Circ. Min. LL.PP. 30/07/1981, n. 21745

Con D.M. 1-7-1981 è stata emanata la normativa tecnica per la riparazione ed il rafforzamento degli edifici danneggiati dal sisma e ricadenti in zone classificate ai sensi dell'art. 3, titolo II, della Legge 2-2-1974, n. 64.

La normativa è stata definita dal Ministro dei Lavori Pubblici in forza del quarto comma dell'art. 10 della Legge 14-5-1981, n. 219 recante "ulteriori interventi a favore delle popolazioni colpite dagli eventi sismici del novembre 1980 e del febbraio 1981". La normativa è pertanto specificatamente riferita alla riparazione di edifici comprendenti "unità immobiliari" destinate ad uso abitazione ricadenti nelle regioni Basilicata, Campania e Puglia, per le quali è prevista l'assegnazio

Al punto 2.1. delle norme vengono indicate le operazioni che un progetto di riparazione e di rafforzamento di un edificio dovrebbe sistematicamente comportare (individuazione dello schema strutturale nella situazione preesistente al sisma, valutazione delle caratteristiche di resistenza degli elementi strutturali nella situazione attuale, scelta progettuale dei provvedimenti di rafforzamento strutturale) mentre al successivo punto 2.3. viene suggerito un indirizzo agli studi progettuali per addivenire alla più opportuna scelta dell'intervento tecnico.

Il contenuto dei due punti delle norme appare chiaro e non necessita quindi di delucidazioni. Sarebbe oltremodo utile, vi è da aggiungere, per una esatta cognizione dello stato di fatto preesistente al sisma, poter disporre (se rintracciabile) del progetto originario della costruzione.

Le norme, al punto 2.4 precisano fra l'altro che l'adeguamento antisismico di un edificio si consegue mediante l'attuazione di provvedimenti tecnici intesi a ridurre gli effetti del

Al punto 2, secondo paragrafo della normativa, in armonia a quanto prescritto dall'art 7 della legge 2-2-1974, n 64, sono elencati i documenti essenziali che devono costituire il progetto esecutivo

Oltre agli elaborati grafici (la planimetria generale dell'edificio, le piante dei vari piani, i prospetti e le sezioni quotati), il progetto dovrà essere accompagnato dalla relazione tecnica e dai fascicoli dei calcoli per la verifica sismica delle strutture portanti.

La relazione tecnica conterrà, in osservanza a quanto richiesto alla lettera d) del punto 2.3. delle norme, ogni necessaria indicazione, che riguarderà in particolare i seguenti punti:

- numero di piani;

- quota del piano di copertura più elevato;

- quota del piano stradale nelle immediate vicinanze dell'edificio;

- forma della pianta e dimensioni principali;

- presenza di piani cantinati o seminterrati;

Lo schema strutturale resistente all'azione sismica deve rispecchiare, come in precedenza detto, la situazione effettiva alla costruzione.

Si dovrà accertare l'efficacia dei collegamenti fra solai e pareti e delle pareti tra di loro. Qualora nello schema si faccia affidamento sulla ripartizione delle forze orizzontali agenti ad un dato livello tra i diversi setti murari, andrà accertata l'efficacia dei solai a costituire un diaframma orizzontale rigido.

La resistenza della muratura sarà assunta in relazione alla tipologia, alla qualità e allo stato di conservazione del sistema murario.

L'effettiva resistenza delle murature può essere accertata mediante apposite indagini e l'estensione di tali indagini sarà commisurata allo stato di omogeneità e di conservazione dell'organismo murario.

In mancanza di dati sperimentali, per la resistenza a compressione non si potrà contare su valori superiori a quelli indicati in tabella 1 per ciascun tipo di muratura.

La resistenza a taglio dei pannelli murari sarà calcolata utilizzando i valori rappresentativi riportati in tabella e tenendo adeguatamente conto del contributo delle tensioni normali, come indicato al punto 1 dell'Appendice.

La resistenza a trazione sarà valutata, in assenza di dati sperimentali adeguatamente documentati, come:

La rigidezza degli elementi murari sarà valutata supponendo la sezione interamente reagente ed assumendo per G ed E, salvo più precise valutazioni, le espressioni

Nel caso di dati sulle resistenze ricavati da prove sperimentali specifiche, in sede di progetto dovranno essere usati valori pari a quelli ottenuti dalle esperienze divisi per un coefficiente 2,5.

La verifica sismica, riferita alla resistenza delle strutture murarie (stato limite ultimo), va effettuata, in conformità al punto 2.6.3. delle Norme, per la combinazione delle azioni prescritte dal D.M. 3-3-1975 e delle forze statiche orizzontali qui specificate.

