L’adeguata conoscenza degli edifici esistenti in muratura è un presupposto fondamentale per la corretta modellazione del comportamento strutturale del fabbricato e per l’attendibilità dei risultati nella valutazione della sicurezza. Per questo motivo è molto importante raggiungere un adeguato livello di conoscenza degli edifici esistenti in muratura portante.

edifici esistenti in muratura

In quest’articolo vedremo:

  • le tipologie di murature esistenti proposte dalla Circolare 2019;
  • i livelli di conoscenza e i fattori di confidenza da adottare;
  • le indagini e prove in sito da eseguire per ciascun livello di conoscenza;
  • come valutare in modo corretto i parametri meccanici delle murature esistenti.

Alla fine dell’articolo potrai scaricare il Focus Normativo PDF che raccoglie tutte le prescrizioni delle NTC2018 e della Circolare 2019 sui livelli di conoscenza degli edifici esistenti in muratura.

Le incertezze degli edifici esistenti in muratura

Gli edifici esistenti in muratura sono spesso caratterizzati da incertezze relativamente alla tipologia di materiale impiegato, alla morfologia interna delle murature, al grado di connessione fra gli elementi strutturali. A queste incertezze si aggiunge la mancanza di documentazione su eventuali interventi di trasformazione, riparazione e consolidamento eseguiti in passato, in particolar modo per edifici molto datati. Per questo motivo la Circolare 2019 riporta delle utili indicazioni sulle modalità di esecuzione di prove e indagini per gli edifici esistenti in muratura.

Edifici esistenti in muratura: il rilievo e le indagini

Data la grande varietà di tecniche costruttive e materiali impiegati per le costruzioni in muratura, il rilievo del fabbricato riveste un ruolo fondamentale. Il rilievo si sostanzia nell’esecuzione di indagini classificate in tre livelli di approfondimento crescente: indagini limitate, estese o esaustive. Le indagini completano le informazioni ottenute dal rilevo geometrico delle superfici esterne degli elementi strutturali (piante, prospetti, sezioni etc.). Vediamo nel dettaglio in cosa consistono i tre livelli di indagine prescritti dalla Circolare 2019 per gli edifici in muratura.

Indagini limitate

Si tratta di indagini di tipo visivo, eseguite rimuovendo un’adeguata superficie di intonaco al fine di esaminare la tipologia di muratura presente. Le indagini limitate servono a verificare:

  • il grado di ammorsamento fra le murature ortogonali;
  • le zone di appoggi dei solai, il collegamento fra solai e pareti e l’eventuale presenza di cordoli di piano;
  • la presenza di architravi strutturalmente efficienti al di sopra delle aperture;
  • la presenza di eventuali catene messe in opera per eliminare la spinta di archi e volte o per impedire il ribaltamento fuori piano della parete;
  • presenza di elementi, anche non strutturali, ad elevata vulnerabilità;

Per verificare il grado di ammorsamento fra pareti ortogonali è sufficiente rimuovere l’intonaco per una superficie pari a 1 metro x 1 metro in corrispondenza dei cantonali. La spicconatura eseguita sarà utile anche per esaminare la tipologia di muratura presente e indagare se la muratura è a un paramento, a due o più paramenti, con o senza riempimento a sacco, se i due paramenti presentano collegamenti trasversali, se la muratura è eseguita in mattoni o in pietra, regolare o irregolare.

edifici esistenti in muratura: grado di ammorsamento

Indagini estese

Sono uguali alle indagini limitate, con la differenza che vanno estese in maniera sistematica a tutto il fabbricato. La Normativa Tecnica non fissa un numero minimo di saggi, spetta quindi al progettista valutare il numero sufficiente di saggi da eseguire per le indagini estese.

Indagini esaustive

Sono le stesse indagini del punto precedente, ma estese ad un punto tale che sia chiara la morfologia e qualità della muratura sia all’esterno che nello spessore murario. 

