Quadro Normativo
OPCM 3274 – 20.03.2003
OPCM 3316 – 02.10.2003
OPCM 3431 – 03.05.2005
Norme Tecniche per le
Costruzioni
D.I. pubblicato sulla
G.U. n. 222
del 23.09.2005
Eurocodice 6
Progettazione delle
Strutture in muratura
Eurocodice 8
Indicazioni progettuali per
la resistenza sismica
delle strutture
Per la progettazione in zona sismica le Norme tecniche recitano :
Il Committente ed il Progettista di concerto, nel rispetto dei livelli di
sicurezza stabiliti nella presente norma, possono far riferimento a
specifiche indicazioni contenute in codici internazionali , nella letteratura
tecnica consolidata, negli allegati 2 e 3 alla OPCM del 20 marzo 2003
n. 3274 e successive modifiche ed integrazioni.
Per le Costruzioni in muratura in particolare, le variazioni introdotte
nelle Norme Tecniche sono essenzialmente quantitative rispetto alla
Ordinanza 3431, mentre le metodologie di analisi e verifiche introdotte
da tale Ordinanza ed alla base di questo volume, restano pienamente
valide.
Per tali motivi si è deciso di riportare in una Appendice le diversità
introdotte dalle Norme tecniche anche complete di una esemplificazione
numerica.
L’ Ordinanza 3274 del 20.03.2003 nasce sull’ onda emotiva generata dai
tragici eventi dovuti al sisma del Molise del 31.10.2002 e si inserisce a
colmare un ritardo nel periodico aggiornamento normativo, in particolare
in quello sismico.
Tale Ordinanza tuttavia risente della grande celerità con cui è stata
concepita e realizzata, per cui successivamente, con la Ordinanza 3316
ed in via definitiva con la Ordinanza 3431, si sono meglio tarate e messe
a punto numerose prescrizioni conseguenti all’ avvenuto progresso
scientifico, alla necessità di aderire maggiormente agli Eurocodici e forse
anche a rispondere alle istanze del mondo professionale.
In definitiva l’ Ordinanza 3431 è pienamente in linea con la più aggiornata
Ricerca scientifica consolidata, circostanza che forse per la prima volta si
verifica in pieno in una Normativa.
Questa richiamata circostanza, se da un lato qualifica positivamente il
testo normativo, dall’ altro rappresenta una vera “ svolta “ nella vita
professionale dei Progettisti strutturali.
Da qui la necessità per i progettisti di un aggiornamento “ culturale “
rispetto a consolidate procedure di analisi che pur hanno presentato nel
tempo una loro evoluzione.
Oggi sono necessarie al progettista solide basi di conoscenza anche di
dinamica, di ingegneria sismica e di analisi non lineare.
Questa necessità è confermata, per i professionisti, dai numerosi corsi di
aggiornamento promossi dagli Ordini degli Ingegneri e, per le generazioni
in formazione, dalla continua evoluzione dei Corsi Universitari.
Sollecitati dall’ Editore, abbiamo deciso quindi, con questo volume, di
fornire un contributo all’ evoluzione culturale in atto. Si è scelto l’ ambito
della costruzione muraria,caratterizzata nel tempo dal passaggio da un
dimensionamento per analogia, ad una progettazione basata sull’ analisi
strutturale e sulle verifiche alle “ tensioni “ in un primo tempo ed agli “ stati
limite “ oggi.
Di pari importanza è la considerazione che, nel settore dell’ “esistente “, le
Costruzioni in muratura rappresentano una cospicua parte del patrimonio
edilizio, in particolare storico.
Obiettivo di questo volume è quindi di costituire un percorso il più
possibile completo, che parte dai modelli semplici della Dinamica
strutturale e dalle nozioni di base dell’ Ingegneria sismica,si sviluppa
attraverso i metodi di analisi lineari e non, sino a pervenire alle verifiche di
sicurezza agli Stati limite ultimo e di danno.
Questo percorso è stato seguito sia per gli edifici di nuova costruzione
che per gli esistenti ed è sempre accompagnato da una esemplificazione
numerica di dettaglio.
