Metodi di calcolo per le murature

L’introduzione delle nuove norme del 2008 ha introdotto molte novità per tutte le tipologie costruttive, ma per gli edifici in muratura ha introdotto più dubbi che certezze, in particolare modo per quanto riguarda il calcolo non lineare, ma anche per il calcolo lineare le cose non sono affatto semplici.

Per analizzare un edificio in muratura con una precisione di calcolo simile e paragonabile a quella ottenuta con i programmi strutturali per gli edifici in C.A. o in acciaio sarebbe necessario utilizzare programmi agli elementi finiti a 4 o 8 nodi, in campo non lineare, con materiale non resistente a trazione, in grado di valutare la deformazione a taglio negli elementi in due direzioni tra loro perpendicolari.

Per essere a norme, dovrebbe inoltre non considerare setti con snellezza inferiore a 0,3.

Anche se avessimo un programma così fatto, sarebbe difficile verificare gli elementi, perchè tutte le sollecitazioni sarebbero espresse nelle direzioni principali e dovrebbero essere riportate nei piani di verifica con verifiche in una sola direzione. Niente è impossibile, ma qui siamo molto vicini.

Un metodo di calcolo alternativo, presentato spesso come la soluzione migliore e risolutiva, è quello definito del “Telaio equivalente”, che in pratica adatta i programmi di calcolo per telai in modo che verifichino edifici in muratura, con grossissime semplificazioni sulla geometria dei nodi.

In pratica i nodi derivanti dall’intersezione dei maschi murari e delle fasce di piano sono considerati infinitamente rigidi, in modo simile a quanto succede per i nodi trave-pilastro negli edifici in C.A.

Il problema è che questi nodi rigidi non lo sono affatto, perchè per edifici normali in muratura, quali ad esempio edifici rurali con piccole finestre, le fasce di piano hanno complessivamente una deformazione orizzontale a taglio che è dell’ordine di grandezza della deformazione dei maschi sottostanti e non è per niente trascurabile.

Arriviamo all’assurdo che un setto nel quale venga aperta una piccola finestra ha, dopo l’apertura, una rigidezza superiore a quella che aveva quando era intero!

In realtà possiamo vedere che un modello a mensole incastrate è molto più vicino ad un calcolo non lineare che non il telaio equivalente, almeno per edifici con setti tozzi.

Per quanto riguarda le NTC 2008, le norme propongono il sistema PushOver semplificato basato sul sistema del pendolo equivalente. Questo sistema, adatto ad edifici in C.A. o acciaio, dove tra l’altro si formano dei cinematismi di collasso abbastanza precisi e prevedibili, non è affatto di facile applicazione negli edifici in muratura, specialmente nel caso di edifici esistenti, non è inoltre facile capire dove sono i problemi e come risolverli nel caso in cui l’edificio non sia verificato.

Fortunatamente la circolare ministeriale 02/02/2009, n.617 ha introdotto un metodo di calcolo non lineare specifico per le murature, con semplificazioni significative sia per quanto riguarda la verifica delle murature che per quanto riguarda i criteri di applicazione delle azioni sismiche.

Il principio di base è la ricerca della capacità sismica massima dell’edificio, questa capacità è confrontata con l’azione sismica effettiva, che non deve essere superiore all’80% della capacità massima.