Quadri fessurativi: gli elementi che influiscono sul comportamento degli edifici in muratura

Prosegue il ciclo di articoli sulla lettura del quadro fessurativo ed in questo è trattata la tecnologia costruttiva della muratura.

Meccanismi locali e globali dell’apparecchiatura muraria

Vi sono aspetti che influenzano la formazione di quadri fessurativi e che possono essere facilmente individuabili anche da un occhio inesperto e che rappresentiamo basandoci su quanto indicato dalle NTC2018.

Per quanto concerne il fabbricato murario è necessario valutare due tipologie di meccanismo, propedeutico alla lettura del quadro fessurativo e quindi all’individuazione dell’intervento:

- Locale: corrisponde alla risposta del singolo elemento murario che attraverso la sua instabilità non consente alla struttura complessiva di offrire una capacità prestazionale di insieme, ovvero limitando il cosiddetto comportamento scatolare favorendo meccanismi fragili dei singoli elementi.

Il calcolo dei meccanismi locali segue l’approccio cinematico dell’analisi limite dell’equilibrio, che si basa sulla scelta del meccanismo di collasso e la valutazione dell’azione orizzontale che attiva tale cinematismo: ovvero si procede trasformando una parte della costruzione in una catena cinematica (sistema labile), attraverso l’individuazione di corpi rigidi, definiti da piani di frattura ipotizzabili per la scarsa resistenza a trazione della muratura, in grado di ruotare o scorrere tra loro, e valutando quindi il moltiplicatore orizzontale dei carichi α₀ che comporta l’attivazione del meccanismo.

La verifica allo stato limite ultimo è espressa a seconda che il cinematismo sia al livello del piano di campagna o in quota. Le formule precedentemente citate richiedono il calcolo dell’accelerazione spettrale a*₀ ottenuta mediante la formula:

Le altre ipotesi di calcolo sono la resistenza nulla a trazione della muratura e l’assenza di scorrimento tra i blocchi.

Esplicitando il valore della accelerazione corrispondente allo stato limite considerato e rapportandola all’accelerazione prescritta, è possibile quantificare convenzionalmente la sicurezza mediante il coefficiente proposto αu ed ottenere implicitamente la verifica per rapporti superiori all’unità.

Globale: questo tipo di comportamento chiama in causa la costruzione nel suo complesso, sottintendendo che i meccanismi locali sono inibiti e pertanto la costruzione risponde in modo unitario (Figura 1).

Aspetti che influenzano la risposta di un edificio in muratura

I meccanismi possono essere o di taglio o di presso flessione (rocking). Nel primo caso è possibile eseguire un’ulteriore distinzione tra taglio- scorrimento e taglio per fessurazione diagonale.

I due si differenziano in base alla direzione preferenziale assunta dalla fessura, orizzontale e diagonale rispettivamente.

Solitamente, le lesioni orizzontali sono favorite sia dalla presenza di giunti orizzontali di malta riempiti di qualità meccaniche scadenti o comunque inferiori, se raffrontate alla qualità dei conci che costituiscono la muratura portante, sia all’entità del carico verticale che, nel caso in cui sia più basso, può favorire tale meccanismo.

Il meccanismo di taglio per fessurazione diagonale corrisponde ad una fessurazione tipica per la muratura e si realizza quando è raggiunta la resistenza a trazione del materiale composito. L’andamento della lesione può essere o “a scaletta”, ovvero interessare quasi esclusivamente i giunti orizzontali e verticali di malta (caso di muratura con conci lapidei molto resistenti rispetto alla malta), o di tipo misto, ovvero coinvolgere tutti gli elementi costituenti la muratura (caso di malta molto resistente).

Infine, il cosiddetto meccanismo di rocking (o ribaltamento) è favorito sia dalla snellezza del pannello murario sia dal limitato confinamento offerto dai carichi verticali agenti su di esso. Osservando gli angoli corrispondenti alla base del pannello si avrà che uno, corrispondente al centro di rotazione, sarà interessato dal fenomeno di schiacciamento della muratura (crushing), mentre l’altro sarà oggetto di fessure orizzontali caratterizzate da notevoli aperture verticali (Galasco, Frumento, 2017).

Riportiamo qui di seguito una serie di immagini descrittive che esplicano gli aspetti che possono influenzare la risposta di un fabbricato in muratura, ma anche la lettura del quadro fessurativo. La modalità di osservare la muratura priva di intonaco è propedeutica alle fessure che si potrebbero riscontare qualora tale operazione edile non venga eseguita.

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