opera sono valutate considerando la
struttura stessa come rigida.
Quanto detto evidenzia che, qualora l'opera sia molto rigida ed
incapace di produrre i desiderati movimenti attraverso traslazioni e
rotazioni rigide (muri a gravita' fondati su roccia o su pali, muri
tirantati ecc.) si possono avere valori di spinta maggiori della
spinta attiva. Il riferimento alla teoria di Coulomb evidenzia
inoltre che, qualora l'opera di sostegno sia zavorrata dal terreno
sovrastante l'opera di fondazione, detta zavorra deve essere pensata
muoversi rigidamente in modo solidale al muro e dunque soggetta alle
stesse forze di inerzia orizzontali cui e' soggetto il muro.
Eventuali carichi accidentali, invece, mentre andranno presi in conto
quali azioni verticali, non andranno conteggiati in termini di forze
di inerzia sismiche.
Si sottolinea inoltre che l'assunzione di un comportamento rigido
dell'opera puo' essere non sufficientemente conservativo e dunque le
assunzioni di cui al punto 2 possono dover essere riviste nel senso
di aumentare l'entita' delle azioni e di allontanare da terra il loro
punto di applicazione.
Si segnala infine che, nelle prescrizioni normative, non e'
esplicitamente menzionato il contributo dovuto all'azione dinamica
sull'acqua presente nel terreno retrostante il muro.
Qualora detto terreno sia saturo d'acqua la presenza del liquido
dovra' essere presa in conto in termini di azioni dinamiche da esso
prodotte, distinguendo i terreni permeabili da quelli non permeabili.
COLLAUDO STATICO
Per le opere in cemento armato, normale e precompresso, ed a
struttura metallica, il collaudo statico e' previsto dall'art.7 della
legge 5.11.1971 n.1086 ed i relativi adempimenti tecnici sono
indicati nelle norme tecniche di cui all'art. 21 della medesima
legge. Per strutture di tipo diverso, il collaudo statico e' previsto
dalle norme tecniche di cui all'art. 1 della legge 2.2.74 n.64.
Tale adempimento, fondamentale in linea generale per assicurare la
verifica della rispondenza della costruzione ai requisiti previsti in
progetto ed alle relative normative, assume nel caso particolare
delle costruzioni in zona sismica, ancor maggiore rilevanza.
In effetti e' appena il caso di ricordare l'importanza che riveste
la verifica continua delle varie fasi esecutive di una struttura,
durante tutto il processo costruttivo della medesima; e' pertanto
necessario che il collaudo, sia delle nuove costruzioni da
realizzarsi in zona sismica, sia degli interventi di adeguamento
sismico, avvenga in corso d'opera. Relativamente a questi ultimi tipi
d'intervento, le norme sismiche contengono, al punto C.9.4,
specifiche prescrizioni.
ALLEGATO 1.
Indicazioni costruttive per strutture in calcestruzzo armato
Al fine di conseguire la desiderate caratteristiche di duttilita'
locale e globale puo' farsi riferimento alle seguenti indicazioni
sulla geometria e sulle armature degli elementi.
I quantitativi di armatura e le dimensioni indicate nel seguito
rappresentano valori minimi, indipendenti dalle richieste evidenziate
dall'analisi.
Staffe di contenimento: sono staffe chiuse o eliche di diametro
minimo 6 mm con piegature a 135 gradi alle due estremita',
prolungate, ciascuna per almeno dieci diametri.
Legature (o cravatte): sono costituite da barre di diametro minimo
6 mm con piegature a 135 gradi alle due estremita', prolungate
ciascuna per almeno 10 diametri.
Le piegature, (o uncini) delle staffe, devono essere assicurate
alle barre longitudinali. Le piegature delle legature devono essere
assicurate alle staffe (fig.1).
1. Travi
1.1 Definizione e limiti geometrici
Si definiscono travi, ai fini di applicare le regole contenute in
questo articolo, gli elementi soggetti a flessione e sforzo assiale,
quando quest'ultimo non supera il valore:
----> Vedere Formula a Pag. 22 del S.O. <----
dove:
N la massima sollecitazione di sforzo assiale di progetto in
condizioni sismiche;
Ac e' l'area della sezione trasversale dell'elemento;
Rck e' la resistenza caratteristica cubica del conglomerato;
X e' pari a 1 se si utilizza il metodo delle tensioni ammissibili; e'
pari a 1,5 se si utilizza il metodo degli stati limite.
La lunghezza libera delle travi non deve essere minore di tre
volte l'altezza, h, della sezione trasversale. In caso contrario
l'elemento si definisce "trave corta" e dovra' soddisfare le
particolari prescrizioni di cui al par. 4.3.
La larghezza della trave, b, non deve essere minore di 20 cm e,
per le travi basse comunemente denominate "a spessore", non maggiore
della larghezza del pilastro, aumentata da ogni lato di meta'
dell'altezza della sezione trasversale del pilastro stesso;
Il rapporto b/h non deve essere minore di 0,25.
1.2 Armature longitudinali
In ogni sezione della trave, il rapporto d'armatura al bordo
superiore (As) e quello al bordo inferiore (Ai) devono essere
compresi tra i seguenti limiti:
1,4 7
< (ro greca) <
fyk fyk
dove
(ro greca) e' il rapporto geometrico di armatura = As /(b.h) oppure
Ai /(b.h) ove As, e Ai rappresentano l'area dell'armatura
longitudinale, rispettivamente, superiore e inferiore;
fyk e' la tensione caratteristica di snervamento dell'acciaio (in
N/mm2).
Almeno due barre di diametro non inferiore a 12 mm devono essere
presenti superiormente e inferiormente per tutta la lunghezza della
trave.
A ciascuna estremita' collegata con pilastri, per un tratto pari a
due volte l'altezza utile della sezione trasversale, la percentuale
di armatura compressa non deve essere minore della meta' di quella
tesa nella stessa sezione.
Almeno un quarto dell'armatura superiore necessaria alle
estremita' della trave deve essere mantenuta per tutto il bordo
superiore della trave.
1.3 Armature trasversali
Nelle zone di attacco con i pilastri, per un tratto pari a due
volte l'altezza utile della sezione trasversale, devono essere
previste staffe di contenimento. La prima staffa di contenimento deve
distare non piu' di 5 cm dalla sezione a filo pilastro; le successive
devono essere disposte ad un passo non maggiore della piu' piccola
delle grande' seguenti:
- un quarto dell'altezza utile della sezione trasversale;
- sei volte il diametro minimo delle barre longitudinali considerate
ai fini delle verifiche;
- 15 cm.
2 Pilastri
2.1. Definizione e limiti geometrici
Si definiscono pilastri, ai fini dell'applicazione delle regole
contenute in questo articolo, gli elementi soggetti a flessione e
sforzo assiale quando questo supera il valore:
----> Vedere Formula a Pag. 23 del S.O. <----
con i simboli definiti al punto 1.
La dimensione minima della sezione trasversale non deve essere
inferiore a 30 cm.
Il rapporto tra i lati minimo e massimo della sezione trasversale
non deve essere inferiore a 0,3; in caso contrario l'elemento sara'
assimilato alle pareti portanti trattate nel paragrafo 4.3.
Il rapporto L/b tra l'altezza netta e la minima dimensione
trasversale non deve essere maggiore di:
16 se il pilastro e' soggetto a momenti di segno opposto alle
due estremita';
10 negli altri casi.
