Lezione del 4 aprile 2019 - Prof. Ing. Franco Bontempi Corso di Alta Formazione "Marcello Ciampoli" Facolta' di Ingegneria Civile e Industriale Universita' degli Studi di Roma La Sapienza

1. Le basi del comportamento
delle costruzioni in muratura
Franco Bontempi
Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni
Facoltà di Ingegneria Civile e Industriale
UNIVERSITÀ' DEGLI STUDI DI ROMA LA SAPIENZA
Via Eudossiana 18 - 00184 Roma – ITALIA
franco.bontempi@uniroma1.it
04/04/2019 1

2. Indice
0 - Presupposti
1 - Comportamenti elementari della parete singola
2 - Comportamento di angolate e martelli murari
3 - Comportamento della cellula elementare
4 - Comportamento degli aggregati
04/04/2019 2

3. Riferimenti bibliografici
04/04/2019 3

4. Indice
0 - Presupposti
1 - Comportamenti elementari della parete singola
2 - Comportamento di angolate e martelli murari
3 - Comportamento della cellula elementare
4 - Comportamento degli aggregati
04/04/2019 4

5. 0 - Presupposti
04/04/2019 5

6. Comportamento meccanico monolatero
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7. Variabilità e incertezze
04/04/2019 7

8. Qualità muraria
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9. 04/04/2019 9

10. 04/04/2019 10

11. Il cosiddetto muro a sacco
04/04/2019 11

12. Corollario progettuale: ricerca del monolitismo
04/04/2019 12

13. Regola d’arte
04/04/2019 13

14. 04/04/2019 14

15. Le prescrizioni della regola d’arte
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16. 04/04/2019 16

17. Apparecchiatura
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18. Diatoni
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19. Meccanismi di collasso ordinati o caotici
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20. Murature con componenti piccoli
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21. Interpretazione qualità muraria dal quadro fessurativo
04/04/2019 21

22. 04/04/2019 22

23. Indice
0 - Presupposti
1 - Comportamenti elementari della parete singola
2 - Comportamento di angolate e martelli murari
3 - Comportamento della cellula elementare
4 - Comportamento degli aggregati
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24. 1 - Comportamenti elementari
della parete singola
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25. Diffusione di un carico concentrato nel piano
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26. Diffusione al crescere del carico
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27. Diffusione del carico in funzione delle dimensioni inerti
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28. Possibili superfici di rottura (1)
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29. Possibili superfici di rottura (2)
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30. Comportamento fuori piano
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31. Influenza dei collegamenti fra paramenti sul collasso
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32. Effetto arco su muratura monolitica/doppio paramento
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33. Influenza dei vuoti sui meccanismi di collasso
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34. Esterno / Interno
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35. 04/04/2019 35

36. Percorso dei carichi all’interno di una parete
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37. Parementi disomogenei
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38. Paramenti ingranati e non ingranati
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39. Fenomeni di distacco ed espulsione
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40. Ingranamento dei paramenti
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41. Influenza della composizione della parete sul collasso
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42. Classificazione delle tipologie murarie
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43. Indice
0 - Presupposti
1 - Comportamenti elementari della parete singola
2 - Comportamento di angolate e martelli murari
3 - Comportamento della cellula elementare
4 - Comportamento degli aggregati
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44. 2 - Comportamento di angolate
e martelli murari
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45. Meccanismi a seconda del grado di connessione
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46. Meccanismi ibridi
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47. Lesioni di strappo (A) e di scorrimento (B)
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Il I settore tende a ruotare rispetto alla base; in esso prevale la sollecitazione flessionale
che favorisce il ribaltamento del cuneo distaccato. Nel II settore prevale l'azione a taglio,
che stimola il meccanismo di scorrimento lungo la seconda linea di separazione. Il III
settore riguarda porzioni di muratura che, se ben realizzate, non risentono dell'azione
sismica complanare, che viene scaricata in fondazione senza indurre pericolosi cinematismi
strutturali.

