Manuale delle costruzioni in muratura

Gianni Michele De Gaetanis

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DESCRIZIONE

Caratteristiche, Azioni, Verifiche - Aggiornato al DM 14 gennaio 2008, DM 6 maggio 2008, CM 2 febbraio 2009, n. 617, CM 5 agosto 2009, CM 11 dicembre 2009 e DPCM 9 gennaio 2011 relativo alla valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale.

Gli eventi sismici degli ultimi anni hanno prodotto effetti disastrosi: se l'ultimo terremoto giapponese, unitamente al conseguente tsunami, avesse investito il nostro paese, quasi sicuramente avrebbe polverizzato gran parte del patrimonio edilizio italiano.
A seguito del terremoto di San Giuliano di Puglia, lo stato italiano, con un atto contemporaneamente coraggioso e sconvolgente (dell'assetto normativo), introduce l'O.P.C.M. 20 marzo 2003, n. 3274. L'ordinanza è viziata, confusa e a tratti incomprensibile: richiede numerose e importanti correzioni.
Seguono le norme tecniche, nel 2005 e nel 2008, e gli ulteriori disposti di legge e circolari ministeriali esplicative fino al 9 febbraio 2011 in cui si emana la D.P.C.M. avente per oggetto "Valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008".
Nel caso delle murature, con le NTC, finalmente si definiscono i criteri, sulla base del concetto di stato limite, per le verifiche.
Rimane un neo: inspiegabilmente si sono mantenute in vita le Tensioni Ammissibili. Infatti, pur essendo lo stato limite ciò che meglio descrive le caratteristiche meccaniche dei materiali, dal punto di vista normativo si ammette ancora l'utilizzo, seppur in situazioni specifiche, del metodo delle Tensioni Ammissibili.
Il presente manuale si colloca nell'ambito di una serie di strumenti per la progettazione: con esso si può affrontare lo studio delle caratteristiche della sollecitazione, delle strutture e le verifiche degli elementi murari, non prescindendo da una conoscenza pregressa del concetto di stato limite.
Il volume analizza le caratteristiche delle costruzioni in muratura; vengono definite azioni, sollecitazioni e caratteristiche dei materiali. Un capitolo è dedicato ai criteri per le verifiche agli SLU e SLE. Tra gli elementi costruttivi, cordoli, fondazioni, architravi, giunti di dilatazione e solai nelle loro diverse tipologie.
Negli esempi applicativi ritroviamo il progetto di una struttura di osservazione e di quattro appartamenti.

Il CD-ROM allegato contiene il software VERMUR per la verifica di strutture murarie sulla base della modellazione alla shear-Type a partire dalle sollecitazioni agenti sui singoli elementi (definite in altra sede): i carichi sono distinti per tipologia e in relazione al fatto che siano di tipo sismico o statico. Il software VERMUR consente l'analisi di dettaglio della geometria della struttura, con restituzione assonometrica semplificata della stessa, ed un'analisi di dettaglio delle caratteristiche meccaniche dei materiali.

Requisiti minimi hardware e software
Microsoft Windows 95-98-ME-XP; 10 Mb sull'Hard Disk; 64 Mb di RAM; software ottimizzato per una risoluzione grafica di 1152x864 pixel.

Indice
Prefazione

Avvertenze e quadro legislativo.
Avvertenze
Quadro legislativo

Simboli utilizzati

Stati limite: principi generali.
Principi generali
Introduzione
Metodi di calcolo
Definizione di stato limite
Definizione di vita nominale
Definizione di durabilità.
Sicurezza
Stati limite non sismici.
Stati limite sismici.
Combinazioni delle azioni.
Verifiche agli SLU
Verifiche agli SLE/SLS
Metodi di analisi
Analisi non sismica
Analisi semplificata
Analisi lineare
Analisi non lineare
Analisi sismica
Generalità
Oscillazioni: nota teorica
Criteri di analisi
Metodi di calcolo
Analisi lineare statica
Analisi lineare dinamica
Analisi non lineare statica
Analisi non lineare dinamica
Risposte alle componenti di calcolo
Riferimenti normativi e bibliografici.