Ove gli indicati valori del rapporto L/b non vengano rispettati,
occorre eseguire una specifica verifica che tenga conto delle
sollecitazioni indotte dagli effetti del 2 ordine.
2.2. Armature longitudinali
Nella sezione corrente del pilastro la percentuale di armatura
longitudinale deve esser compresa tra i seguenti limiti:
A
1% (minore uguale) (minore uguale) 4%
Ac
con A area totale dell'armatura longitudinale.
Per tutta la lunghezza del pilastro l'interasse tra le barre non
deve essere superiore a 25 cm.
2.3. Armature trasversali
Alle due estremita' del pilastro si devono disporre staffe di
contenimento e legature per una lunghezza, misurata a partire dalla
sezione di estremita', pari alla maggiore delle seguenti quantita':
- il lato maggiore della sezione trasversale;
- un sesto dell'altezza netta del pilastro;
- 45 cm.
In ciascuna delle due zone di estremita' devono essere rispettate
le condizioni seguenti: le barre disposte sugli angoli della sezione
devono essere contenute dalle staffe; almeno una barra ogni due, di
quelle disposte sui lati, dovra' essere trattenuta da staffe interne
o da legature; le barre non fissate devono trovarsi a meno di 15 cm
da una barra fissata.
Il diametro delle staffe di contenimento e legature non deve
essere inferiore a 8 mm.
Esse saranno disposte ad un passo pari alla piu' piccola delle
quantita' seguenti:
- 6 volte il diametro delle barre longitudinali che collegano;
- un quarto del lato minore della sezione trasversale;
- 15 cm.
Nelle parti intermedie del pilastro la distanza tra le staffe non
deve superare i valori seguenti:
- 10 volte il diametro delle barre longitudinali che collegano;
- meta' del lato minore della sezione trasversale;
- 25 cm.
Le armature di cui sopra devono comunque soddisfare la verifica a
taglio.
3. Nodi trave-pilastro
Si definisce nodo la zona del pilastro che si incrocia con le
travi ad esso concorrenti.
3.1. Geometria
Sono da evitare per quanto possibile eccentricita' tra l'asse
della trave e l'asse del pilastro concorrenti in un nodo. Nel caso
che tale eccentricita' superi 1/4 della larghezza del pilastro la
trasmissione degli sforzi deve essere assicurata da armature
adeguatamente dimensionate allo scopo.
3.2 Armature
Le armature longitudinali delle travi, sia superiori che
inferiori, devono attraversare, di regola, il nodo senza giunzioni.
Quando cio' non risulti possibile, sono da rispettare le seguenti
prescrizioni:
- le barre vanno ancorate oltre la faccia opposta a quella di
intersezione, oppure rivoltate verticalmente in corrispondenza di
tale faccia;
- la lunghezza di ancoraggio va calcolata in modo da sviluppare una
tensione nelle barre pari a 1,25 fyk, e misurata a partire da una
distanza pari a 6 diametri dalla faccia del pilastro verso l'interno.
Lungo le armature longitudinali del pilastro che attraversano i
nodi devono esser disposte staffe di contenimento in quantita' almeno
pari alla maggiore prevista nelle zone del pilastro inferiore e
superiore adiacenti al nodo.
Questa regola puo' non essere osservata quando nel pilastro si
innestano travi su ciascuna delle quattro facce.
4. Pareti
4.1 Definizione e limiti geometrici
Si definiscono pareti gli elementi portanti verticali quando il
rapporto tra la minima e la massima dimensione della sezione
trasversale e' inferiore a 0,3.
Lo spessore delle pareti deve essere generalmente non inferiore a
150 mm, oppure a 200 mm nel caso previsto al par. 4.3 (armature ad X
nelle travi di collegamento).
4.2 Armature
Le armature, sia orizzontali che verticali, devono esser disposte
su entrambe le facce della parete.
Le armature presenti sulle due facce devono esser collegate con
legature in ragione di almeno sei ogni metro quadrato.
Il passo tra le barre deve essere non maggiore di 30 cm.
Il diametro delle barre deve essere non maggiore di un decimo
dello spessore della parete.
Il rapporto geometrico (pigreco) dell'armatura totale verticale
deve essere compreso tra i seguenti limiti:
0,25% (minore uguale) (ro greco) (minore uguale) 4%
qualora il rapporto tra altezza e lunghezza della parete non sia
maggiore di 4, altrimenti
1% (minore uguale) (ro greco) (minore uguale) 4%
Uguali condizioni vanno rispettate per l'armatura orizzontale.
Una armatura trasversale orizzontale piu' fitta va disposta alla
base della parete per un'altezza pari alla lunghezza in pianta (l)
della parete stessa, in vicinanza dei due bordi per una lunghezza
pari a 0,20l su ciascun lato.
In tali zone l'armatura trasversale deve esser costituita da
tondini di diametro non inferiore a 8 mm, disposti in modo da fermare
tutte le barre verticali con un passo pari a 10 volte il diametro
della barra ma non inferiore a 25 cm.
4.3. Travi di collegamento
Le travi di collegamento di pareti accoppiate vanno verificate
con i criteri previsti per le travi normali delle strutture
intelaiate purche' il rapporto tra luce netta ed altezza sia
superiore a 3.
Quando tale condizione non e' soddisfatta esse devono essere
armate a flessione con armatura doppia simmetrica; la stessa armatura
trasversale richiesta per assorbire il taglio deve essere disposta
anche longitudinalmente in modo da costituire due reti a maglia
quadrata disposte sulle due facce.
Se il valore della tensione tangenziale di calcolo,
Vd
(taf greco)d = -------- eccede il limite seguente:
b(per)h
(taf greco)d = 3 (per) (taf greco)0
tutto il taglio deve essere assorbito da un'armatura ad X che
attraversa diagonalmente la trave e si ancora nelle due pareti
adiacenti.
Ciascuno dei due fasci di armatura deve essere racchiuso da
armatura a spirale o da staffe di contenimento con passo non
superiore a 100 mm.
In questo caso, in aggiunta all'armatura diagonale sara' disposta
su ciascuna faccia della trave una rete di diametro 10 mm a maglia
quadrata di lato 10 cm, ed armatura corrente di 2 barre da 16 mm ai
bordi superiore ed inferiore.
Gli ancoraggi delle armature nelle pareti saranno del 50% piu'
lunghi di quanto previsto per le zone non sismiche.
Quando e' necessario adottare armature ad X lo spessore minimo
delle pareti accoppiate e delle travi deve essere non minore di 20
cm.
In ogni caso il valore della tensione tangenziale non puo'
eccedere il limite:
----> Vedere a Pag. 27 del S.O. <----
ALLEGATO 2
INTERAZIONE FRA TELAI E PANNELLI MURARI DI TAMPONATURA
Modello di calcolo
1. Campo di validita' del procedimento esposto
Il procedimento di calcolo esposto nel presente allegato, puo'
essere ritenuto valido per riprodurre con sufficiente approssimazione
il comportamento di un elemento di telaio contenente una tamponatura
muraria e sottoposto all'azione di una forza laterale quando siano
soddisfatte le seguenti condizioni:
1. Il telaio e' costituito da elementi di cemento armato (o
metallici) adeguatamente collegati fra loro nei modi ed aderenti alla
tamponatura. Questa deve essere efficacemente collegata alla
intelaiatura in modo che ne sia assicurato il contatto e quindi
l'aderenza tale da garantire la trasmissione di sforzi normali e
taglianti oltre all'inamovibilita';
2. Il rapporto h/l (fig.1) fra i lati del pannello murario deve
essere compreso di norma tra 0,5 e 2,0;
3. Il rapporto h/t (fig.1) fra l'altezza e lo spessore (snellezza)
del pannello murario non deve essere superiore a 20;
4. Nel pannello di tamponatura non devono essere presenti aperture,
salvo che queste siano delimitate da intelaiature in cemento armato
atte a ricostituire la continuita' dei due tratti delle diagonali di
muratura come in seguito esposto.