48. Angolo critico caratteristico
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49. Meccanismi di secondo modo
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50. Ingranamento degli elementi
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51. Testata con parete a doppia cortina
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52. Testata con parete monolitica
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53. Controllo dei meccanismi di primo modo (1)
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54. Controllo dei meccanismi di primo modo (2)
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55. Controllo dei meccanismi di primo modo (3)
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56. Controllo dei meccanismi di primo modo (4)
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57. Indice
0 - Presupposti
1 - Comportamenti elementari della parete singola
2 - Comportamento di angolate e martelli murari
3 - Comportamento della cellula elementare
4 - Comportamento degli aggregati
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58. 3 - Comportamento della cellula
elementare
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59. Cellula muraria elementare
• Dopo aver effettuato un'analisi critica dei meccanismi elementari relativi al pannello
isolato ed all'angolata muraria, è necessario fornire una visione più ampia del problema,
attraverso l'analisi del comportamento di organismi edilizi più complessi. Tali organismi
sono caratterizzati da interazioni fra i vari elementi strutturali non rilevabili nelle
strutture più semplici.
• La cellula muraria elementare è il primo organismo edilizio che sarà considerato. Essa è
delimitata da quattro pareti perimetrali chiuse da un orizzontamento di soffittatura.
• La differenza importante che emerge rispetto al cantonale semplice analizzato in
precedenza consiste proprio nella possibilità offerta dalle pareti di ordire un solaio piano
o inclinato, oppure un soffitto voltato.
• E’ opportuno sottolineare che ciascuna parete della cellula muraria conserva una
naturale tendenza a seguire comportamenti simili a quelli mostrati dal muro isolato,
privo di quei vincoli e condizionamenti che derivano dalla reciproca interazione fra i
componenti strutturali.
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60. Cellula con orizzontamenti deformabili (1)
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Assenza di ritegni longitudinale e trasversale: disarticolazione

61. Cellula con orizzontamenti deformabili (2)
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Effetti del ritegno longitudinale

62. Cellula con orizzontamenti deformabili (3)
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Effetti del ritegno trasversale

63. Cellula con orizzontamento rigido
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Assenza di collegamento fra orizzontamento e pareti verticali

64. Rottura a flessione con solaio rigido
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65. Meccanismi di collasso con cordoli rigidi
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66. Meccanismi di rottura con cordoli flessibili
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67. Effetti dell’azione di trattenuta del solaio sulla parete
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68. Cellula con coperture spingenti
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69. Cellula con coperture a volta (1)
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70. Cellula con coperture a volta (2)
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71. Indice
0 - Presupposti
1 - Comportamenti elementari della parete singola
2 - Comportamento di angolate e martelli murari
3 - Comportamento della cellula elementare
4 - Comportamento degli aggregati
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72. 4 - Comportamento degli
aggregati
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73. Meccanism di collaborazione in aggregati
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74. Meccanismi di accrescimento degli aggregati
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75. Nota (1)
• Fino all'ingresso delle normative tecniche in materia urbanistica e strutturale, gli edifici erano
costruiti affiancandosi alle costruzioni preesistenti (abitazioni, mura urbiche, chiese) e
sfruttandone il muro di confine. Le scatole murarie, quindi, non sempre sono originariamente
chiuse, ovvero con i quattro muri perimetrali ben ammorsati tra loro.
• Nell'edilizia a schiera, la cellula abitativa di testata ha solo tre lati costruiti insieme; oppure, solo
due, che formano angolo se deriva dall'intasamento di un cortile; oppure nient'altro che una
parete su strada, se colma uno spazio tra due abitazioni. Una parete aggiunta in un secondo
momento, anche se collegata da "morse d'attesa", ossia da pietre sporgenti lasciate sul bordo
degli edifici, o, addirittura costruita contemporaneamente ai muri ortogonali, possiede una
modesta efficacia. È senz'altro opportuno non confidare su questo debole vincolo.
• Le situazioni reali non corrispondono quasi mai a queste configurazioni estreme, mentre è più
frequente rilevare situazioni intermedie, dove le connessioni sono presenti ma inefficaci; in altri
casi, i collegamenti sono affidati alla resistenza d'attrito che, in determinate situazioni, può
assicurare un contributo sufficiente.
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76. Nota (2)
• E di fondamentale importanza ricostruire i meccanismi di accrescimento delle cellule per
conoscere la fattura delle connessioni tra gli elementi dell'edificio. Nel tessuto edilizio delle case
a schiera si possono riconoscere gli impianti delle cellule originarie costruite nella prima fase da
quelle di accrescimento, addossate su un lato, fino a quelle di intasamento e saturazione, che
vanno ad occupare gli spazi residui con interventi minimi.
• Le conseguenze sul funzionamento strutturale dell'aggregato in condizioni sismiche sono
facilmente prevedibili: le azioni ortogonali alle facciate tendono in primo luogo a sconnettere le
cellule di intasamento, più vulnerabili; successivamente, le cellule di accrescimento che
sfruttano la migliore configurazione rispetto alle prime ed, infine, le cellule originarie che
offrono una resistenza nettamente superiore.
• In maniera assolutamente orientativa si può dire che un sisma del VII grado può produrre il
ribaltamento della parete libera, con I'VIII grado si pongono problemi per la cellula di
accrescimento, mentre è necessario un sisma del IX-X grado per produrre gli stessi effetti su una
cellula originaria
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77. 04/04/2019 77
Pareti di cellule
di intasamento
Pareti di cellule
di accrescimento
Pareti di cellule
primitive