Caratteristiche delle costruzioni di muratura.
Principi generali per le costruzioni
Principi generali per le costruzioni in zona sismica
Criteri di progetto.
Strutture dissipative e non
Duttilità
Caratteristiche degli edifici in zona sismica.
Requisiti geometrici d'insieme
Altezze massime
Distanze minime
Regolarità
Regolarità in pianta
Regolarità in altezza.
Costruzioni semplici
Elementi secondari, strutturali e non strutturali
Elementi non strutturali.
Elementi strutturali e strutturali secondari.
Caratteristiche delle strutture in zona sismica.
Tipologie strutturali
Fattore di struttura
Modellazione strutturale
Modellazione a mensola
Modellazione "Shear type"
Travi di accoppiamento
Localizzazione nell'edificio
Caratterizzazione meccanica
Riferimenti normativi e bibliografici

Azioni e sollecitazioni
Azioni
Definizione di azione.
Classificazione delle azioni
Azioni permanenti
Componenti strutturali
Componenti non strutturali
Azioni variabili
Azioni legate alla destinazione d'uso
Azione della neve
Carico neve al suolo
Coefficiente di forma
Copertura monofalda.
Copertura a falda doppia
Copertura a più falde.
Copertura cilindrica
Copertura adiacente o vicina a coperture più alte
Effetti locali
Coefficiente termico
Coefficiente di esposizione
Calcolo del carico neve sulla copertura
Carico dovuto a neve aggettante dal bordo di una copertura
Carico su barriere paraneve e/o altri ostacoli
Densità della neve
Azione del vento
Pressione cinetica di riferimento
Definizione di velocità di riferimento
Periodo di ritorno
Coefficiente di esposizione e di topografia
Coefficiente di forma
Edifici a pianta rettangolare
Coperture multiple
Tettoie e pensiline isolate
Travi ad anima piena e reticolari.
Torri e pali a traliccio
Corpi cilindrici e prismatici
Corpi sferici
Coefficienti di forma associati alle pressioni massime locali
Coefficiente dinamico
Coefficiente di attrito
Azione della temperatura.
Distribuzione di temperatura negli elementi strutturali
Situazioni specifiche
Azioni eccezionali
Azione dell'incendio
Definizione di resistenza al fuoco
Definizione di compartimento
Definizione di incendio
Definizione di incendio localizzato
Incendio convenzionale di progetto
Evoluzione della temperatura
Comportamento meccanico delle strutture
Livelli di prestazione e classi di resistenza
Verifiche di sicurezza
Azione delle esplosioni
Definizione di esplosione
Modelli per le azioni
Criteri di progettazione
Azione degli urti/impatti
Definizione di urto
Modelli per l'azione degli urti
Collisioni di veicoli
Azione sismica
Generalità
Categorie di sottosuolo e condizioni topografiche
Definizione di volume significativo di terreno.
VS,30
NSPT,30
cu,30
Categorie
Condizioni topografiche
Spettri elastici
Definizioni
Reticolo di riferimento.
Fattori di calcolo degli spettri
Classe d'uso e periodo di riferimento
Classe d'uso
Periodo di riferimento
Periodo di ritorno dell'azione sismica
Spettri di risposta elastica
Spostamento orizzontale del terreno.
Velocità orizzontale del terreno
Accelerogrammi (cenni)
Accelerogrammi artificiali
Accelerogrammi simulati
Accelerogrammi naturali (registrati)
Spettri di progetto
Fattore di struttura
Spettri agli SLU
Spettri agli SLE/SLS.
Obblighi di progettazione e deroghe
Riferimenti normativi e bibliografici.

Caratteristiche dei materiali
Materiali
Definizione di muratura
Malte per le murature
Malte a prestazione garantita
Malte a composizione prescritta.
Elementi resistenti.
Categorie di attestazione.
Coefficienti parziali di sicurezza.
Gruppi degli elementi
Murature.
Tipologie
Parametri di calcolo
Murature costituite da elementi resistenti artificiali.
Elementi resistenti in laterizio
Generalità
Caratteristiche meccaniche della muratura.
Elementi resistenti in calcestruzzo
Generalità
Caratteristiche meccaniche della muratura.
Murature costituite da elementi resistenti naturali
Generalità
Caratteristiche meccaniche della muratura
Legame costitutivo
Verifiche non sismiche
Verifiche sismiche
Riferimenti normativi

Stati limite: verifiche
Criteri per le verifiche non sismiche agli SLU
Concetti introduttivi
Procedure di calcolo
Pressoflessione per carichi laterali
Eccentricità
Tipi di eccentricità
Combinazioni delle eccentricità.
Calcolo delle eccentricità
Eccentricità strutturale
Eccentricità per tolleranze di esecuzione
Eccentricità per carichi orizzontali
Combinazioni delle eccentricità
Coefficiente di eccentricità
Coefficienti di riduzione della resistenza
Snellezza convenzionale
Fattore laterale di vincolo.
Coefficiente ɸ
Verifiche
Pressoflessione per azioni nel piano del muro.
Pressoflessione per carichi laterali e per azioni nel piano del muro
Taglio per azioni nel piano del muro.
Carichi concentrati
Fattore di miglioramento
Travi di accoppiamento
Criteri per le verifiche non sismiche agli SLE
Verifiche di resistenza alle TE
Criteri per le verifiche sismiche agli SLU.
Pressoflessione fuori piano
Calcolo del momento dovuto ai carichi verticali.
Calcolo del momento dovuto alle azioni sismiche.
Verifiche
Pressoflessione nel piano del muro
Taglio per azioni nel piano del muro
Travi di accoppiamento in muratura
Spostamenti
Spostamenti allo SLV
Criteri per le verifiche sismiche agli SLE
Spostamenti allo SLD
Spostamenti allo SLO
Ripartizione delle azioni di piano
Ripartizione diretta delle azioni orizzontali di piano
Riferimenti normativi