Edifici in muratura
In zona sismica
Parte Prima
Parte Seconda
Edifici di nuova
costruzione in muratura
ordinaria o armata
Edifici esistenti
Parte Prima
Edifici di nuova costruzione in muratura
ordinaria o armata
La Parte Prima è articolata come segue :
• Introduzione sui materiali e relative prescrizioni per la zona sismica
• Criteri generali di Progettazione
• Cenni di Dinamica
• Introduzione all’ Ingegneria Sismica
• Valutazione dell’ Azione sismica
• Metodi di analisi
• Verifiche di sicurezza per la muratura sia ordinaria che armata
• Applicazioni
Oscillatore
semplice
Oscillazioni
libere smorzate
Spettro normalizzato
Parete
modellata
come telaio
con
elementi
rigidi
Analisi
statica
non
lineare
Analisi dinamica modale :
1°modo
2° modo
3° modo
Modello per la verifica a taglio
di una parete in muratura armata
Azione sismica ortogonale al piano
della parete, modellata agli
elementi finiti
Edificio non regolare in altezza studiato
con l’ analisi dinamica modale
Parte Seconda
Edifici esistenti
La Parte Seconda, che utilizza con le dovute “ accortezze “
metodologie
definite nella Prima Parte, si sviluppa sui seguenti temi :
• “Conoscenza“ dell’ organismo costruttivo
• Tecniche d’ intervento
• Modellazione ed analisi strutturale sotto sisma
Il tema relativo alla “conoscenza dell’ organismo costruttivo
comprende:
• La descrizione tipologica dell’ organismo costruttivo
• Una sintetica Storia delle Tecniche Costruttive nel loro sviluppo
temporale
• L’ analisi di consistenza e di conservazione nello stato di fatto
• Una metodologia di prima approssimazione per l’ analisi dello stato
di sollecitazione in opera.
Segue una rassegna critica delle tecniche d’ intervento, corredata da
esemplificazioni esecutive.
La definizione dello stato di sollecitazione, prima e dopo l’ intervento,
rientra nell’ ambito dei problemi di modellazione ed analisi.
In particolare in tale ambito viene introdotta l’ analisi cinematica per
Meccanismi “locali”.
Conclude l’ esposizione la definizione del Progetto di consolidamento,
accompagnata dalla descrizione di un intervento realizzato per un
Edificio storico.
Pareti crollate:
meccanismo di
1° modo
Possibili
tipologie
Abaco di possibili danni nelle chiese
di volte
a botte
Attrezzatura di Prova con martinetti piatti
Consolidamenti in fondazione
Meccanismo di I° modo :
cinematismo per rottura interna
di parete incatenata
Irrigidimento di un
solaio in legno
Volte a crociera nervate nel
Palazzo del Podestà a Gubbio
Parete in muratura armata :
verifica a pressoflessione
Appendice
Le Norme Tecniche per le Costruzioni contengono alcune novità
rispetto a quanto prescritto per gli edifici in muratura in zona sismica
dalla 3431 e sono, in alcuni punti, più restrittive rispetto a tale ultima
normativa.
Le più importanti novità e diversità sinteticamente riguardano :