78. 04/04/2019 78
Esempio di
progressivo
danneggiamento
di pareti
non ammorsate

79. Meccanismo di rottura per ribaltamento
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80. Meccanismi di collasso della facciata di un isolato
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81. Configurazione di un edificio a schiera tradizionale
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82. Effetti dell’azione sismica longitudonale
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83. Cellula sismica
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84. Azione di contrasto con edifici contingui
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85. Schema di diffusione azione sismica
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86. Cellula interclusa
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87. Cinematismi delle murature sollecitate nel piano
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Meccanismi di
rotazione
Meccanismi di traslazione

88. Meccanismi di collasso settore A: rotazioni
• Il cuneo, individuato in base alla qualità della muratura ed alla presenza di aperture
tende a ruotare attorno alla cerniera prodotta dalle particolari condizioni di vincolo
(incatenamenti, presenza di elementi di contrasto, vincolo con il terreno). Questo cuneo
può essere indicato con la dizione di "settore delle rotazioni", o settore A, volendo in tale
maniera sottolineare il principale effetto del cinematismo, che consiste essenzialmente
in una rotazione rigida del cuneo.
• Le pareti sensibili a questo tipo di collasso sono generalmente quelle delle cellule di
testata, non confinate da altre cellule. Per azioni nel piano della facciata della schiera, la
cellula di testata si comporta come una struttura isolata, dal carico trasferito dalle cellule
adiacenti. Per annullare la tendenza al ribaltamento del cuneo e del muro ortogonale è
spesso sufficiente la presenza di dispositivi che trattengono (tiranti) o che contrastano
(archi di sbadacchio, speroni).
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89. • I cinematismi di scorrimento orizzontale nel piano si innescano, invece, per valori
superiori dell'azione sismica ed interessano un cuneo qui indicato come settore delle
traslazioni" (settore B), formante un angolo maggiore con la verticale rispetto al settore
A.
• Le modellazioni eseguite su configurazioni struttura li ordinarie indicano che sismi del VII-
VIII grado del la scala MCS (per i quali è stato adottato un valore di moltiplicatore delle
masse inerziali pari a 0,20÷0,24) producono la crisi per la rotazione del settore A, mentre
occorrono sismi di intensità superiore all'VIII (e, quindi, valori di generalmente superiori a
0,28), per attivare il cinematismo di traslazione del settore B.
• Nei casi in cui la qualità delle murature è superiore, si può osservare la presenza di soli
scorrimenti. Generalmente, in queste condizioni, il livello di danno è contenuto,
dimostrando come i cinematismi che interessano il settore B siano meno rovinosi.
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Meccanismi di collasso settore B: scorrimenti

90. Testata di un aggregato
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91. Linee critiche di estremità’
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92. Stabilizzazione testate
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93. Sporgenze
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94. Indice
0 - Presupposti
1 - Comportamenti elementari della parete singola
2 - Comportamento di angolate e martelli murari
3 - Comportamento della cellula elementare
4 - Comportamento degli aggregati
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95. Riferimenti bibliografici
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96. 9604/04/2019

97. 97
https://www.youtube.com/channel/UCW3IyXTBJVIiS6OZeSdIN7g
04/04/2019

98. 98
https://fr.linkedin.com/in/francobontempi
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99. 04/04/2019 99