2. Valutazione della deformabilita' laterale
Per la valutazione della deformabilita' laterale del sistema
composto da telaio e tamponatura, quindi per il calcolo della
ripartizione delle forze sismiche orizzontali fra gli elementi
resistenti, si puo' tener conto dell'effetto delle tamponature in
maniera sufficientemente approssimata considerando il funzionamento
di un puntone diagonale equivalente (fig.2). Tale puntone deve avere
lo spessore t della muratura e larghezza s uguale ad 1/10 della
lunghezza della diagonale. Si puo' considerare allora un sistema
equivalente formato dalle travi e dai pilastri del telaio, nonche'
dai suddetti puntoni diagonali considerati incernierati alle
estremita' (fig.3).
Ogni puntone avra' pertanto una rigidezza equivalente pari a:
(EA/d)eq = 0,1 (per) Em (per) t
in cui d = (radice quadrata)12 + h2 e' la lunghezza della diagonale,
mentre Em e' definito nel successivo punto 4.
3. Meccanismi di rottura dei pannelli murari
Il comportamento laterale di un telaio piano risente fortemente
dell'effetto di interazione prodotto dalle tamponature presenti nel
piano del telaio stesso, purche' queste siano ad esso efficacemente
collegate. Per poter fare affidamento su tale effetto, devono essere
soddisfatte le condizioni di seguito indicate:
1. il pannello e' contenuto nel piano medio del telaio;
2. le caratteristiche meccaniche dei materiai e gli spessori sono
tali da rendere soddisfatte le verifiche di resistenza; in
particolare sono da escludere le pareti in foglio, o costituite da
elementi con percentuale di foratura superiore al 45%;
3. e' assicurato il contatto con la struttura di cemento armato;
4. sono assenti aperture, a meno che le aperture siano adeguatamente
riquadrate;
5. hanno elevata resistenza all'azione sismica ortogonale al piano
del pannello.
Con riferimento ad una maglia del telaio interagente con un
pannello murario in essa contenuto ed avente spessore t, lunghezza l
ed altezza h (fig. 1), le ricerche sperimentali svolte hanno messo in
evidenza la possibilita' di tre meccanismi di rottura delle
murature. I tre meccanismi sono i seguenti:
a) rottura per scorrimento orizzontale dovuta alle tensioni
tangenziali agenti nella zona centrale della tamponatura, secondo lo
schema rappresentato nella figura 4a;
b) rottura diagonale per trazione, dovuta alle tensioni di
trazione inclinate, agenti anche esse nella zona centrale della
tamponatura (fig. 4 b);
c) rottura per schiacciamento locale degli spigoli della
tamponatura, dovuta alla concentrazione delle forze orizzontali di
interazione trasmesse dal telaio (fig. 4c).
La rottura della struttura di cemento armato verra' esaminata al
successivo punto 5.
4. Verifica della tamponatura
Le verifiche di resistenza relative alle tre condizioni di
rottura descritte al paragrafo precedente, in via approssimata,
possono essere condotte sulla base delle seguenti relazioni:
Verifica allo scorrimento orizzontale:
----> Vedere Formule da Pag. 29 a pag. 30 del S.O. <----
Nelle formule scritte, oltre alle dimensioni h, l, t del pannello
murario sono state indicate le seguenti grandezze:
Ho = forza sismica orizzontale agente sull'elemento di muratura
(componente orizzontale della forza agente nel puntone equivalente),
da valutare tenendo conto del coefficiente di struttura B;
fvko = resistenza caratteristica a taglio della muratura in assenza
di carichi verticali;
fk = resistenza caratteristica a compressione della muratura;
(theta greca) = arctg (h/l), angolo della diagonale del pannello
rispetto all'orizzontale;
(fi greca) = fattore di riduzione delle tensioni:
per verifiche alle tensioni ammissibili equivale a 2;
per verifiche agli stati limiti equivale a 1;
Ec = modulo di elasticita' di calcestruzzo;
Em = modulo di elasticita' della muratura;
I = momento di inerzia della sezione trasversale del pilastro
calcolato rispetto al suo asse ortogonale al piano della tamponatura
(in caso di pilastri di diversa sezione si assume il valore medio dei
due momenti di inerzia);
Per i valori delle caratteristiche di resistenza e dei moduli
elastici della muratura puo' farsi riferimento al D.M. 20.11.87
oppure a risultati di apposite indagini teorico - sperimentali,
chiaramente comprovati.
5. Verifica delle strutture di contenimento in cemento armato
5.1. Forze assiali nei pilastri.
Si deve tener conto delle variazioni delle forze assiali nei
pilastri che si calcolano applicando le forze sismiche orizzontali al
modello di struttura comprendente i puntoni equivalenti (fig.4).
5.2. Forze di taglio nei pilastri
Per la validita' delle considerazioni svolte e delle formule in-
dicate e' essenziale che la rottura per taglio dei pilastri non
preceda quella dei pannelli murari. Pertanto ciascun pilastro
adiacente ad un pannello di tamponatura deve essere verificato per
una forza tagliante pari al taglio su di esso calcolato secondo lo
schema indicato al punto 2., aumentato della forza orizzontale Ho
calcolata per la tamponatura.
5.3. Flessione nei pilastri
Ciascun pilastro che affianchi una tamponatura deve essere
verificato per un momento flettente pari al momento flettente su di
esso calcolato secondo lo schema indicato al punto 2. aumentato del
momento:
----> Vedere Formule da Pag. 31 a pag. 33 del S.O. <----
ALLEGATO 3
Edifici in muratura: Provvedimenti tecnici di intervento
Nella concezione ed esecuzione degli interventi di seguito
illustrati, particolare attenzione deve essere dedicata ai problemi
della durabilita'; in particolare, ove si utilizzino elementi
metallici, si consiglia l'uso di materiali autopassivanti o
adeguatamente protetti.
1. Pareti murarie
Per aumentare la resistenza di un elemento murario si puo'
ricorrere, in genere, ad uno o piu' dei seguenti provvedimenti:
- iniezioni di miscele leganti;
- applicazione di lastre in cemento armato o di reti metalliche
elettrosaldate e betoncino;
- inserimento di pilastrini in cemento armato o metallici in
breccia nella muratura;
- tirantature orizzontali e verticali.
Gli interventi localizzati sono sconsigliati come unico modo di
rafforzamento delle murature se non inseriti in un sistema generale
di riorganizzazione della struttura.
Devono essere eliminati o consolidati indebolimenti locali delle
pareti murarie in prossimita' degli innesti e degli incroci per
l'eventuale presenza di canne fumarie o vuoti di qualsiasi genere.
In caso di irregolare distribuzione delle aperture (vani di
finestre o porte) nei muri maestri, quando non sia possibile la loro
chiusura, con muratura efficacemente ammorsata alla esistente, si
deve provvedere alla cerchiatura delle aperture stesse a mezzo di
telai in cemento armato o metallici collegati alla muratura adiacente
tramite perforazioni armate.