TABELLA 1

Al punto 3.2. delle Norme viene precisato che il consolidamento della fondazione si rende necessario quando siano manifesti segni di dissesto prodotti da cedimenti differenziali. Per tali cedimenti devono intendersi quelli che sono ancora in atto o che potrebbero prodursi a seguito di futuri eventi sismici.

Prima di procedere ad un intervento sulle strutture in elevazione si deve tener presente la situazione geotecnica, secondo quanto indicato dalle specifiche norme tecniche approvate con D.M. 21-1-1981 e relative istruzioni.

Per giudicare della consistenza del terreno sono particolarmente utili le prove in sito, e in particolare, se i terreni sono a granulometria fina, le prove penetrometriche e/ o dilatometriche.

Si richiama l'attenzione a questo riguardo sulla opportunità che il penetrometro venga infisso in aderenza alla fondazione onde interessare con l'indagine il terreno già consolidato dal peso dell'edificio.

Al punto 3.4.2. delle Norme sono indicati a titolo orientativo, i provvedimenti tecnici cui si può ricorrere per aumentare la resistenza di un elemento murario.

Quando l'estensione della zona da riparare sia di modesta entità, è opportuno procedere con la tecnica della cost

L'adozione di iniezioni di miscele leganti mira al miglioramento delle caratteristiche meccaniche della muratura da consolidare.

A tale tecnica, pertanto, non può essere affidato il compito di realizzare efficaci ammorsature dei muri e quindi di migliorare, se applicata da sola, il primitivo schema strutturale.

a) Miscela a base di legante cementizio.

La miscela da iniettare deve possedere le seguenti proprietà:

- buona fluidità

- buona stabilità

- tempo di presa opportuno

- adeguata resistenza

- minimo ritiro.

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 più o meno elevato di duttilità, sia nel comportamento a piastra che in quello a parete di taglio.

Quando l'intervento è esteso, con particolari accorgimenti, in corrispondenza degli innesti murari, si realizza anche una modificazione migliorativa dello schema strutturale.

Il consolidamento si effettua con l'apposizione, su una od entrambe le facce del muro, di armature di acciaio o di lastre cementizie, di adeguato spessore.

Tale tecnica non differisce, nelle finalità, da quella precedentemente illustrata.

Il concetto informatore è quello dell'introduzione nella muratura di elementi resistenti- atti a confinare la muratura e dotarla di duttilità strutturale- in modo discontinuo e concentrato, anziché diffuso.

Per tale motivo è consigliabile l'adozione di questa tecnica quando si debba operare con murature a blocchi sq

L'uso di tiranti di acciaio (analogamente a quello dei cordoli di piano) mira in primo luogo 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, per altro, trascurabili i vantaggi che ne conseguono nei riguardi della duttilità e della risposta ultim

Al punto 3.4.3. delle Norme viene testualmente stabilito che "gli archi e le volte interessati da gravi dissesti (ampie lesioni e macroscopiche alterazioni geometriche dell'intradosso) e se realizzati con muratura di non buona consistenza e fattura, devono essere eliminati".

Qualora il giudizio sulla recuperabilità della struttura sia positivo, il consolidamento deve creare anche le condizioni affinché possano essere sopportate le spinte da essa generate, prevedendo opportuni interventi sulle strutture di bordo, e, più radicalmente, trasformandole in sistemi chiusi non spingenti.

Il restauro statico del solaio deve puntare al soddisfacimento di tre requisiti:

- 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 funzionalità in esercizio dell'elemento strutturale, sia la funzione di diaframma di collegamento e ripartizione tra le strutture verticali; quest'ultima di particolare importanza laddove agiscano rilevanti forze orizzontali;

- collegamento efficace con le muratu

Le scale in muratura a sbalzo, cioè quelle aventi gli scalini o la sottostruttura incastrati nei muri di gabbia da un lato e liberi dall'altro, devono essere

Le coperture a tetto, anche se non spingenti, costituiscono una struttura particolarmente vulnerabile dal punto di vista sismico, anche nel caso di scosse di media intensità.

I provvedimenti intesi ad ottenere l'adegua

Nei casi di muratura non armata in cui la rottura del pannello è di tipo fragile e caratterizzata da lesione diagonale a 45° l'azione tagliante ultima è determinabile con la relazione seguente:

(1)

essendo:

A = l'area della sezione normale del pannello

τ_k = la resistenza tangenziale per il tipo di muratura considerato (V. Tabella 1)

σ₀ = la tensione normale nel centro del pannello dovuto ai carichi verticali agenti.

