Progettazione antisismica con blocchi cassero
L’intonaco armato è una tecnica di miglioramento delle caratteristiche delle murature molto usata per gli interventi di ristrutturazione degli edifici in muratura esistenti. Consiste in pratica nell’applicare sui due lati della muratura delle reti metalliche o FRP collegate tra loro.
Il modo in cui l’intonaco armato migliora le caratteristiche delle murature è triplice:
- Miglioramento delle caratteristiche della muratura per effetto del placcaggio e del confinamento del materiale.
- Introduzione di elementi strutturali resistenti a trazione, quali reti metalliche e reti GFRP, mentre la muratura ordinaria non è considerata resistente a trazione.
- Aumento dello spessore strutturale della muratura. Mentre l’intonaco normale non è considerato ai fini strutturali, l’intonaco armato è a tutti gli effetti parte integrante della struttura del setto.
Le norme NTC 2018, come quelle del 2008, propongono, per la valutazione delle caratteristiche della muratura placcata su due lati con intonaco armato, dei coefficienti di amplificazione per i vari tipi di muratura. Tali coefficienti vengono moltiplicati per i valori caratteristici di rigidezza e resistenza del materiale di base per ottenere le caratteristiche della muratura rinforzata.
La tabella proposta dalle norme è la seguente:
I coefficienti correttivi variano tra 1,5 a 2,5 in funzione del tipo di muratura. Le norme indicano di diminuire questi valori nel caso di murature di grande spessore (> 70 cm), perché è evidente la minore influenza della placcatura in proporzione alla muratura ed è meno efficace l’azione di confinamento del materiale. C’è da dire che, per motivi esattamente opposti, nel caso di murature di piccolo spessore, quali ad esempio murature con mattoni ad una testa, i coefficienti dovrebbero essere aumentati.
Spessore della muratura con intonaco armato
Nel parlare con gli utilizzatori dei programmi DomusWall e iT-cerchiature, è venuto fuori ogni tanto il dubbio di quale sia lo spessore da utilizzare nelle murature con intonaco armato, lo spessore della muratura originaria oppure lo spessore totale comprensivo dello spessore dell’intonaco?
Esempio: muratura di 12 cm con 4+4 cm di intonaco armato, quale è lo spessore da considerare ai fini strutturali 12 cm o 20 cm?
Alcuni tecnici sostengono che debba essere considerato lo spessore della sola muratura, perché il coefficiente correttivo terrebbe conto anche dell’aumento sello spessore dell’intonaco, ma questa soluzione porta ad una sottostima evidente della rigidezza del setto, con possibili errori grossolani e sistematici dei calcoli.
La bozza esplicativa del 2018 indica anche la possibilità di calcolare le caratteristiche delle murature con intonaco armato tramite una valutazione analitica, tenendo conto delle caratteristiche della malta dell’intonaco e della muratura.
Per meglio capire, almeno come ordini di grandezza, i valori in gioco, consideriamo il confronto fra due pareti senza e con intonaco armato e calcoliamo la rigidezza delle due soluzioni e, con un calcolo non lineare, la resistenza ultima delle due soluzioni. Per semplificare non consideriamo l’influenza delle armature metalliche o GFRP.
La tabella C8A.2.2 propone un coefficiente di miglioramento = 2,5. La situazione reale è molto dipendente dalla qualità dei collegamenti e dallo spessore.
La tabella che segue mostra il risultato del calcolo e i coefficienti correttivi che ne derivano considerando lo spessore della muratura senza intonaco (45 cm) e con l’intonaco (53 cm).
Confrontando questi valori con quelli proposti dalla normativa (2,5) possiamo dedurre che non considerare lo spessore dell’intonaco porta ad una sottostima evidente ed elevata sia della resistenza che della rigidezza. Se una sottostima della resistenza può essere accettabile in termini di sicurezza complessiva, la sottostima della rigidezza porta ad una valutazione errata del modello di calcolo con risultati che possono essere anche molto diversi dalla realtà.
Il calcolo riportato sopra non tiene conto di due fattori:
- Influenza dell’armatura. Considerare l’armatura avrebbe portato ad una maggiorazione della resistenza, specialmente a pressoflessione.
- Instabilità della placcatura. L’intonaco è sottile, 4 o 5 cm, e può essere instabile e rompersi sotto l’azione sismica, diminuendo improvvisamente la sua influenza e l’effetto di confinamento. L’instabilità dipende dal numero di collegamenti e dallo spessore della muratura. Aumentando lo spessore dovrebbero aumentare anche il numero di collegamenti. Prove distruttive di laboratorio mettono in evidenza questo problema e sarebbe opportuno prevedere un numero di collegamenti superiore a 6 a m2 spesso indicati in bibliografia.
Prove di laboratorio
Una serie di prove di laboratorio su pannelli armati con reti GFRP 99S FiberBuild prodotte da Fibrenet hanno permesso di individuare una relazione per il calcolo della rigidezza di un pannello tenendo conto dello spessore e delle caratteristiche della muratura e dello spessore e della classe della malta dell’intonaco armato.
Coefficienti: mattoni singolo paramento 1,3; pietra singolo paramento 1,5; a sacco doppio paramento 1,3.
Ricordiamo che la tabella C8A.2.2 della normativa è indicativa e possono essere utilizzati anche valori diversi se supportati da adeguati calcoli e/o sperimentazioni.
La formula sopra può essere un valido metodo per calcolare in generale le caratteristiche di modulo elastico di una muratura rinforzata con intonaco armato, tenendo conto sia dell’effetto di confinamento del materiale, che delle caratteristiche e spessore dell’intonaco.
Vedi anche:
- Documentazione del seminario su edifici in muratura
- Seminario su interventi locali in muratura
- Fibrenet – Produttore di reti GFRP
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Molto interessante. Ho chiesto più volte e fibrenet documentazione sulle loro sperimentazioni e le correlazioni empiriche implementate nella loro applicazione online per il calcolo dei parametri meccanici, però son sempre stati elusivi.
È possibile avere le correlazioni anche per le.altre grandezze (moduli elastici e resistenze varie?)