2. Applicazione di tiranti
Ove non sia presente un efficace cordolo in cemento armato,
devono disporsi tiranti ancorati tramite piastre di dimensioni
opportune o di chiavi, che consentano una efficace cerchiatura
dell'edificio.
I tiranti possono essere realizzati con normali barre in acciaio
per armatura, piatti o profilati metallici o con trefoli in acciaio
armonico. Questi possono essere disposti sia orizzontalmente che
verticalmente, e devono essere estesi a tutta la dimensione della
parete.
Se i solai non sono in grado di assicurare un sufficiente
incatenamento delle pareti, si deve intervenire con tiranti
orizzontali, ancorati all'esterno delle pareti medesime. In
alternativa si possono far funzionare i solai come incatenamenti,
applicando alle travi ed ai travetti, se questi elementi possono
essere ritenuti idonei allo scopo, chiavi metalliche ancorate
all'esterno delle pareti.
L'uso di tiranti di acciaio, analogamente a quello dei cordoli di
piano, mira a migliorare lo schema strutturale tramite la
realizzazione di efficaci collegamenti tra le strutture murarie
portanti, assicurando un funzionamento monolitico del complesso
edilizio da consolidare.
Non risultano, peraltro, trascurabili i vantaggi che ne
conseguono nei riguardi della duttilita' e della risposta ultima alle
azioni sismiche se i tiranti sono presollecitati. Tuttavia, per
quanto riguarda in particolare la presollecitazione verticale, e'
opportuno che la tensione normale, nelle murature, non superi,
aggiunta alla precompressione, il valore di un quinto di quella di
rottura.
I tiranti possono essere posti in opera all'interno o all'esterno
delle murature. Nel primo caso (tiranti trivellati) essi sono
costituiti da trefoli d'acciaio armonico disposti inguainati entro
fori trivellati nello spessore delle murature. Nel secondo caso i
tiranti sono costituiti da barre, piatti o profilati in acciaio
paralleli sulle due facce della muratura ed ammorsati ad una piastra
in testa del muro per mezzo di un sistema a vite che consente di
imprimere uno stato di presollecitazione. Questo tipo di tiranti e'
prevalentemente usato nella disposizione orizzontale.
Gli elementi di contrasto sulle murature, sono di regola
costituiti da piastre metalliche che hanno il compito di distribuire
la forza indotta dal tirante sulla muratura evitando concentrazioni
di sforzi. Le tirantature orizzontali, adempiono inoltre, al compito
di legare le pareti ortogonali: a questo fine e' opportuno che le
teste dei tiranti siano collegate a piastre o a chiavi di dimensioni
adeguate alle caratteristiche di connessione.
I tiranti esterni sono costituiti da barre metalliche aderenti
alle murature o poste in scanalature ricavate sulla loro superficie
in modo da occultarne la vista. Anche qui, per i tiranti orizzontali,
e' opportuno disporre chiavi in testata, di dimensioni tali da
garantire una buona legatura tra le murature.
3. Iniezioni di miscele e leganti
L'adozione di iniezioni di miscele leganti, mira al miglioramento
delle caratteristiche della muratura da consolidare. A tale tecnica,
pertanto, non puo' essere affidato il compito di realizzare efficaci
ammorsature dei muri e quindi di migliorare, se applicata da sola, il
primitivo schema strutturale.
Le iniezioni possono essere eseguite con miscele cementizie,
semplici o addditivate, oppure a base di resine organiche.
Le miscele a base di resine saranno scelte adottando, in
generale, prodotti a basso valore di modulo elastico quanto
l'ampiezza media delle lesioni e' piccola e a piu' elevato valore di
detto modulo per riempimenti di zone estese.
a) Miscele a base di legante cementizio
La miscela da iniettare deve possedere le seguenti proprieta':
- buona fluidita';
- buona stabilita';
- tempo di presa opportuno;
- adeguata resistenza;
- minimo ritiro.
Tali proprieta', sono agevolmente conseguibili con le sospensioni
cementizie in acqua, semplici o con sabbie molto fini a granuli
arrotondati, caratterizzate da valori del rapporto acqua-cemento in
genere variabili da 0,6 a 1,2 e migliorate con l'aggiunta di additivi
fluidificanti ed espansivi antiritiro. Il cemento deve essere di
granulometria molto fine.
La scelta della pressione di immissione va fatta tenendo conto
che le dilatazioni trasversali prodotte dal fluido in pressione, a
causa delle eventuali discontinuita' della muratura nei piani
paralleli ai paramenti, potrebbero modificare negativamente la
configurazione di equilibrio raggiunta dalla costruzione.
In ogni caso le iniezioni devono essere fatte a bassa pressione,
eventualmente ricorrendo a fasi successive con pressioni via via
crescenti e vanno condotte iniziando dal basso, e procedendo con
simmetria.
Nel caso di murature incoerenti e caotiche, l'uso di questa
tecnica richiede la loro incamiciatura o il ricorso ad altri
provvedimenti cautelativi per non disperdere la miscela.
La tecnica operativa puo' essere articolata nelle seguenti fasi
di lavoro:
a) scelta dei punti in cui praticare i fori, effettuata in
funzione della diffusione delle fessure e della porosita' del muro;
in genere sono sufficienti 2-3 fori per m2;
b) asportazione dell'intonaco lesionato e stuccatura con malta
cementizia delle lesioni per evitare risorgenze di miscela;
c) esecuzione dei fori con perforazioni di diametro fino a 40 mm,
eseguite mediante trapani o sonde rotative;
d) posizionamento nei fori degli ugelli di immissione e
successiva sigillatura con malta di cemento;
e) immissione preliminare di acqua a leggera pressione, allo
scopo di effettuare il lavaggio delle sezioni filtranti e di saturare
la massa muraria;
f) iniezione della miscela.
Nel caso di dissesti localizzati in zone limitate puo' risultare
conveniente risanare dapprima a bassa pressione queste zone e poi
operare a pressione piu' elevata, nelle zone rimanenti.
b) Miscele a base di resine
Stante la forte dipendenza, per il buon esito dell'operazione,
dal dosaggio dei componenti base e dalle condizioni di esecuzione, si
consiglia l'uso delle iniezioni di miscele a base di resine nei soli
casi in cui risulti dimostrata la convenienza economica e si possa
fare ricorso ad operatori specializzati.
La tecnica operativa resta, comunque, non dissimile da quelle
gia' illustrate per le iniezioni cementizie alla quale si rimanda.
c) Iniezioni armate
Tale sistema di consolidamento prevede l'inserimento nella
muratura di un reticolo di barre metalliche, assicurandone la
collaborazione per aderenza mediante miscele cementanti. In
condizioni sfavorevoli, puo' essere necessario consolidare,
preventivamente la muratura mediante iniezioni semplici.
L'uso di questa tecnica e' consigliabile allorche' si debbano
realizzare efficaci ammorsature tra le murature portanti, nei casi in
cui non si possa ricorrere all'uso di altre tecnologie. In questo
caso le cuciture si realizzano mediante armature di lunghezza pari a
2 (piu' o meno) 3 volte lo spessore delle murature, disposte in fori
trivellati alla distanza di 40-50 cm l'uno dall'altro e
preferibilmente inclinati alternativamente verso l'alto e verso il
basso.
Le miscele leganti da impiegare sono dello stesso tipo di quelle
esaminate al punto a) con l'avvertenza che dovranno essere ancora
piu' accentuate le caratteristiche di aderenza ed antiritiro, oltre
che di resistenza, per poter contare sulla collaborazione fra arma-
ture e muratura, poiche' nel caso specifico le iniezioni sono
localizzate nelle zone piu' sollecitate.
4. Applicazione di lastre e reti metalliche elettrosaldate
L'intervento mira a conservare, adeguandola alle nuove esigenze,
la funzione resistente degli elementi murari, fornendo ad essi
un'adeguata resistenza a trazione e dotandoli di un grado piu' o meno
elevato di duttilita', sia nel comportamento a piastra che in quello
a parete di taglio.
E' opportuno che questo tipo di intervento venga esteso, con
particolari accorgimenti, in corrispondenza degli innesti murari,
onde realizzare anche una modificazione migliorativa dello schema
strutturale.
Il consolidamento si effettua con l'apposizione, possibilmente su
una o entrambe le facce del muro, di lastre cementizie opportunamente
armate e di adeguato spessore. Le armature sono costituite da barre
verticali ed orizzontali o da reti, nonche' da ferri trasversali
passanti nel muro che assicurino i collegamenti.
In relazione al tipo ed allo stato di consistenza della muratura,
a questo intervento puo' essere associata la iniezione in pressione,
nel corpo murario, di miscele leganti.
Su ciascun elemento murario l'intervento puo' ancora essere
dosato, sia operando per "fasce" verticali ed orizzontali, sia
limitandolo al solo rinforzo del perimetro dei vani porta o finestra
o adottando un sistema misto di rinforzo.
La tecnologia dell'intervento, di norma e' articolata nelle
seguenti operazioni:
1) preparazione delle murature, previa adeguata puntellatura:
asportazione dell'intonaco, riempimento delle cavita' esistenti con
particolare riguardo a quelle in prossimita' delle ammorsature tra i
muri, rifacimento a cuci-scuci;
2) spazzolatura e lavaggio con acqua od aria in pressione;
3) esecuzione delle perforazioni nella muratura per
l'alloggiamento delle barre trasversali di collegamento;
4) applicazione delle barre o delle reti di armatura su una o
entrambe le facce del muro, con adeguate sovrapposizioni e risvolti;
5) messa in opera di distanziatori dell'armatura dal muro, per
consentire il completo avvolgimento delle barre da parte della lastra
cementizia, di spessore adeguato e comunque non inferiore a 2 cm;
6) alloggiamento, nei fori, delle barre trasversali con adeguati
risvolti di ancoraggio;
7) l'inserimento dei collegamenti delle lastre cementizie agli
elementi resistenti di contorno (solai - cordoli - pareti trasversali
- fondazioni);
8) esecuzione della lastra cementizia per lo spessore prefissato,
dopo abbondante lavaggio della superficie muraria;
9) esecuzione delle eventuali iniezioni nei muri, effettuate con
pressioni che, per la presenza delle lastre armate aventi funzione di
contenimento, possono essere anche elevate, fino a 2 (piu' o meno) 3
kg/cm2.
5. Inserimento di cordoli e pilastrini
Tale tecnica non differisce, nella finalita', da quella
precedentemente illustrata.
Il concetto informatore e' quello dell'introduzione nelle
murature di elementi resistenti - atti a confinare la muratura o
dotarla di duttilita' strutturale - in modo discontinuo e
concentrato, anziche' diffuso.
Per tale motivo e' consigliabile l'adozione di questa tecnica
quando si debba operare con murature a blocchi squadrati (mattoni,
pietre lavorate) o comunque di discreta consistenza, risultando per
conto sconsigliabile per interventi su murature di costituzione
caotica e con malta degradata.
Il funzionamento dell'insieme strutturale si modifica
profondamente in senso positivo, solo se gli elementi in cemento
armato o in acciaio, sono convenientemente organizzati fra loro ed in
rapporto alla muratura, come puo' ottenersi eseguendo una serie di
cordoli verticali ed orizzontali tutti collegati fra loro.
L'inserimento di pilastrini, in breccia e' effettuato a distanze
regolari (circa 2 m). Si crea uno scasso per circa 15 cm all'interno
della muratura e si realizza l'ancoraggio, per mezzo di staffe
passanti o di spaccature distribuite lungo l'altezza.
Per la realizzazione di cordoli a tutto spessore, e' necessario
procedere al taglio a forza della muratura, operando per campioni o
globalmente.
Nel primo caso di affida la resistenza del pannello murario
durante le fasi realizzative alle porzioni di murature integre o gia'
trattate; nel secondo caso occorre disporre appositi sostegni
(eventualmente martinetti) ai quali e' delegato il compito di
sostenere i carichi verticali durante la costruzione del cordolo.
Per i cordoli di tipo a spessore parziale e' necessario
predisporre tagli passanti per realizzare poi collegamenti di
ancoraggio e sostegno; se due cordoli cingono la muratura al medesimo
livello, tali collegamenti hanno sagoma cilindrica, mentre se il
cordolo e' da un solo lato, tali collegamenti sono conformati a mo'
di tronco di piramide con dimensione maggiore verso l'esterno.
L'armatura metallica e' costituita da una gabbia formata da barre
longitudinali e staffe, con un minimo di 4 (diametro) 12 e staffe
(diametro) 6 ogni 30 cm.
Nei cordoli a tutto spessore, realizzati globalmente, i
martinetti a vite restano inglobati nel getto.
L'esecuzione di cordoli e pilastrini in acciaio avviene con
modalita' analoghe a quelle sopra indicate, assicurando la
collaborazione con la muratura mediante opportune zancature.
6. Archi e volte
Gli archi e le volte devono essere muniti di cinture, chiavi e
tiranti, posti convenientemente in tensione, ed atti ad assorbire
integralmente le spinte, a meno che le murature di sostegno abbiano
spessori sufficienti a sopportare le spinte, valutate tenendo conto
anche delle azioni sismiche.
Qualora occorra risanare o rinforzare le volte, e' possibile
intervenire con la tecnica delle iniezioni di miscele leganti meglio
se integrate da perforazioni armate.
Nel caso delle volte di luce non molto grande, un valido sistema
di rafforzamento consiste nel costruire in aderenza un guscio
portante, generalmente estradossato, realizzato da una rete metallica
elettrosaldata chiodata alla struttura da rinforzare e da uno strato
di malta antiritiro ad elevata resistenza o di miscele di resine.
L'intervento deve essere preceduto da una accurata pulitura della
superficie, in aderenza alla quale si esegue il rinforzo, con aria
compressa ed eventualmente qualora si impieghino malte cementizie,
con acqua, nonche' dalla sigillatura delle lesioni macroscopiche.
Con tale procedimento, in particolare, e' possibile evitare
interventi sulla superficie di intradosso, il che assume fondamentale
importanza allorche' questa ultima sia affrescata o presenti,
comunque, caratteristiche estetiche da non alterare.
Gli archi e le volte che siano interessati da gravi dissesti, se
realizzati con muratura di non buona consistenza e fattura, devono
essere eliminati.
7. Solai
Il restauro statico del solaio deve puntare al soddisfacimento
dei seguenti requisiti fondamentali:
- resistenza adeguata ai carichi previsti in fase di
utilizzazione;
- in relazione a detti carichi, rigidezze (trasversali e nel
proprio piano) sufficienti ad assicurare sia la funzionalita' in
esercizio dell'elemento strutturale, sia la funzione di diaframma di
collegamento e ripartizione tra le strutture verticali;
- collegamento efficace con le murature verticali, agli effetti
delle trasmissioni degli sforzi.
