Dissesti delle murature: la flessione verticale e orizzontale fuori dal piano | Ingegneri.info

Dissesti delle murature: la flessione verticale e orizzontale fuori dal piano

Meccanismi e vulnerabilità, sintomi tipici e interventi possibile per prevenire, tra i meccanismi di dissesto delle murature, la flessione verticale e la flessione orizzontale fuori dal piano

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La flessione verticale di una struttura muraria fuori dal proprio piano e quella orizzontale rappresentano meccanismi di dissesto tipico delle murature. Vediamone le caratteristiche e gli interventi possibili.

Flessione verticale fuori dal piano

Meccanismi e vulnerabilità
Quando un pannello murario sia trattenuto alle estremità e libero nell’area centrale, la semplice rotazione si trasforma in un meccanismo di flessione verticale, fuori dal piano.

E:Forme e Strutture dell'Architettura_XXVIII cicloTESI MIA_2S

Il meccanismo della flessione verticale fuori dal piano di una muratura (Disegno Eva Coïsson e Federica Ottoni)

Il rischio di ribaltamento della parete è aumentato dalla presenza di elementi spingenti. Ad esempio durante un terremoto, le travi possono martellare direttamente sul muro, spingendo l’intero pannello o uno strato di quest’ultimo. In assenza di un’adeguata connessione tra solai e murature, le azioni sismiche possono superare le forze d’attrito e le travi possono scivolare causando modi di vibrazione tra i vari elementi portanti, determinando il martellamento e danni locali sul muro.

Il vincolo inferiore e superiore (solai ben ammorsati o cordoli superiori) sono efficaci per evitare il ribaltamento semplice e spesso sono il risultato di precedenti interventi di rinforzo. Ma, come nel caso del ribaltamento semplice, scarse o deboli connessioni ad alcuni piani congiunte a rigide connessioni alle estremità dell’edificio possono attivare il meccanismo.
Il meccanismo di flessione verticale fuori dal piano può innescarsi in presenza di una disposizione irregolare di condizioni di vincolo o travi. L’assenza di solai sufficientemente rigidi e ben collegati alle pareti rende le pareti stesse prive di controventi e quindi eccessivamente snelle. Particolare attenzione si deve porre anche alle altezze di interpiano troppo elevate o distribuite in maniera disomogenea nella costruzione.

Sintomi tipici
Nel caso di flessione verticale fuori dal piano di una struttura muraria, si riscontrano in genere alcuni sintomi tipici:
• lesioni in corrispondenza dell’attacco tra il solaio intermedio e il paramento verticale;
• presenza di lesioni orizzontali (cerniera).
Anche in questo caso, come per il ribaltamento semplice, conseguenza e allo stesso tempo campanello d’allarme per tale meccanismo può essere il collasso parziale di impalcati e volte. In alcuni casi, la trave del solaio è collassata, o può essere sfilata, e lo scivolamento delle travi spesso martella i muri creando un’ulteriore spinta sugli stessi.

Interventi possibili
Un’efficace connessione dei solai alle murature può evitare i ribaltamenti fuori dal piano e le deformazioni. Occorre quindi predisporre il miglioramento delle connessioni con i muri trasversali e con i solai, ad esempio con l’inserimento di catene e tiranti, così da rafforzare il comportamento scatolare dell’edificio. In generale, la qualità delle connessioni (tra solai e murature, tra la copertura e i muri e tra i muri perpendicolari) è un elemento cruciale nella definizione del comportamento sismico dell’edificio: connessioni di buona qualità portano le condizioni di collasso della costruzione a una configurazione che richiede un’azione sismica più forte per attivarsi.
Importante è inoltre valutare l’effetto dell’attrito esercitato da eventuali solai: ciò cambia il cinematismo associato, innescato da un’energia più elevata. La presenza di coperture o catene può dare effetti simili, anche se in questo caso l’accelerazione verticale può annullare l’effetto dell’attrito.

Flessione orizzontale fuori dal piano

Meccanismi
Se i pannelli murari soggetti ad azioni fuori dal proprio piano sono vincolati da muri ortogonali ma non superiormente, possono subire una flessione nel piano, questa volta orizzontale, anziché verticale come avviene nel caso della flessione verticale fuori dal piano.
Tale comportamento implica un meccanismo ad arco nella sezione del muro, con la creazione di tre cerniere: una nel mezzo e le altre vicino alle connessioni con i muri laterali.

Coisson e Ottoni 2_FIG 2_Flessione orizzontale fuori dal piano con meccanismo ad arco della sezione del muro (Foto Coïsson, Ottoni)

Flessione orizzontale fuori dal piano con meccanismo ad arco della sezione del muro (Foto Eva Coïsson e Federica Ottoni)

Travi di solai o coperture possono spingere sul muro ma sono contenuti dai vincoli laterali. La trave quindi può martellare (o il tetto spingere) e, a seconda della qualità della muratura, può produrre l’intero meccanismo o danni locali.

Coisson e Ottoni 2_FIG 3_Edificio fortemente danneggiato per flessione orizzontale fuori dal piano (Foto Coïsson e Ottoni)

Edificio fortemente danneggiato per flessione orizzontale fuori dal piano (Foto Eva Coïsson e Federica Ottoni)

Vulnerabilità
Come nel caso del ribaltamento semplice, scarse o deboli connessioni ad alcuni piani congiunte a rigide connessioni alle estremità dell’edificio possono attivare il meccanismo.
Inoltre, la geometria delle aperture e la loro posizione può avere effetti considerevoli sul comportamento e sull’estensione dell’area danneggiata.
La mancanza di cordoli di irrigidimento in presenza di murature snelle espone al rischio di ribaltamento della sommità dei muri.

Sintomi caratteristici
In caso di flessione orizzontale fuori dal piano si riscontrano in genere:
• lesioni in corrispondenza dell’attacco tra il solaio di copertura e il paramento verticale;
• presenza di lesioni inclinate (cerniera).
In alcuni casi, la trave della copertura è collassata, o può essere sfilata e lo scivolamento delle travi spesso martella i muri.

Interventi
Deve essere migliorata l’azione di contenimento delle coperture, dotando queste ultime di resistenza e rigidezza nel piano, attraverso la chiodatura degli elementi e l’inserimento di controventi. Le coperture, infatti, dovrebbero svolgere un’azione di contenimento delle murature, ma per svolgere tale funzione devono essere dotate di resistenza nel proprio piano – ad esempio avere tutti gli elementi chiodati tra loro e controventati – e avere un efficace collegamento con le murature.
Si deve inoltre migliorare il collegamento dei solai di copertura con le murature sottostanti.
La presenza di canne fumarie, le discontinuità interne alla muratura (buchi per i tubi di scarico o condotti o altri impianti tecnologici) possono ridurre la sezione portante, spostando le cerniere del meccanismo cinematico. La mappatura delle cerniere è fondamentale nel rilievo dell’edificio.
Se le murature laterali sono di buona qualità, con connessioni efficaci, il collasso non accade ma la parte interna della muratura potrebbe essere compressa, fessurandosi e tale meccanismo è tipico di muri contenuti da catene.

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