• Malte ed elementi per muratura portante
• Altezze massime consentite in zona sismica
• Combinazione dell’ azione sismica con le altre azioni
• Variazione dei coefficienti parziali di sicurezza nelle verifiche, per la
muratura ordinaria e per la muratura armata
• Edifici esistenti
1.Generalità
4.Prescrizioni in
zona sismica per
materiali,murature,
orizzontamenti e
coperture
6. Regole specifiche
per gli edifici con
struttura in muratura
2. Materiali
3. Caratteristiche
meccaniche delle
murature
Parte Prima
Edifici di nuova
costruzione
7. Regole specifiche
per gli edifici con
struttura in muratura
ordinaria
5.Criteri generali di
progettazione
8. Regole specifiche
per gli edifici con
struttura in muratura
armata
9.Strutture soggette
10. Azione sismica
11. Metodi di analisi
a sisma
Parte Prima
Edifici di nuova
costruzione
12. Verifiche di
sicurezza per gli
edifici in muratura
ordinaria
13. Verifiche di
sicurezza per gli
edifici in muratura
armata
14. Applicazioni
15. L’ edilizia esistente.
Quadro generale
16. Problematiche
del rilievo
17. La verifica della
sicurezza
Parte Seconda
Edifici esistenti
18. Modellazione ed
analisi
19. Il progetto di
consolidamento
20. Cerchiature e
contenimento dei
pilastri :
analisi del beneficio
Parte Prima
10. Azione sismica
• Terreni di fondazione
• Valutazione dell’ azione sismica
Zone sismiche,descrizione dell’ azione sismica – spettro elastico,
fattori di struttura, spettri di progetto
• Combinazione dell’ azione sismica con le altre azioni
• Combinazione delle componenti dell’ azione sismica
• Fattori d’ importanza
• Valutazione degli spostamenti
Spettro di progetto
Spettro normalizzato
Fattori di importanza
Parte Prima
11. Metodi di analisi
• Modellazione della struttura
• Analisi statica lineare
• Analisi statica non lineare
Generalità, analisi pushover, problemi di modellazione
• Analisi dinamica modale
Generalità, modello a n gradi di libertà, analisi sismica modale per
Edifici con struttura in muratura
• Analisi dinamica non lineare
• Azione sismica ortogonale al piano delle pareti
Analisi statica non lineare :
progressivo degrado degli elementi costituenti la parete;
effetti dovuti al taglio per scorrimento
campo elastico
campo plastico
Analisi dinamica modale di un edificio non regolare in pianta ed in altezza :
i modi di vibrare 3 e 4 innescano moti torsionali nell’ edificio stesso
Parte Seconda
15. L’ edilizia esistente. Quadro generale
• Introduzione
• Ricadute normative e nuova classificazione sismica
• Evoluzione normativa: il 900
• L’ edilizia storica e l’ edilizia recente
Le pareti e i pilastri in muratura, strutture murarie di piano, solai in
legno, solai in ferro, solai in calcestruzzo armato, coperture a tetto,scale
• Cenni di storia delle tecniche costruttive
Volte a crociera nervate a livello
di sommità ( intradosso delle volte
di sottotetto ).
Palazzo Pretorio in Gubbio
Volte a crociera nervate
al terzo livello
Rinforzo di solaio in legno
con sottocavalletti lignei,
rilevato nel
Borgo Tragliata ( Roma )
Innesto saetta – puntone
rilevato in una copertura
lignea a Gubbio.
Copertura lignea a tetto a due falde.
Chiesa di S. Biagio a Corchiano (Vt)
Vista dal basso
Particolare
Parte Seconda
17. La verifica di sicurezza
• Introduzione
• Adeguamento e miglioramento antisismico
• Le tecniche di intervento
Organizzazione tipologica, materiali impiegati, interventi in
fondazione, interventi su pareti murarie in elevazione, interventi
su pilastri murari, interventi sugli elementi di orizzontamento,
interventi sulle coperture
• Aspetti di modellazione strutturale
Cerchiature in ferro forgiato per
i pilastri del Duomo di Orvieto
Cerchiature metalliche per
i pilastri del loggiato del
Complesso del Buon Pastore
a Viterbo
Nuova copertura in acciaio e legno
nel Palazzo Pretorio in Gubbio
Parte Seconda
18. Modellazione ed analisi
• Analisi cinematica lineare e non lineare
• Meccanismi di I° modo. Analisi cinematica lineare
• Meccanismi di II° modo
• Considerazioni conclusive sull’ analisi cinematica
• Valutazione della sicurezza per edifici in muratura esistenti
Analisi e verifiche
Cinematismo di base per
i meccanismi di II° modo
Meccanismo di I° modo :
ribaltamento di parete con due piani
Meccanismo di II° modo :
parete con aperture