Edifici esistenti in muratura: caratterizzazione meccanica dei materiali

Le murature sono materiali compositi ottenuti dall’assemblaggio di materiali diversi (mattoni o blocchi e malta). Le caratteristiche meccaniche degli elementi strutturali in muratura dipendono da diversi fattori:

  • la tecnica costruttiva adottata;
  • la modalità di posa in opera degli elementi costituenti;
  • caratteristiche meccaniche degli elementi costituenti;
  • lo stato di conservazione.

Le tipologie di muratura della Circolare 2019

La Circolare 2019 raccoglie in una tabella i valori indicativi dei parametri meccanici delle tipologie di muratura più ricorrenti. Tali parametri devono essere considerati come un riferimento e non sono vincolanti.

Per le tipologie di muratura citate dalla Circolare 2019 si assumono le seguenti ipotesi:

  • malta di calce di modeste caratteristiche (resistenza a compressione compresa fra 0.7 e 1.5 N/mmq)
  • assenza di ricorsi o listature;
  • muratura a due paramenti, semplicemente accostati o mal collegati;
  • presenza eventuale di nucleo interno di limitato spessore, significativamente inferiore a quello dei paramenti;
  • tessitura realizzata a regola d’arte nel caso di murature regolari;
  • muratura non consolidata.

Nel caso di malta di calce particolarmente scadente, con resistenza media a compressione inferiore a 0.7 N/mmq, le resistenze della muratura saranno ridotte per un coefficiente pari a 0.7 e i moduli elastici per un coefficiente pari a 0.8.

Ti riporto di seguito la tabella 8.5.I della Circolare 2019 che elenca le proprietà meccaniche delle tipologie di muratura più frequenti.

edifici esistenti in muratura: tabella C8.5.I

Per ogni tipologia di muratura vengono riportati i valori massimi e minimi dei parametri meccanici. Il valore da usare dipende dal livello di conoscenza raggiunto. Vedremo fra poco quali valori di resistenze adottare nell’analisi a seconda del livello di conoscenza raggiunto.

Nella tabella C8.5.I della Circolare 2019 ci sono diversi asterischi che rimandano a note a pie’ di pagina.Per la corretta estrapolazione dei valori di resistenza delle muratura bisogna tenere conto di tali note e di ulteriori precisazioni contenute nel testo, come ti ho già spiegato in quest’articolo del blog.

Edifici esistenti in muratura: i coefficienti migliorativi dello stato di fatto

edifici esistenti in muratura

Le ipotesi assunte dalla Circolare 2019 rendono la tipologia di muratura più scadente di quella che potrebbe essere effettivamente presente nella costruzione oggetto di analisi. 

Le caratteristiche della muratura in uno stato di fatto migliore di quello assunto per ipotesi dalla Circolare 2019 possono essere ottenute applicando degli appositi coefficienti migliorativi ai parametri di resistenza e deformabilità della muratura.

I coefficienti migliorativi tengono conto di:

  • malta di buone caratteristiche;
  • presenza di ricorsi o listature;
  • presenza sistematica di elementi trasversali di collegamento fra i paramenti.

Ti riporto di seguito i coefficienti migliorativi da applicare ai parametri meccanici della muratura per correggerli in funzione dell’effettivo stato di fatto. Tali coefficienti sono elencati nella Tabella C8.5.II della Circolare 2019.

edifici esistenti in muratura: tabella C8.5.II

Anche per la tabella C8.5.II relativa ai coefficienti migliorativi, sono presenti diversi asterischi che rimandano  a note a pie’ di pagina. E’ necessario tenerne conto per la corretta applicazione dei coefficienti migliorativi, come spiegato in quest’articolo.

Edifici esistenti in muratura: i coefficienti correttivi per interventi di consolidamento

Nel caso i cui si debba progettare un intervento di consolidamento per una muratura esistente o nel caso di una muratura già consolidata, i parametri di resistenza possono essere ottenuti applicando gli ulteriori coefficienti correttivi proposti nella tabella C8.5.II in funzione della tipologia di intervento.

Gli interventi di consolidamento considerati sono:

  • iniezione di miscele leganti;
  • intonaco armato;
  • ristilatura armata e connessione dei paramenti.

edifici esistenti in muratura: interventi di consolidamento

La Circolare 2019 tiene conto di un ulteriore intervento: inserimento di diatoni artificiali o tirantini antiespulsivi. Per tale intervento non sono presenti degli appositi coefficienti, ma si prescrive di adottare gli stessi coefficienti indicati per le murature dotate di buona connessione trasversale dei paramenti. 

Caratterizzazione meccanica delle murature: prove limitate

Le prove limitate si limitano ad un esame visivo delle superfici, senza eseguire nessun tipo di prova sperimentale in sito. Per eseguire prove limitate è possibile utilizzare la stessa rimozione locale di intonaco eseguita per le indagini limitate. Le prove hanno lo scopo di individuare la tipologia di muratura al fine dell’assegnazione delle caratteristiche meccaniche.

Lo scopo delle prove limitate sarà quello di individuare:

  • forma e dimensione dei blocchi;
  • compattezza della malta, da valutare qualitativamente, prelevando un piccolo campione a 5-6 cm di profondità.

Caratterizzazione meccanica delle murature: prove estese

Si tratta di esami visivi diffusi e sistematici, sia in superficie sia nello spessore murario, eseguiti anche mediante endoscopie e accompagnati dall’analisi delle malte ed eventualmente dei mattoni o blocchi.

Devono poi essere eseguite delle indagini utilizzando tecniche diagnostiche non distruttive quali:

  • penetrometriche;
  • sclerometriche;
  • termografiche;
  • radar.

Le tecniche non distruttive possono essere eventualmente integrate, se necessario, da tecniche di indagine moderatamente distruttive quali i martinetti piatti.

prova con martinetto piatto doppio

Caratterizzazione meccanica delle murature: prove esaustive

Le prove esaustive richiedono tutte le prove della categoria precedente (prove estese) e in aggiunta prove dirette sui materiali per la caratterizzazione meccanica. Le prove possono essere eseguite in situ oppure su campioni indisturbati di muratura prelevati in situ e comprendono:

  • prove di compressione:
    • prove su pannelli;
    • prove con martinetti piatti doppi.
  • prove di taglio:
    • prove di compressione e taglio;
    • prove di compressione diagonale;
    • taglio diretto sul giunto.

I risultati ottenuti dalle prove in sito saranno utilizzati per correggere i valori medi delle resistenze riportate nella tabella C8.5.I. All’interno del Focus Normativo PDF che potrai scaricare gratuitamente fra poco, troverai le formule da utilizzare per la valutazione dei parametri meccanici in funzione del numero e della tipologia di prove dirette eseguite. 

prova di compressione diagonale

Edifici esistenti in muratura: livelli di conoscenza e fattori di confidenza

A ciascun livello di conoscenza è associato un fattore di confidenza FC. Tale fattore va a ridurre le proprietà meccaniche dei materiali secondo la seguente formula:

Rd = R / FC

Resistenza ridotta del fattore di confidenza FC

Più alto sarà il livello di conoscenza, minore sarà il fattore FC. La Normativa Tecnica individua tre distinti livelli di conoscenza.

  • LC1: richiede l’esecuzione di indagini limitate e prove limitate. Il fattore di confidenza è pari a FC = 1.35. Per le resistenze e i moduli elastici si utilizzano i seguenti valori:
    • resistenze: valori minimi degli intervalli della tabella C8.5.I
    • moduli elastici: valori medi degli intervalli della tabella C8.5.I
  • LC2: richiede l’esecuzione di indagini estese e prove estese. Il fattore di confidenza è pari a FC = 1.2. Per le resistenze e i moduli elastici si utilizzano i seguenti valori:
    • resistenze: valori medi degli intervalli della tabella C8.5.I
    • moduli elastici: valori medi degli intervalli della tabella C8.5.I
  • LC3: richiede l’esecuzione di indagini esaustive e prove esaustive. Il fattore di confidenza è pari a FC = 1. Per le resistenze e i moduli elastici si utilizza una distribuzione statistica a-priori basata sugli intervalli di valori della tabella C8.5.I; tali valori vengono aggiornati in funzione della tipologia di prove eseguite e del numero di prove. Trovi tutti i dettagli nel Focus Normativo PDF allegato all’articolo.

Ti riporto sotto una tabella riepilogativa che associa a ciascun livello di conoscenza i fattori di confidenza da utilizzare e il livello di approfondimento di indagini e prove. 

edifici esistenti in muratura: livelli di conoscenza e fattori di confidenza

Per tutti e tre i livelli di conoscenza la geometria della struttura deve essere definita da un apposito rilievo in sito. E’ importante individuare anche la posizione di eventuali nicchie, cavità e canne fumarie che vanno ad indebolire i maschi murari interessati. Così come vanno rilevate le volte e gli orizzontamenti (tipologia ed orditura). 

Scarica il Focus Normativo PDF sugli edifici esistenti in muratura

focus normativo

Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018 e della Circolare 2019 riguardanti i livelli di conoscenza degli edifici esistenti in muratura raccolte in unico documento PDF scaricabile gratuitamente. Compila i campi qui sotto, riceverai all’istante un’email contenente il link per eseguire il download.

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Calcola tutti i parametri di resistenza delle murature con l’app Wally

wally analisi di pannelli in muratura

Wally è l’app del blog per l’analisi dei pannelli esistenti in muratura. Potrai valutare in maniera rapida tutti i parametri di resistenza delle tipologie di muratura previste dalla Circolare 2019, applicando in automatico e nel modo corretto tutti i coefficienti migliorativi e correttivi delle proprietà meccaniche. 

Incluso nell’app un modulo interamente dedicato all’intervento di apertura vano in una muratura portante. Puoi scaricare l’app compilando i campi qui sotto. Riceverai all’istante una mail contenente il link per eseguire il download. 

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Conclusioni

La scelta del livello di conoscenza da raggiungere dipende dall’obiettivo dell’analisi della costruzione esistente. Se l’obiettivo è eseguire un intervento locale, allora può essere sufficiente raggiungere il livello di conoscenza minimo, ovvero LC1. 

Se l’obiettivo è eseguire un intervento di miglioramento o adeguamento sismico, potrebbe essere necessario raggiungere un livello di conoscenza più approfondito, LC2 o LC3. Per i livelli di conoscenza LC2 e LC3 la fase di indagini e prove sarà più estesa e di conseguenza verranno penalizzate meno le resistenze della muratura, adottando fattori di confidenza più bassi. Ci sarà pertanto una maggiore probabilità che le verifiche di resistenza richieste dalla Normativa Tecnica siano soddisfatte.

Un’ulteriore possibilità sarebbe quella di eseguire delle indagini preliminari al fine di riconoscere le tipologie murarie presenti ed eseguire un’analisi di vulnerabilità preliminare nei tre scenari previsti (LC1, LC2 ed LC3)  per individuare il livello di conoscenza minimo necessario per ottenere il miglioramento o l’adeguamento della struttura. 

Siamo arrivati alla fine del post. Mi auguro ti sia stato utile per chiarire gli aspetti legati alla fase di indagini e prove necessarie per la definizione del livello di conoscenza degli edifici esistenti in muratura. Quando avrai bisogno di pianificare la campagna di indagini necessaria per l’analisi di una struttura esistente in muratura potrai tornare qui sul blog per rileggere quest’articolo.

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Al prossimo post.

Marco


Pubblicato il 22/5/2017, aggiornato il 21/6/2020.

Edifici esistenti in muratura: livelli di conoscenza e fattori di confidenza [NTC2018 e Circolare 2019]
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