La muratura armata per edifici antisismici

Consorzio POROTON^® Italia ha avviato ricerche, studi e sperimentazioni nel campo delle strutture in muratura armata in Italia fin dall’inizio degli anni ’80, fino ad ottenere nel 1984 il “Certificato di idoneità tecnica” per un sistema costruttivo di muratura armata POROTON^® anticipando le normative nazionali.

La muratura armata nella normativa nazionale

La muratura armata è stata introdotta nella normativa nazionale con il DM 16/01/1996 che per la prima volta forniva regole, requisiti e metodi per la progettazione della stessa, recependo di fatto il bagaglio di esperienze maturate dal Consorzio nel corso degli anni.

Bagaglio di conoscenza mantenuto ed ampliato all’interno delle NTC 2008 e delle vigenti NTC 2018 che disciplinano la progettazione delle costruzioni in muratura armata in tutte le zone sismiche.

A dimostrare l’affidabilità del sistema costruttivo in muratura armata POROTON^®, e delle relative regole e metodi progettuali, anche le ricognizioni post-terremoto svolte in seguito alle recenti sequenze sismiche Emilia 2012 e Centro Italia 2016 (le costruzioni in muratura armata POROTON® hanno infatti superato gli eventi sismici senza riportare alcun danno).

Può capitare di considerare erroneamente muratura armata sistemi costruttivi che nulla hanno a che fare con la muratura armata regolamentata dalle NTC 2018. Ne sono un esempio i sistemi costruttivi basati su blocchi cassero utilizzati per creare pareti cave da riempire con calcestruzzo dopo aver posizionato le armature che ricadono tra i “sistemi costruttivi diversi da quelli disciplinati dalle presenti norme tecniche” di cui al §4.6 delle NTC 2018.

I blocchi cassero, infatti, sono solo casseri a perdere non portanti (la porzione portante è costituita dagli elementi verticali ed orizzontali in calcestruzzo armato che si vengono a creare all’interno dei blocchi cassero) e non possono essere in alcun modo ricondotti alla muratura armata puntualmente disciplinata dalle NTC 2018.

I materiali della muratura armata: blocchi, malta ed armature

La muratura armata è costituita da tre elementi:

• blocchi pieni o semipieni,
• giunti orizzontali e verticali tradizionali,
• armature orizzontali ed armature verticali.

Blocchi pieni o semipieni

I blocchi pieni o semipieni POROTON^® P800 MA sono conformati per ottenere dei vani finalizzati all’inserimento delle armature verticali, caratterizzati da dimensioni tali che vi si possa inscrivere un cilindro di almeno 6 cm di diametro.

Per le zone sismiche con agS > 0,075g, allo SLV, le NTC 2018 richiedono che i blocchi abbiano eventuali setti, disposti parallelamente al piano del muro, continui e rettilinei (le uniche interruzioni ammesse sono quelle in corrispondenza dei fori di presa o per l’alloggiamento delle armature) e resistenze caratteristiche a compressione superiori a 5 MPa in verticale (direzione portante) e 1,5 MPa in orizzontale (direzione perpendicolare a quella portante nel piano di sviluppo della parete).

I blocchi POROTON^® P800 MA rispettano tutti i requisiti richiesti dalle NTC 2018, superando abbondantemente i valori di resistenza minima richiesti.

Giunti orizzontali e verticali

I giunti orizzontali e verticali tradizionali sono realizzati con malta M10, con resistenza media a compressione di almeno 10 MPa. La stessa malta viene impiegata per riempire i vani verticali in cui è inserita l’armatura verticale (in alternativa è consentito impiegare un calcestruzzo C12/15).

Armature orizzontali e verticali

Le armature orizzontali sono disposte nei giunti di malta, mentre le armature verticali vengono inserite negli appositi vani verticali creati dalla specifica conformazione del blocco. Queste armature sono realizzate utilizzando barre ad aderenza migliorata B450A o B450C, normalmente impiegate per il calcestruzzo armato. Per le armature orizzontali è consentito anche l’impiego di armature a traliccio elettrosaldato.

L’ancoraggio e le sovrapposizioni vanno realizzate in analogia al calcestruzzo armato, in particolare la lunghezza di sovrapposizione deve essere di almeno 60 diametri.

Disposizione delle armature

La disposizione delle armature nelle costruzioni in muratura armata deve rispettare condizioni minime imposte dalle norme (rappresentazione grafica nella Fig. 1).

Armature orizzontali (barre o traliccio, Fig. 3):

• diametro minimo 5 mm;
• interasse non superiore a 60 cm;
• percentuale di armatura orizzontale, calcolata rispetto all’area lorda della sezione verticale della parete, non può essere inferiore allo 0,04%, né superiore allo 0,5%.

Armature verticali:

• almeno 2 cm² (cioè 1ϕ16) da collocare alle estremità di ogni parete portante, ad ogni intersezione tra pareti portanti, in corrispondenza di ogni apertura;
• interasse non superiore a 4 m;
• percentuale di armatura verticale, calcolata rispetto all’area lorda della sezione orizzontale della parete, non può essere inferiore allo 0,05%, né superiore allo 1,0%.

Se si considera la progettazione di un edificio in muratura armata, entrambe le armature saranno predefinite con le quantità minime indicate in normativa e riportate nei precedenti elenchi puntati. Le armature possono essere comunque opportunamente aumentate in base alle esigenze progettuali dello specifico caso nel rispetto dei limiti massimi indicati per gestire ed ottimizzare al meglio la fase progettuale.

I vantaggi della muratura armata

La muratura armata offre una serie di vantaggi sia rispetto alla muratura portante ordinaria non armata che rispetto altri sistemi costruttivi, come il telaio strutturale.

L’impiego delle muratura armata consente di:

• costruire in muratura portante senza dover garantire il “metro d’angolo” agli incroci delle pareti perimetrali, diversamente dalla muratura ordinaria;
• realizzare edifici di qualsiasi forma e distribuzione planimetrica senza dover rispettare limiti massimi di interasse dei muri;
• realizzare edifici contenendo l’area delle pareti resistenti necessarie;
• realizzare pareti più snelle, ossia più alte a parità di spessore (utile in particolare nei volumi a doppia altezza che si possono trovare per esempio nella zona giorno di edifici residenziali);
• sfruttare l’elevata resistenza a compressione che caratterizza la muratura POROTON^®;
• inserire agevolmente elementi resistenti ai soli carichi verticali come pilastri in c.a. o in acciaio (sfruttando appieno la possibilità di realizzare strutture miste);
• risparmiare sui costi di costruzione utilizzando manodopera non specializzata e le normali attrezzature di un “piccolo” cantiere;
• costruire edifici con strutture caratterizzate da schemi statici più “leggibili”, incrementando la sicurezza e l’affidabilità in presenza di eventi sismici;
• progettare con metodologie affidabili e collaudate che sono molto più semplici e pratiche rispetto ai metodi progettuali da applicarsi per gli altri sistemi costruttivi.

La muratura armata è nata per soddisfare le esigenze della progettazione antisismica, ma può essere impiegata anche per minimizzare l’eventuale danneggiamento a causa di terremoti di modesta entità o per controllare stati di tensione o di coazione grazie alle caratteristiche di resistenza a trazione e duttilità.

Questo tipo di muratura permette di realizzare, in tutte le zone sismiche, costruzioni sicure, resilienti e durature con la massima libertà architettonica. 

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