Nel caso in cui siano presenti tirantature orizzontali e/o verticali e si possa fare affidamento sullo stato di compressione addizionale da esse indotto nella muratura, l'azione tagliente ultima è determinabile con la relazione:

(2)

Essendo:

σ_y = la tensione normale verticale nel centro del pannello dovuto ai tiranti verticali

σ_x = la tensione normale orizzontale nel centro del pannello dovuto ai tiranti orizzontali .

Le relazioni (1) e (2) sono state ampiamente controllate in numerose campagne sperimentali condotte in diversi paesi: i valori di T_u ottenuti per loro tramite si sono rivelati in accordo con il comportamento reale dei pannelli murari.

TABELLA 1

In molti casi è possibile considerare una parete come costituita, a ciascun livello da un insieme di elementi (maschi) funzionanti in parallelo. Ogni elemento è soggetto agli stessi spostamenti relativi tra le due basi.

Il meccanismo resistente può essere individuato sulla scorta dello schema seguente (fig. 5).

Il comportamento del piano i- esimo è ottenuto sommando, a parità di spostamento i contributi resistenti di ciascun maschio. Il processo di accumulazione di tali contributi si esaurisce allorché uno dei maschi raggiunge lo spostamento ultimo consentitogli dalla duttilità ascrittagli. La somma dei contributi resistenti per tale spostamento definisce la forza reattiva massima (resistenza) sviluppabile al livello i- esimo.

FIGURA 5

Si considera la parete di fig. 8 costituita di pietrame iniettato (τ_k = 11 t/m²). A seguito delle opere di consolidamento si suppone che alla quota di ciascun piano afferiscono solette rigide ben collegate tali da giustificare l'ipotesi di meccanismo di piano sopra descritta:

Si suppone che la parete sia inscritta in un organismo strutturale simmetrico talché a livello di ciascuna soletta questa trasferisca alla parete carichi verticali che competono ad una luce di 3 m. (v. fig. 8).

La muratura abbia uno spessore di 0.5 ed un peso specifico di 1.4 t/m³.

FIGURA 8

Spessore della parete = 50 cm

τ_k = muratura in pietra iniettata = 11 t/m²

G = 1.100 τ_k = 12.100 t/m²

E = 6G

p.s. muratura in pietra = 1.4 t/m³

carico sul tetto = 400 Kg/m²

carico sui solai = 500 Kg/m²

carico verticale totale = 49,5 t

Verrà considerato il caso in cui dissimmetrie nella distribuzione delle rigidezze diano luogo ad effetti torsionali di pianta. Le considerazioni e le esemplificazioni che seguono si riferiscono a situazioni per le quali l'edificio si trovi, in seguito alle operazioni di consolidamento effettuate, in condizioni tali per cui per ciascuna sia adottabile lo schema di funzionamento prima descritto e sia possibile adottare l'ipotesi di collegamento rigido tra tutti i setti murari che afferiscono ad un dato livello.

Con riferimento allo schema di figura 12 la struttura muraria si considera costituita da pareti di sezione rettangolare disposte secondo direzioni ortogonali x e y. Si indica con i (i = 1, 2, ... n) il setto generico disposto secondo y e con k (k = 1, 2, ... m) il setto generico disposto secondo x.

FIGURA 12

Il centro elastico- centro delle rigidezze - ha coordinate:

le rigidezze totali di piano alla traslazione in direzione x e y.

Una forza H per R, agente in direzione x, produce una traslazione relativa secondo x pari a:

ed impegna i setti i con forze

Viene illustrato un esempio di calcolo di edificio dissimmetrico limitato alla sola determinazione di H_e La forza reattiva è determinata facendo riferimento al piano terra della situazione rappresentata in fig. 13.

Con riferimento allo schema di fig. 13, si ipotizza che le murature perimetrali siano in pietra, consolidate con iniezioni di malta cementizia e il setto n. 2 sia di nuova costruzione in mattoni tipo doppio U.N.I.

I solai sono tutti in latero-cemento con nervature disposte secondo l'asse y.

La copertura è appoggiata su una trave centrale di colmo disposta secondo l'asse x.

Le lunghezze e le forze si intendono espresse in metri e tonnellate.

FIGURA 13

Elementi caratteristici pareti:

L_x = lunghezza in direzione σ_o = tensione normale

L_y = lunghezza in direzione h = altezza del piano

= ascissa baricentro G = modulo elasticità a taglio

= tensione tangenziale caratteristica

Determinazione coordinate centro masse: