"Il Laterizio da secoli il nostro futuro" parte 1

Reggio Emilia - 26 febbraio 2010
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico ANDIL
Consulente Esperto CasaClima
•D.M. 20.11.87 per muratura
•D.M. 16.01.96 per azioni sismiche
•D.M. 09.01.1996 per c.a. c.a.p. e acciaio
Una RISPOSTA alle norme:
•…omissis
 SISMICA
NTC 2008, entrata in vigore 1 luglio 2009
Circolare 617/09
 TERMICA
D.lgs 192/2005 – 311/2006
decreti attuativi e certificazioni energetiche
 ACUSTICA
L. 447/95 – D.P.CM. 5/12/97  nuova UNI…2010
 FUOCO
D.M. 16/02/2007 – circ. n1968/2008 - D.M. 25/10/2007
Una RISPOSTA al nostro BENESSERE…
 COMFORT
 SOSTENIBILITA’ AMBIENTALE
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Progettare in muratura portante
Inquadramento normativo NTC 2008 – in vigore dal 1 luglio 2009
CAPITOLO 2
CAPITOLO 3
Sicurezza e prestazioni attese
Azioni sulle costruzioni
CAPITOLO 4
Costruzioni civili e industriali
CAP. 4.5 Costruzioni di muratura
CAPITOLO 7
Progettazione per azioni sismiche
CAP. 7.8 Costruzioni di muratura
CAPITOLO 8
Costruzioni esistenti
CAPITOLO 9
Collaudo statico
CAPITOLO 10
Redazione dei progetti strutturali esecutivi e delle relazioni di calcolo
CAPITOLO 11
Materiali e prodotti per uso strutturale
CAP. 11.10 Muratura portante
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Progettare in muratura portante
Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2
Sicurezza e Prestazioni Attese
L’azione sismica, definita in base alla “pericolosità sismica di base” è funzione di:
- ag accelerazione orizzontale massima al sito
- F0 valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale
- T*C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale
SLE reversibili e/o irreversibili
- danneggiamenti locali (fess. Cls)
- spostam. o deform. che limitano uso
dell‟edificio o funzionam. impianti
- ecc.
• Stato Limite di Operatività (SLO)
• Stato Limite di Danno (SLD)
SLU irreversibili  collasso
- perdita di equilibrio
- spostam. o deform. eccessive
- superamento capacità resistente
di parte o tutta la struttura
- instabilità
- ecc.
• Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV)
• Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC)
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Progettare in muratura portante
Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2
Azioni sulle Costruzioni
Classificazione delle azioni
- Dirette / Indirette
- Statiche / Pseudo-statiche / Dinamiche
- Permanenti (G) / Variabili(Q) / Eccezionali(A) / Sismiche(E)
Combinazione delle azioni
Valori di coefficienti di combinazioni
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Progettare in muratura portante
Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2
Azione nelle verifiche agli Stati Limite
Stati limite ultimi
- di equilibrio come corpo rigido (EQU)
- di resistenza della struttura compresi gli elementi di fondazione (STR)
- di resistenza del terreno (GEO)
Ing. Michele Destro
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Progettare in muratura portante
Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2.7
Verifiche alle Tensioni ammissibili
• Costruzione tipo 1 o 2 (opere provvisorie o ordinarie)
• Classe d’uso I e II (presenze occasionali – normali affollamenti – opere infrastrutturali
d‟importanza NON strategica)
• Zona 4
Norme di riferimento:
• D.M. 14.02.92 per c.a. e acciaio
• D.M. 20.11.87 per muratura
• D.M. 11.03.88 per opere e sistemi geotecnici
• D.M. 16.01.96 per azioni sismiche (con s=5)
• D.M. 14.01.2008 (NTC 2008) per azioni, materiali e collaudo
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Progettare in muratura portante
DURABILITA’ – edifici residenziali min. 50 ANNI
Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2.4
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Progettare in muratura portante
EDIFICIO IN MURATURA – NTC08 Cap. 4.5
Classificazione degli elementi
in laterizio (blocchi)
Muratura Portante
Spessori Minimi
Zona sismica Spess. (cm)
Blocco pieno
(ø 15%)
Blocco semipieno
(15% < ø 45%)
1- 2-3
24
4
15
Blocco Semipieno
1- 2-3
24
Blocco Forato
4
20
Blocco Pieno
Blocco forato
(45% < ø 55%)
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Progettare in muratura portante
Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 7.8
In zona sismica 1 - 2 - 3 - 4
Regole valide sia per strutture in
muratura ordinaria che in muratura armata
 Foratura < 45%
 La malta di allettamento dovrà avere resistenza media
non inferiore a 5MPa (2,5 MPa in zona 4 - 10 MPa per la muratura armata);
 Gli eventuali setti disposti parallelamente al piano del
muro siano continui e rettilinei; le uniche interruzioni
ammesse sono in corrispondenza dei fori presa o per
l‟alloggiamento delle armature;
fbk > 5MPa
fbk > 1,5MPa
 I giunti verticali dovranno essere riempiti con malta;
 Le resistenze meccaniche devono rispettare i seguenti
limiti inferiori
Ing. Michele Destro
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Progettare in muratura portante
Inquadramento normativo – NTC08 - EUROCODICE 6
Sì, in qualsiasi zona sismica.
Caratteristiche tecniche cap. 7.8
Sì, in qualsiasi zona sismica solo se
si riempie la tasca in verticale di malta!!!
Come prevede l’Eurocodice 6
Caratteristiche tecniche cap. 7.8
La freccia nera deve essere pari al 40% della freccia blu
Sì, ma solo per la zona sismica 4!
Blocco Incastro Giunto secco – foratura < 55%
Blocco liscio – 45% < foratura < 55%
No, solo per tamponamento
Blocco liscio/incastro – foratura > 55%
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Progettare in muratura portante
EDIFICIO IN MURATURA – NTC08 Cap. 11
Caratteristiche meccaniche delle murature
Le murature sono definite dalle seguenti proprietà fondamentali:
• resistenza caratteristica a compressione (fk);
• resistenza caratteristica a taglio in assenza di carichi assiali (fvk0);
• modulo di elasticità normale secante (E = 1000 fk);
• modulo di elasticità tangenziale secante (G = 0.4 E)
Ing. Michele Destro
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Stima della resistenza a compressione della muratura
Resistenza
caratteristica a
Tipo di malta
M15
M10
M5
M2,5
compressione fbk resistenza media resistenza media resistenza media resistenza media
a compressione a compressione a compressione a compressione
dell'elemento
non inferiore a
non inferiore a non inferiore a 5 non inferiore a
15
10
2,5
2,0
1,2
1,2
1,2
1,2
3,0
5,0
7,0
10,0
15,0
20,0
30,0
40,0
2,2
3,5
5,0
6,2
8,2
9,7
12,0
14,3
2,2
3,4
4,5
5,3
6,7
8,0
10,0
12,0
2,2
3,3
4,1
4,7
6,0
7,0
8,6
10,4
2,0
3,0
3,5
4,1
5,1
6,1
7,2
--
Le murature formate da elementi
artificiali pieni o semipieni il valore
di fk può essere dedotto dalla
resistenza a compressione degli
elementi
e
dalla
classe
di
appartenza della malta
Determinazione sperimentale

fk = fm – k s
fm = resistenza media
k = coefficiente legato dal n di provini
s = scarto quadratico medio



Muretti con almeno n 3 corsi di elementi
Lunghezza pari ad almeno due lunghezze di blocco
Rapporto altezza/spessore variabile 2,4 5
Provini n > 6
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Stima della resistenza a taglio
Elemento
Laterizio
pieno e
semipieno
Resistenza
caratteristica a
Classe di Malta
compressione
fbk
In
fvk0
(N/mm2)
fbk > 15
M10 < M < M20
0,30
7,5 < fbk < 15
M5 < M < M10
0,20
fbk < 7,5
M2,5 < M < M5
0,10
sede
murature
di
progetto,
formate
da
per
le
elementi
artificiali pieni o semipieni il valore
di fkv0 può essere dedotto dalla
resistenza a compressione degli
elementi
tramite
la
seguente
tabella
Determinazione sperimentale

fvk0 = 0,7 fvm



fvm = resistenza media
Muretti con almeno n 3 corsi di elementi
Lunghezza pari ad almeno due lunghezze di blocco
Rapporto altezza/spessore variabile 2,4 5
Provini n > 6
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Resistenza al taglio della muratura
fvk
 resistenza caratteristica a taglio della muratura in presenza delle effettive
tensioni di compressione valutata con:
fvk = fvko+
tensione normale media dovuta
ai carichi verticali agenti sulla
sezione di verifica
n:
n
Condizione
fvk < 1,4 fbk
Resistenza di progetto della muratura

Resistenza di progetto fd per la verifica a pressoflessione e a carichi concentrati

Resistenza di progetto fvd per la verifica a taglio
f d = f k/
M
fvd = fvk/
M
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Categoria I
1- Disponibilità di specifico personale qualificato con
esperienza dipendente dell„impresa (capocantiere)
2- Disponibilità di specifico personale qualificato con
esperienza, indipendente dall„impresa (direttore dei lavori)
3- Controllo e valutazione in loco delle è proprietà della malta e del cls
Categoria II
Classe 1
Classe 2
Classe di esecuzione
Categoria dei materiali
4- Dosaggio dei componeneti della malta a „volume“ con l„uso di
opportuni contenitori…e controllo delle operazioni di miscelazione…
Materiale
Classe di esecuzione
1
Muratura con elementi resistenti di categoria I, malta a
prestazione garantita
2
2,5
Muratura con elementi resistenti di categoria I, malta a
composizione prescritta
2,2
2,7
Muratura con elementi resistenti di categoria II, ogni tipo di
malta
2,5
3,0
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Progettare in muratura portante
Verifica
 Struttura tridimensionale scatolare;
 Le pareti strutturali, al lordo delle aperture,
dovranno avere continuità in elevazione
fino alla fondazione;
 I solai devono assolvere alla funzione di
riparte le azioni orizzontali tra le pareti
strutturali, pertanto devono essere ben collegati
ai muri e garantire un adeguato funzionamento a diaframma;
 La distanza massima tra due solai, (altezza piano), non deve essere superiore
ai 5 mt;
 Le coperture non devono essere spingenti. Eventuali spinte orizzontali,
valutate tenendo conto dell‟azione sismica, devono essere assorbite per mezzo
di idonei elementi strutturali (cordoli);
 La snellezza delle pareti deve essere inferiore a 12 (rapporto tra altezza e
spessore);
 Per la muratura ordinaria la distanza delle forometrie dagli spigoli deve essere
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almeno di 1 mt;
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Progettare in muratura portante
EDIFICIO SEMPLICE IN ZONA SISMICA – Cap. 7.8.1.9
•Regolarità in pianta ed in elevazione;
•In ciascuna delle due direzioni siano previste almeno due
sistemi di pareti di lunghezza complessiva, al netto delle
aperture, ciascuna non inferiore al 50% della dimensione
dell‟edificio nella medesima direzione;
•Le pareti strutturali siano continue dalla fondazione alla
sommità;
•Per la muratura ordinaria la distanza delle forometrie dagli
spigoli deve essere almeno di 1 mt;
•Almeno il 75% dei carichi verticali sia portato da pareti
che facciano parte del sistema resistente alle azioni
orizzontali;
•In ciascuna delle due direzioni siano presenti pareti
resistenti alle azioni orizzontali con interasse non superiore
ai 7 mt;
•Nessuna altezza interpiano sia superiore a 3,5 mt;
•Massimo numero di piani: n°3 per muratura ordinaria;
•Non è ammessa la zona 1
•Verifica tensionale:
N
A
0,25
fk
M
N = carico verticale totale alla base
del piano considerato
A = area totale muri portanti
fk = resistenza caratteristica a
compressione della muratura
γM = coefficiente parziale di sicurezza
L‟edifico semplice deve avere per ciascun
piano il rapporto tra area della sezione
resistente delle pareti e superficie del
piano non inferiore ai valori indicati tabella
7.8.III, in funzione del numero di piani
dell‟edificio e della zona sismica , per
ciascuna delle due direzioni ortogonali.
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Comitato Tecnico Andil
Progettare in muratura portante
EDIFICIO SEMPLICE IN ZONA SISMICA – Cap. 7.8.1.9
L’edificio semplice deve avere per ciascun piano il rapporto tra area della sezione
resistente delle pareti e superficie del piano non inferiore ai valori indicati nella tabella
seguente, in funzione del numero di piani dell’edificio e della zona sismica, per ciascuna delle
due direzioni ortogonali.
Accelerazione di picco del
terreno ag*S*ST
Tipo di
struttura
Muratura
ordinaria
Muratura
armata
≤0.07g
≤0.1 g
≤0.15g
≤0.20g
≤0.25g
≤0.30g
≤0.35g
≤0.40g
≤0.45g
≤0.4725g
1
3.5 %
3.5 %
4.0 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
6.0 %
6.0 %
6.0 %
6.5 %
2
4.0 %
4.0 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
6.0 %
6.5 %
6.5 %
6.5 %
7.0 %
3
4.5 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
6.0 %
6.5 %
7.0 %
1
2.5 %
3.0 %
3.0 %
3.0 %
3.5 %
3.5 %
4.0 %
4.0 %
4.5 %
4.5 %
2
3.0 %
3.5 %
3.5 %
3.5 %
4.0 %
4.0 %
4.5 %
5.0 %
5.0 %
5.0 %
3
3.5 %
4.0 %
4.0 %
4.0 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
5.5 %
6.0 %
6.0 %
4
4.0 %
4.5 %
4.5 %
5.0 %
5.5 %
5.5 %
6.0 %
6.0 %
6.5 %
6.5 %
Numero
piani
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Ing. Michele Destro
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Comitato Tecnico Andil
Introdotta nel D.M. 16/01/1996
Realizzato da
una
muratura
portante a Blocchi semipieni di
laterizio collegati con giunti continui
di malta, nella quale sono inserite
armature
metalliche
verticali,
concentrate in appositi fori, ed
armature orizzontali diffuse poste
lungo i giunti di malta.
Ing. Michele Destro
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Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Anno 1986 - Progetto di ricerca, a seguito dei terremoti del Friuli, (1976), e del
Montenegro, (1979), seguito dal Prof. Ing. Claudio Modena (Università di Padova) e dal
Prof. Miha Tomazevic (laboratorio ZMRK)
Edifici testati a n 3 piani in muratura portante ed armata: un ottimo comportamento
sismico della prima ed un‟eccellente risposta duttilie della seconda.
Anno 1991 Enea
Edificio in Muratura Armata su
tavola vibrante
Anno 1992/96 Brite-Euram
Muratura Armata – testati due
edifici su vibrodine in muratura
armata e uno intelaiato. Il
confronto
ha
dimostrato
palesemente la validità della
muratura portante
Figg. Muratura portante e muratura armata: prove su tavola vibrante
svolte dal Consorzio Poroton Italia presso lo ZMRK di Lubljiana (a sx)
e presso l‟Enea (a dx).
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Progetto di ricerca europeo DISWall, l‟Università
di Padova, in collaborazione con il Consorzio
POROTON® Italia - ha studiato due sistemi per
muratura armata realizzati con blocchi di laterizio
porizzato a fori verticali e con forma ad „H‟ e a „C‟.
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Nella pratica costruttiva si sta diffondendo l‟uso di muratura armata anche per la
costruzione di edifici monopiano alti, tipicamente a destinazione commerciale o
industriale
Fig. 1 – Caseificio a Ramiseto (RE).
Fig. 2 – Centro sportivo a Reggio Emilia.
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Comitato Tecnico Andil
…non esiste innanzitutto un materiale da costruzione che
sia di per sé, per sua natura, adatto a garantire “a priori” la
sicurezza delle struttura soggette a terremoti…
…può succedere che edifici costruiti sia in cemento armato
che in muratura, o in legno, possano subire crolli rovinosi”
Prof. Ing. Claudio Modena - Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni, Facoltà di Ingegneria –
Direttore del Laboratorio Prove sui Materiali da Costruzione annesso al Dipartimento di Costruzioni e
Trasporti dell‟Università di Padova. Fonte: estratto da Italia Oggi – 6 maggio 2009
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Fig. 1a, 1b – Edificio con struttura in pietra.
L‟intervento di ristrutturazione, recentemente eseguito, ha riguardato prevalentemente
aspetti di natura architettonica ed estetica senza purtroppo considerare l‟adeguamento
sismico delle strutture, con le conseguenze evidenziate nelle foto.
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Fig. 2b – Distacco di un rivestimento
faccia a vista con “distanziatore”
Fig. 2a – Distacco di un rivestimento
faccia a vista totalmente slegato dalla struttura.
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Fig. 3b.
Fig. 3a, 3b – Collasso strutturale con
espulsione esterna dei pilastri in c.a. e
schiacciamento del piano primo da parte dei
piani sovrastanti per il cedimento del nodo
pilastro-trave non adeguatamente armato.
Fig. 3c – Collasso strutturale
in corrispondenza del piano terra
adibito a garage per cedimento del nodo pilastro-trave.
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Fig. 4a – Crollo dell’edificio per l‟eccessiva
massa strutturale della copertura in c.a.
realizzata su una struttura in pietrame.
Fig. 4b – Lesioni in edifici di nuova
costruzione per le sollecitazioni indotte
dalla struttura di copertura troppo pesante
in rapporto alla rigidezza della struttura
verticale sottostante.
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
Fig. 5 – Edificio in muratura portante in
blocchi di laterizio con copertura in c.a., in fase
di costruzione. Non si è rilevato alcun tipo di
lesione o danneggiamento strutturale
Fig. 6 – Edificio in muratura portante in
blocchi di laterizio con copertura in legno, in
fase di costruzione. Non si è rilevato alcun
tipo di lesione o danneggiamento strutturale.
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Fig. 7 – Altro esempio di edificio in muratura Fig. 8
portante in blocchi di laterizio in cui si è
riscontrato un ottimo comportamento strutturale
Figg. 8/9 – Altri esempi di edifici che non
hanno subito danni – si noti, (fig.8), la
differenza di risposta di due fabbricati adiacenti
Ing. Michele Destro
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Fig. 9
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TERMICA
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• Epi che esprime il consumo di energia primaria per il
riscaldamento riferito all‟unità di superficie o di volume lordo,
espresso rispettivamente in kWh/m2 o kWh/m3 anno.
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• I valori termici riportati nelle seguenti tabelle,
considerano i ponti termici a norma. Il valore è da
considerarsi a norma quando il valore della
trasmittanza della parete fittizia non supera più del 15%
la trasmittanza della parete corrente.
Zona Climatica
Dal 1 gennaio 2008 Dal 1 gennaio 2010
U (W/m2K)
U (W/m2K)
A
0,72
0,62
B
0,54
0,48
C
0,46
0,40
D
0,40
0,36
E
0,37
0,34
F
0,35
0,33
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil
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•Superficiale: se compare sulle facce della parete;
•Interstiziale: se si forma all’interno del
paramento murario
I parametri orizzontali e verticali degli edifici di tutte
le categorie (tranne E8), e per tutte le zone
climatiche devono rispettare le seguenti condizioni:
- Nessuna presenza di condensa superficiale
- Presenza di condensa interstiziale se
rievaporabile nel periodo estivo
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Massa delle pareti
Le pareti degli edifici di tutte le categorie (tranne E6 - E8),
e per tutte le zone climatiche (tranne F) devono rispettare
la seguente condizione solo nei lati sud – sud/est –
sud/ovest:
Im,s > 290 W/m2
Ms > 230 kg/m2
dove
Im,s è l‟irradianza caratteristica di ogni località
Ms è la massa superficiale della parete al netto dello strato
d‟intonaco
Fabbisogno estivo in zona E < 30 kWh/m2 anno
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Il termine inerzia termica è generalmente utilizzato per descrivere
la capacità di un materiale o di una struttura edilizia di
immagazzinare energia termica e ritardarne la trasmissione.
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La capacità termica di un materiale rappresenta la sua
attitudine ad accumulare calore.
Tale calore viene ceduto successivamente all„ambiente
C = M c [kJ/K]
M = massa (kg)
c = calore specifico unitario (kJ/kg K)
Un„elevata capacità termica della muratura implica che la
temperatura interna varia lentamente al variare della
temperatura esterna
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Sfasamento (o ritardo)
capacità della parete di
ritardare nel tempo gli sbalzi
> 12 ore
termici esterni (in ingresso)
Attenuazione
capacità della parete di ridurre
l’oscillazione delle temperature
esterni (in ingresso)
< 0,10
adim
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-30%
periodo estivo, in
assenza di sistemi di
condizionamento:
i picchi raggiunti
nell‟edificio “leggero”
oltrepassano di circa
1 C quelli dell‟edificio
di progetto
TERMICA
Verifiche di legge
Norma di rif. D.P.R. 59/09 del 25/06/09
1° Decreto Attuativo
Definisce le:
•metodologie di calcolo (UNI TS 11300)
•i requisiti minimi per la prestazione energetica degli edifici e quantificazione del fabbisogno termico per la
climatizzazione estiva;
•introduce la trasmittanza periodica: Yie = Trasm. Term. x fatt. Att
Riguarda:
•Nuova costruzione e ristrutturazione;
•Edilizia sovvenzionata e convenzionata, pubblica e privata;
•Ristrutturazioni:
NOVITA’
• Verifica fabbisogno in estate - limiti per gli edifici residenziali nella zone climatiche A e B: 40kWh/m2 a
C, D, E e F: 30 kWh/m2a obbligatoria!!!
• Ventilazione naturale: utilizzare meglio le condizioni ambientali esterne
• Requisiti minimi per il comfort estivo:
• Schermature solari delle superfici trasparenti – è obbligatoria la presenza di schermanti esterni oppure la
presenza di superifici vetrate con fattore solare < 0,5 (g)
• Inerzia termica degli involucri opachi: tutte le pareti*, (eccetto quelle a nor-est/nord/nord ovest) devono
avere una massa > 230 kg/m2 oppure una trasmittanza periodica Yie < 0,12 W/m2K (per le coperture 0,20).
* Edifici in località con irradianza > 290 W/mq
Ing. Michele Destro
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TERMICA
Verifiche di legge
Norma di rif. D.M. 26/06/09
2° Decreto Attuativo in vigore dal 25/07/09
Definisce la:
Metodologia di calcolo per le diagnosi energetiche degli edifici:
Epgl = Epi + Epacs + Epe + Epill
Obbligatorietà :
•Dall‟anno 2010 i nuovi edifici dovranno essere almeno in classe C;
•Il proprietario PUO’ NON CERTIFICARE l‟immobile, attraverso un‟autocertificazione d‟appartenenza alla
CLASSE G e dichiarando che “…i consumi sono alti”;
•L’attestato di qualificazione energetica rimane OBBLIGATORIO per gli interventi di nuova costruzione e
ristrutturazione;
•Rimane l’obbligatorietà di asseverazione del D.D.L.L. relativa alla conformità delle opere realizzate nel
pieno rispetto del progetto;
•Il Certificatore deve essere nominato prima dell’inizio dei lavori.
Ing. Michele Destro
Comitato Tecnico Andil