Sistemi ed elementi costruttivi delle strutture di muratura.
Caratteristiche delle murature
Prescrizioni generali
Prescrizioni sismiche
Pareti perimetrali portanti
Strutture miste muratura e cls armato
Elementi costruttivi
Cordoli
Caratteristiche generali.
Geometria e armature
Cenni sulle fondazioni
Architravi
Luce teorica di calcolo.
Totalità dei carichi agenti
Peso proprio dell'architrave.
Prisma murario gravante sull'architrave e carichi
concentrati
Carico distribuito sull'architrave.
Appoggi architrave
Giunti di dilatazione
Riferimenti normativi

Solai: cenni
Solai
Generalità
Solai misti di c.a. e c.a.p. e blocchi forati di laterizio
Caratteristiche dei blocchi di laterizio
Caratteristiche dei solai.
Solai misti di c.a. e c.a.p. e blocchi diversi dal laterizio
Solai realizzati con l'associazione di componenti
prefabbricati in c.a. e c.a.p.
Dimensionamento di un solaio monotrave.
Calcolo dei momenti resistenti
Momento ultimo
Momento in esercizio
Calcolo del taglio resistente
Riferimenti normativi

Valutazione dell'esistente (cenni)
Valutazione dell'esistente.
Definizione di costruzione esistente
Valutazione della sicurezza per le costruzioni esistenti.
Intervento di adeguamento
Intervento di miglioramento.
Intervento di riparazione o locale.
Elementi generali di valutazione delle strutture
Analisi storico-critica
Rilievo della struttura
Caratterizzazione meccanica dei materiali
Livelli di conoscenza e fattori di confidenza
Azioni
Elementi di valutazione del patrimonio storico-culturale
Conoscenza del manufatto
Valutazione della sicurezza sismica
Analisi sismica
Livelli di valutazione
Modelli di valutazione
Costruzioni di muratura
Riferimenti normativi.

Tabelle
Quote sul livello del mare
Tabelle pesi
Densità volumiche
Densità superficiali
Riferimenti normativi

Esempi applicativi
Considerazioni introduttive
Progetto di una struttura di osservazione
Definizione geometrica della struttura e soluzioni tecniche
Geometria della struttura
Considerazioni geometriche sulle altezze
Primi vincoli sulle murature
Geometria per il calcolo e modello
Caratteristiche meccaniche delle murature
Analisi dei carichi
Precisazioni di calcolo
Carichi permanenti
Strutture di coronamento e solaio di copertura.
Strutture ambiente di osservazione
Strutture verticali di base
Carichi variabili
Azione della neve
Azione del vento
Azioni legate alla destinazione d'uso
Calcolo dei carichi
Calcolo dei carichi permanenti
Calcolo dei carichi variabili
Carico neve
Carico vento
Carico per la destinazione d'uso
Verifiche non sismiche
Combinazioni agli SLU: verifiche dei maschi.
Piano primo: combinazioni e verifiche
Piano terra: combinazioni e verifiche.
Combinazioni agli SLU: verifiche locali
Piano primo: combinazioni e verifiche
Piano terra: combinazioni e verifiche.
Combinazioni agli SLE
Verifiche sismiche
Caratteristiche sismiche del sito.
Carichi permanenti
Carichi variabili
Carichi e combinazioni agli SLU
Taglio di piano
Carichi verticali
Piano primo: verifiche
Piano terra sopra il graticcio: verifiche
Piano terra sotto il graticcio: verifiche.
Riepilogo dei risultati
Carichi e combinazioni agli SLE
Progetto di quattro appartamenti
Definizione geometrica della struttura e soluzioni tecniche
Geometria della struttura
Considerazioni geometriche sulle altezze
Primi vincoli sulle murature
Geometria per il calcolo e modello
Caratteristiche meccaniche delle murature
Centro di massa e rigidezza.
Verifiche sismiche
Masse della struttura e matrice di massa.
Rigidezza della struttura e matrici di rigidezza
Calcolo dei periodi propri di vibrazione e dei coefficienti di partecipazione
Carichi sismici
Calcolo delle forze di piano

Guida all'installazione e all'utilizzo del software
Introduzione al software
Requisiti di sistema
Richiesta della password
Installazione del software
Utilizzo del software
Tasti ad accesso rapido
Menu a tendina
Menu "Gestione Archivi"
Menu "Calcola"
Menu "Stampa"

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