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Edificio monopiano alto
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Comportamento sismico
di edifici monopiano alti in muratura

Lo studio preliminare della problematica del comportamento sismico di edifici monopiano alti in muratura portante, condotto dall'Università degli Studi di Padova, ha permesso di identificare i tratti fondamentali per il sistema in muratura più adeguato: muratura armata di elevato spessore.

È stato perciò selezionato un sistema costruttivo in muratura armata POROTON® già commercializzato da Cis Edil di spessore 38 cm (nel seguito 'rmH'), come base e riferimento per lo sviluppo di un sistema in muratura armata a prestazioni migliorate (nel seguito 'rmC'), che viene descritto nella sezione "Sistema costruttivo".

Per la tipologia di edifici monopiano allo studio, come già osservato, il problema più critico da analizzare risiede nella elevata snellezza delle pareti portanti le quali possono essere vulnerabili alle azioni ortogonali alle pareti stesse (come può accadere con le azioni sismiche) e suscettibili agli effetti del secondo ordine (fig. 1).

Condizioni sismiche

Il sistema di muratura armata sviluppato è stato dunque investigato ponendosi nella condizione più sfavorevole, ossia quella di copertura deformabile. In questo caso infatti le pareti portanti si possono schematizzare come mensole incastrate alla base (fig. 1), caricate in sommità dal peso della copertura, e soggetta a carichi orizzontali, dovuti alle forze d'inerzia della massa propria e della copertura, in caso di azioni sismiche.

Risposta sismica su edificio monopiano

Fig. 1 - Risposta sismica di un edificio monopiano investito dall'onda sismica perpendicolarmente al piano delle pareti longitudinali in muratura armata portante (da Mosele, 2009)

Dato lo spessore di 38 cm, si è fissata un'altezza delle pareti da sperimentare pari a 6 m, oltrepassando il limite di 5 m imposto dalla normativa. La corrispondente snellezza della muratura (h0/t) come definita nelle NTC 2008, dipende dal tipo di vincolo della parete: nel caso in cui la parete si possa interpretare con lo schema dell'articolazione, la snellezza corrisponde al rapporto tra altezza e spessore (6/0.38) = 15.8, invece se la parete è schematizzata come mensola, h0 è pari al doppio dell'altezza, perciò la snellezza risulta essere (2•6/0.38) = 31.6, che corrisponde al caso allo studio.

Le prove sperimentali sono state condotte su due portali a scala reale, uno per ciascuna tipologia di muratura armata: quella di riferimento (rmH) e quella migliorata (rmC). Ciascuno dei due portali è composto da due pareti parallele, alte 6 m e lunghe 2 m, realizzate su cordoli in c.a. fissati ad una platea di contrasto (fig. 2). Il cassone in acciaio e calcestruzzo in sommità funge da collegamento tra le due pareti e simula il peso della copertura. Il cassone è collegato alle pareti per mezzo di vincolo a cerniera, in modo da non trasferire momenti flettenti. Il carico orizzontale ciclico (fig. 2) è stato applicato a 7 m di quota sul cassone, che lo ripartisce equamente sulle pareti.

Obiettivi della prova sperimentale

Gli obiettivi del programma sperimentale erano principalmente tre:

  • » verificare la capacità di spostamento e la resistenza fuori piano di pareti alte (> 5 m) in muratura armata soggette ad effetti del secondo ordine;
  • » confrontare il comportamento della muratura armata di riferimento (rmH) e della muratura armata sviluppata (rmC), così da valutarne i vantaggi ottenuti;
  • » approfondire la conoscenza relativa agli effetti del secondo ordine su murature portanti in muratura armata, principale causa delle limitazioni su snellezza e altezza massima presenti in normativa.
Sistema di prova su edificio monopiano

Fig. 2 - Vista generale del sistema di prova e dei campioni testati e grafico carico-spostamento dei campioni rmH (da Mosele, 2009)

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