I primi due requisiti, nel caso di solai in legno, possono essere
agevolmente realizzai, ad esempio, inchiodando al tavolato esistente
uno strato di tavole ortogonali alle precedenti di conveniente
spessore (S (maggiore uguale) 3 cm) oppure, realizzando una soletta
di calcestruzzo armato di sufficiente spessore per assicurare
resistenza e rigidezza alla struttura mista finale (legno - cemento
armato).
Qualora i solai siano deteriorati, si da non possedere adeguata
rigidezza nel proprio piano, essi devono essere sostituiti o
rinforzati.
Nel caso si impieghino travetti prefabbricati in cemento armato
ordinario o precompresso, si deve disporre una apposita armatura di
collegamento dei travetti alle strutture perimetrali in modo da
costituire un efficace ancoraggio sia agli effetti della trasmissione
del momento negativo, sia della forza di taglio che delle azioni
normali alla parete.
L'ancoraggio alle murature verticali puo' essere realizzato con
l'esecuzione di un cordolo in cemento armato, di altezza non
inferiore a quella del solaio in corrispondenza di ciascun
orizzontamento, oppure con il consolidamento della muratura in
corrispondenza degli orizzontamenti mediante iniezioni di miscele
leganti armate. In quest'ultimo caso le perforazioni possono essere
eseguite trasversalmente alle murature, con andamento incrociato e
inclinazione tale da interessare un'altezza pari almeno a quella del
solaio, oppure orizzontalmente e parallelamente all'asse della
muratura, completandole in tal caso, eventualmente, con cuciture
d'angolo, in modo da legare solidamente tutti gli elementi componenti
la compagine strutturale.
In alternativa, per le strutture piu' modeste puo' essere
sufficiente anche un collegamento discontinuo che, nel caso di solai
in legno, puo' realizzarsi mediante piatti metallici d'ancoraggio
chiodati alle travi, passanti in fori predisposti nei muri e
successivamente sigillati con malta cementizia.
Infine per solai in legno con cappa in calcestruzzo e solai
latero-cementizi di nuova costruzione, un sufficiente collegamento
puo' essere costituito da un cordolo continuo in cemento armato a
spessore parziale o semplicemente in aderenza, provvisto di cunei di
ancoraggio passanti attraverso le murature ed opportunamente armati.
8. Scale
Le scale in muratura a sbalzo, cioe' quelle aventi gli scalini o
la sottostruttura incastrati nei muri di gabbia da un lato e liberi
dall'altro, devono essere di regola sostituite con scale in cemento
armato o in acciaio. Possono tuttavia essere conservate soltanto se
prive di lesioni e dopo averne verificata l'efficienza a mezzo di
prove di carico.
Quando necessita' ambientali-architettoniche richiedano la
conservazione di scale a sbalzo staticamente non sicure, potranno
adottarsi rinforzi con strutture metalliche oppure cementizie. In
quest'ultimo caso dovra' porsi massima cura affinche' gli sforzi di
trazione, presenti sulla struttura muraria delle scale, siano
completamente assorbiti da armature opportunamente inserite, ancorate
alla muratura perimetrale e suggellate con malte cementizie
antiritiro o epossidiche.
9. Coperture
I tetti devono essere resi non spingenti. Negli interventi di
semplice miglioramento occorre, in particolare, assicurarsi della
capacita' di resistere alle azioni orizzontali da parte delle
murature perimetrali ed interne che spiccano dall'ultimo solaio per
sostenere il tetto e di realizzare un efficace collegamento fra le
strutture del tetto e le murature su accennate. Nel caso di tetti in
legno si deve garantire anche una adeguata connessione fra i diversi
elementi costituenti l'orditura.
Gli elementi sporgenti dalle coperture (comignoli, abbaini,
parapetti, torrini, antenne, ecc.) devono essere ben fissati alla
base e, se necessario, controventati.
I provvedimenti intesi ad ottenere l'adeguamento sismico possono
essere i seguenti:
- costruzione di cordoli di sottotetto in c.a. per la
ripartizione delle forze trasmesse alla muratura dagli elementi
strutturali lignei e cerchiatura dell'edificio in sommita';
- applicazione di un tavolato di sottotetto in legno o di croci
di Sant'Andrea per irrigidire la struttura nel piano di falda;
- applicazione di catene in ferro e/o in legno.
Qualora, per motivi di particolare pregio architettonico o per
l'ottimo stato di conservazione della copertura, non risulti
conveniente la creazione di cordoli in cemento armato di sommita', si
puo', in via del tutto eccezionale, procedere al rinforzo della
muratura che spicca dall'ultimo piano (compresi gli eventuali
timpani) mediante iniezioni e cuciture armate o incorniciatura con
lastre di cemento armato; particolare cura si deve porre comunque per
realizzare efficaci collegamenti dell'orditura principale lignea con
la muratura cosi' rinforzata.
10. Fondazioni
Nella maggior parte degli edifici in muratura, la struttura di
fondazione e' sostanzialmente coincidente con l'edificio stesso.
Pertanto gli eventuali interventi sono prevalentemente di tipo
localizzato, tendenti a sanare eventuali situazioni di debolezza
puntuali.
Nel caso di inserimento nell'edificio di una nuova muratura, la
sua fondazione deve essere ammorsata in quella delle murature
esistenti mediante un opportuno innesto.
La riduzione della pressione di contatto edificio-terreno puo'
ottenersi, in generale, ampliando la base del fabbricato mediante
placcaggi in conglomerato cementizio a getto od a spruzzo
convenientemente armati, applicati da uno o da entrambi i lati della
muratura.
L'efficacia di tale intervento e' peraltro legata alle
caratteristiche di compressibilita' del terreno e alle modalita'
esecutive.
In quei particolari casi in cui il terreno di fondazione sia di
scadenti proprieta' fisico-meccaniche, puo' essere necessario
riportare i carichi in profondita' mediante pozzi o pali. Si possono
usare pali di normale diametro opportunamente collegati alle
strutture, ovvero si possono utilizzare pali di piccolo diametro
eventualmente eseguiti attraverso le strutture esistenti cosi' da
collegarsi ad esse, per poi approfondirsi nel terreno sottostante.
Per i pali di regola si adotta il sistema di trivellazione a
rotazione, che non comporta scuotimenti pericolosi per strutture gia'
in fase di dissesto.
ALLEGATO E
Edifici in cemento armato: Provvedimenti tecnici di intervento
Nella concezione ed esecuzione degli interventi di seguito
illustrati, particolare attenzione deve essere dedicata ai problemi
della durabilita'; in particolare, ove si utilizzino elementi
metallici, si consiglia l'uso di materiali autopassivanti.
1. Generalita'
I provvedimenti tecnici descritti in questa parte, riguardano
prevalentemente le modalita' esecutive a carattere locale, che
possono costituire le singole fasi di realizzazione degli interventi.
Il progetto generale dell'intervento che considera il comportamento
globale del fabbricato in fase sismica, rimane il fattore principale
che assicura la buona riuscita dell'opera, dal quale pertanto non e'
mai possibile prescindere e dalla cui organicita', i singoli
interventi devono derivare.
2. Strutture in elevazione
Per la riparazione ed il rafforzamento locale delle strutture in
elevazione, si puo' ricorrere ad uno o piu' dei seguenti
provvedimenti tecnici:
- iniezioni di miscele leganti;
- ripristino localizzato con conglomerati;
- ripristino e rinforzo dell'armatura metallica;
- cerchiature di elementi strutturali;
- integrazione di armatura con l'applicazione di lamiere
metalliche;
- rinforzo con tiranti.
Nei casi in cui l'intervento consista nel ripristinare strutture
cementizie per porzioni o tratti di entita' considerevoli puo' essere
usato calcestruzzo ordinario, che abbia resistenza e modulo elastico
non troppo diversi da quelli del calcestruzzo esistente; l'aderenza
del getto all'elemento da riparare puo' essere migliorata mediante
l'applicazione di uno strato adesivo.
Per conciliare le esigenze di elevata resistenza e buona
lavorabilita' dei getti puo' essere opportuno usare additivi
fluidificanti (che in genere migliorano anche l'adesione al materiale
preesistente).
Idoneo, in generale, e' anche l'uso di calcestruzzi o malte con
additivi che realizzano un'espansione volumetrica iniziale capace di
compensare o addirittura di superare il ritiro.
Questo accorgimento permette di creare modesti stati di coazione,
benefici per l'inserimento dei nuovi getti; e' peraltro essenziale
utilizzare casseri contrastanti.
2.1. Iniezioni con miscele leganti
Le iniezioni sotto pressione, di materiali (miscele cementizie e
di resine) di opportuno modulo elastico e con spiccate proprieta' di
aderenza al calcestruzzo ed all'acciaio, possono essere usate
soltanto per la risarcitura di lesioni la cui apertura non superi i
3-4 mm.
L'impiego di resine migliora la resistenza sia a compressione che
a trazione. Il materiale si presta bene ad essere usato per iniezioni
anche mescolato con inerti fini. In funzione di molti fattori, fra
cui anche il tipo di inerti, si ottengono moduli elastici molto
variabili (da 20.000 kg/cm2 a valori simili a quelli del calcestruzzo
ordinario).
Le caratteristiche finali delle miscele dipendono sensibilmente,
tra l'altro, dalle condizioni ambientali (temperature ed umidita)
nelle quali avviene la loro maturazione. Pertanto, e' raccomandabile
che lo studio delle modalita' di preparazione tenga conto delle
effettive condizioni ambientali prevedibili e che si provveda, in
sede di esecuzione, al controllo delle condizioni stesse,
eventualmente con misurazioni della temperatura e dell'umidita'.
Risarciture di lesioni localizzate di piccola entita' sono
effettuabili con miscele prevalentemente di resine con viscosita' e
pressioni dipendenti dalle ampiezze delle stesse. Si raccomanda di
usare pressioni non troppo elevate per non indurre stati di coazione
eccessivi nell'elemento iniettato. Si sconsigliano iniezioni di
resina per lesioni rilevanti per evitare eccessivi riscaldamenti
prodotti dalla polimerizzazione della miscela.
Le operazioni da effettuare sono:
a) pulizia della polvere o dalle altre impurita' delle superfici
danneggiate con l'eliminazione del materiale disgregato;
b) pulizia in profondita' con aria o acqua in pressione;
c) sigillatura delle lesioni con stucco o intonaco e
predisposizione di tubicini di ingresso della miscela che e'
costituita generalmente da resina pura o debolmente caricata.
La tecnica descritta e' altresi' da evitare nel caso di lesioni
molto piccole (ad esempio attorno al decimo di millimetro) perche'
l'iniezione diventa difficoltosa e richiede pressioni elevate, con
esito incerto e possibilita' di effetti negativi difficilmente
controllabili sulle parti di struttura lesionate. In questi casi si
raccomanda di non fare affidamento sul completo ripristino della
continuita' dell'elemento fessurato, ma solo su una percentuale
cautelativa che tenga conto appunto della probabile presenza di
lesioni e distacchi non iniettati.
2.2. Ripristino localizzato con conglomerati
Nel caso di lesioni di apertura superiore ai 3-4 mm ovvero quando
il calcestruzzo si presenta fortemente degradato o frantumato si
ricorre al ripristino dell'elemento danneggiato mediante il getto
localizzato di conglomerato, che potra' essere, a seconda dei casi,
di tipo ordinario, di tipo additivato con spiccata proprieta' di
aderenza al preesistente calcestruzzo ed alle armature di tipo
spruzzato (gunite, spritzbeton, ecc.) adoperabile soltanto su nuclei
integri e per spessori non eccessivi, e del tipo composto da resine.
Qualsiasi intervento deve essere preceduto dalla scarificazione
nel calcestruzzo con la rimozione di tutte le parti disgregate.
La riparazione con getto di calcestruzzo, ordinario o con
additivi, e' la piu' frequente nel caso che si presenti parziale
disgregazione del materiale (eventualmente evidenziabile anche con
debole percussione).
Eseguite le occorrenti puntellature o tirantature provvisorie, si
procede nella maniera seguente:
a) eliminazione di tutte le parti disgregate o parzialmente
espulse ponendo attenzione a non danneggiare le armature presenti;
b) eventuale iniezione della parte messa a nudo;
c) pulizia della superficie con aria compressa e lavaggio; se si
rende necessario l'inserimento di nuove armature, dopo l'operazione
indicata alla lettera a) si prosegue con le operazioni appresso
elencate;
d) messa in opera di nuove armature mediante saldatura alle
preesistenti, semplice legatura con spinotti o con barre infilate in
fori trapanati nella parte di calcestruzzo indenne (successivamente
iniettati); quest'ultimo intervento e' da effettuare quando non si
ritenga sufficiente per il collegamento tra vecchio e nuovo, la sola
aderenza del calcestruzzo o la resistenza dell'adesivo spalmato prima
del getto;
e) posizionamento dei casseri e loro eventuale contrasto;
f) eventuale spalmatura di adesivo tra vecchio calcestruzzo e
nuovo getto;
g) esecuzione del getto di calcestruzzo e di malta, prima che
l'eventuale adesivo abbia iniziato la polimerizzazione; una tecnica
analoga utilizzabile quando il danno si limita al copriferro o poco
di piu', consiste nella applicazione di una intonacatura con malta
cementizia a ritiro compensato, posta in opera mediante spruzzatura.
Questo tipo di applicazione (opportuno per spessori non superiori
a 3 centimetri) e' conveniente nella riparazione delle pareti di
cemento armato. In questo caso la riparazione si effettua applicando
uno o piu' strati di rete elettrosaldata e collegando i due strati
con barre, spinotti o gabbie staffate passanti attraverso la parete;
i collegamenti sono completati iniettando i fori di attraversamento.
Il materiale per la ricostruzione dell'elemento puo' essere anche
malta di resina con il vantaggio di avere una resistenza e
un'adesione elevate, ma con la possibilita' di introdurre una zona
con moduli elastici e resistenze generalmente diversi da quelli del
calcestruzzo.
2.3. Ripristino e rinforzo dell'armatura metallica
Ove necessario, le armature vanno integrate. Particolare cura va
posta all'ancoraggio delle nuove armature ed alla loro
solidarizzazione all'elemento esistente.
Il rinforzo puo' essere realizzato localmente con l'aggiunta di
nuove barre, od interessare l'intera struttura, con l'inserimento di
elementi aggiuntivi in cemento armato o in acciaio, resi collaboranti
con quelli esistenti. In presenza di pilastri fortemente danneggiati
alle estremita', la riparazione deve comportare anche il rinforzo
delle armature longitudinali e trasversali.
Il getto di completamento puo' essere eseguito con malta o
calcestruzzo a stabilita' volumetrica oppure con malta o calcestruzzo
ordinari assicurando in ogni caso l'aderenza tra il nuovo e il
vecchio calcestruzzo.
Il rinforzo dei nodi trave-pilastro deve assicurare il
miglioramento dell'ancoraggio delle armature, e una continuita'
meccanica sufficiente a trasmettere gli sforzi massimi sopportabili
dalle sezioni di estremita' interessate, contenere il conglomerato e
le armature nei riguardi della espulsione trasversale, mediante
opportuna staffatura.
Quando i nodi trave-pilastro sono tanto danneggiati da rendere
tecnicamente difficile la loro riparazione, la funzione statica degli
elementi strutturali convergenti nei nodi deve essere attribuita ad
altri elementi portanti dell'ossatura.
Per ripristinare l'efficienza di barre ingobbate, occorre un
provvedimento diretto di riparazione costituito, ad esempio, da
saldatura di spezzoni di barre o di angolari a cavallo del tratto
danneggiato e da inserimenti di armature trasversali per ridurre la
lunghezza libera di inflessione.
Il caso di un insufficiente o mal disposto ancoraggio delle barre
dei pilastri si puo' risolvere con armature saldate passanti entro
fori praticati attraverso i nodi, e successivamente ricoperti con
malta cementizia a ritiro compensato o epossidica e/o con iniezioni
di resina. Nuove barre possono essere saldate anche in elementi
inflessi a cavallo delle sezioni danneggiate per difetto di armature
longitudinali, con adeguato prolungamento per l'ancoraggio.
In elementi sottoposti a forze di taglio e nei nodi dei telai
possono essere applicate staffe o collari per quanto possibile
perpendicolari alla lesione. Le armature vanno poi protette da
intonaco cementizio a ritiro compensato.
In ogni caso gli ancoraggi delle barre e le loro giunzioni
mediante saldatura sono migliorati dal confinamento realizzato da una
fitta armatura trasversale che avvolga la zona trattata.
Per l'acciaio in barre, quando ne sia previsto il collegamento
alle armature esistenti tramite saldature, si raccomanda di
controllare la saldabilita', sia delle esistenti che di quelle
aggiuntive, o meglio la capacita' di sopportare l'unione senza
divenire fragile.
2.4. Cerchiatura di elementi strutturali
L'effetto della "cerchiatura" si ottiene con staffe o altre arma-
ture trasversali di contenimento. Esso ha lo scopo di contrastare le
deformazioni trasversali del calcestruzzo, prodotte dalle tensioni di
compressione longitudinali, migliorandone le caratteristiche di
resistenza e di duttilita'.
Queste armature possono essere collari di lamierino, ovvero
eliche di filo d'acciaio, oppure vere e proprie strutture di
carpenteria metallica, calastrellate o piu' raramente reticolate. Le
armature esterne devono essere protette mediante intonaco cementizio
o gunite armata con rete.
Una cerchiatura si realizza anche con la messa in opera di arma-
ture trasversali generalmente chiuse, quali staffe (eventualmente
saldate), spirali, collari o profilati saldati a formare una
struttura chiusa.
2.5. Integrazioni di armatura con l'applicazione di lamiere
metalliche
Un'armatura aggiuntiva, se necessaria, puo' essere realizzata
mediante piastre di acciaio, applicate sulla superficie dell'elemento
strutturale da riparare o da rinforzare ed a questo solidarizzate
opportunamente.
Nel caso di piastre sollecitate a taglio o compressione, deve
porsi attenzione al pericolo di instabilita'; in ogni caso, questa
tecnica comporta un aumento della rigidezza dell'elemento riparato,
di cui si deve tener conto nei calcoli.
Le piastre devono essere opportunamente protette dalla
corrosione.
Tale tecnica consiste nella solidarizzazione tramite incollaggio
e chiodature di lamiere o profilati su elementi in cemento armato.
Questo provvedimento puo' essere usato in casi particolari in cui non
sono applicabili metodi tradizionali; ne puo' essere giustificato
l'impiego ad esempio quando si riscontrino:
a) danni nella parte tesa di elementi inflessi. In questo caso la
lamiera ha funzione di armatura tesa e la resina, e i chiodi,
assicurano la trasmissione delle forze di scorrimento;
b) danni in zone sottoposte a taglio. In questo caso la lamiera
e' posta in genere a cavallo fra zona tesa e compressa; in
quest'ultima vanno posti i connettori di collegamento trasversale per
prevenire fenomeni di instabilita' delle lamiere stesse. Alla lamiera
viene affidato il compito di trasmettere le forze di scorrimento.
c) danni per eccessiva trazione o nelle zone di ancoraggio delle
barre di armatura;
L'incollaggio delle lamiere e' ammesso quando il conglomerato
presenta buone caratteristiche di resistenza.
In ogni caso le operazioni consistono in:
1) pulizia della superficie da incollare previa asportazione
dello strato di calcestruzzo degradato mediante energica azione di
spicconatura e di martellinatura;
2) applicazione di successivi strati di malta di resina per
regolarizzare, ove necessario, la superficie (si raccomanda di non
superare, per lo spessore di ogni strato, valori intorno a 5 - 6
mm);
3) incollaggio delle lamiere con adesivo spalmato. Le lamiere
devono essere tenute in sito con chiodi ad espansione con puntelli
forzanti fino ad indurimento;
4) in alternativa al punto 3) possono impiegarsi lamiere con suc-
cessive iniezioni di resina;
5) protezione delle lamiere con prodotti anticorrosivi.
Il rinforzo di elementi in cemento armato puo' conseguirsi
mediante tiranti di acciaio posti in tensione seguendo la tecnica
della precompressione, oppure delle chiodature pretese.
In ogni caso deve verificarsi che l'intervento non provochi stati
di coazione.
3. Fondazioni
In consolidamento delle fondazioni puo' in genere conseguirsi:
- con la costruzione, ove possibile di travi in cemento armato
per il collegamento dei plinti nelle due direzioni in guisa da
realizzare un reticolo orizzontale di base;
- con la costruzione di setti in cemento armato al livello di
primo interpiano si da costruire nel suo complesso una struttura
scatolare rigida;
- con l'approfondimento delle strutture fondali mediante pali di
piccolo o medio diametro, fortemente armati;
- con l'allargamento della base d'appoggio mediante
sottofondazione in cemento armato oppure mediante la costruzione di
cordolature laterali in cemento armato;
- con rinforzi localizzati delle strutture di fondazione
(fasciature in acciaio od in cemento armato presollecitato,
cerchiature ecc.).
Nei casi in cui l'intervento consista nel ripristinare strutture
cementizie per porzioni o tratti di entita' considerevoli puo' essere
usato calcestruzzo ordinario, che abbia resistenza e modulo elastico
non troppo diversi da quelli del calcestruzzo esistente; l'aderenza
del getto all'elemento da riparare puo' essere migliorata mediante
l'applicazione di uno strato adesivo. Per conciliare le esigenze di
elevata resistenza e buona lavorabilita' dei getti puo' essere
opportuno usare additivi fluidificanti (che in genere migliorano
anche l'adesione al materiale preesistente).
Idoneo, in generale, e' anche l'uso di calcestruzzi o malte con
additivi che realizzano un'espansione volumetrica iniziale capace di
compensare o addirittura di superare il ritiro.
Questo accorgimento permette di creare modesti stati di coazione,
benefici per l'inserimento dei nuovi getto; e' peraltro essenziale
utilizzare casseri contrastanti.