Normativa vigente per murature portanti

Una muratura portante può essere perimetrale, interna, di controvento e dovrà resistere a sforzi verticali ed orizzontali.

Ai muri portanti è affidato il compito di sostenere i solai.

Ai muri di controvento è affidato il compito di assorbire le azioni orizzontali.

Ai solai è affidata la duplice funzione di distribuire sia i carichi verticali sui muri portanti che le forze orizzontali sulle pareti di controvento.

La muratura portante presenta un comportamento statico di tipo scatolare – tridimensionale caratterizzato da elementi resistenti disposti parallelamente a tre piani tra loro ortogonali che se opportunamente collegati rappresentano un sistema isostatico estremamente efficiente in quanto gli sforzi e le varie azioni si redistribuiscono in maniera uniforme e non puntuale come accade per le strutture a telaio.

I migliori risultati si ottengono quando tutti i muri hanno sia la funzione portante con resistenza ai carichi verticali, sia la funzione di controvento con resistenza ai carichi orizzontali; arrivando ad un comportamento spaziale “a cellule” resistenti.

L’elemento morfologico che maggiormente caratterizza un edificio in muratura è la continuità. La struttura muraria conferisce all’organismo edilizio non solo la capacità portante ma anche una forma caratterizzata dal pieno e dalla continuità delle murature.

La muratura che meglio imita il monolitismo è la muratura isodoma.

Le tipologie strutturali considerate per una muratura portante sono:

  • La muratura portante ordinaria (2.0 αu/α1).
  • La muratura portante armata (2.5 αu/α1).
  • La muratura portante armata progettata secondo “GR” (3.0 αu/α1) (Gerarchia delle Resistenze).

Le NTC (DM 14 Gennaio 2008) prevedono, per murature portanti in elementi in laterizio (mattoni pieni e semipieni), spessore minimo di 240 mm e foratura per i semipieni fra 15% e 45% mentre, il precedente (DM 24 Gennaio 1986) prevedeva spessori minimi di 240 mm solo nel caso di mattoni pieni e di 300 mm  nel caso di mattoni semipieni con foratura tra 15% e 45%.

Il D.M. 20/11/87 denomina pieni i mattoni aventi percentuale di foratura inferiore o uguale al 15% e semipieni quelli aventi percentuale maggiore a 15% e non superiore al 45% limitando la foratura massima ammissibile  per l’impiego quali elementi portanti.

 

Elementi

Percentuale di foratura ϕ

Area f della sezione normale del foro

Pieni

ϕ ≤ 15%

f ≤ 9 cm²

Semipieni

15% < ϕ ≤ 45%

f ≤ 12 cm²

Forati

45% < ϕ ≤ 55%

f ≤ 15 cm²

 

Si devono poi aggiungere, al corpo delle regole dell’arte dettate per la muratura, nuove regole che  riguardano la malta d’allettamento. Queste normano lo spessore dei giunti (1.0 ÷1.5 cm), la confezione delle malte e la loro posa in opera. I giunti devono essere riempiti, sia verticalmente che orizzontalmente, di malta che deve avere una giusta percentuale d’acqua; i mattoni devono essere bagnati in modo corretto per non cedere od assorbire acqua, ecc.

La malta di allettamento dovrà, per le NTC, avere un valore ≥ 5 N/mm2 (per muratura portante ordinaria) e ≥ 10 N/mm2 (per muratura portante armata).

 

Classe

M 2,5

M 5

M 10

M 15

M 20

M d

Resistenza a compressione N/mm²

 

2,5

 

5

 

10

 

15

 

20

 

d

d è una resistenza a compressione maggiore di 25 N/mm² dichiarata dal produttore

 

 

La resistenza a compressione della muratura si può determinare a partire della resistenza degli elementi che la compongono. Si osservi che questa possibilità è garantita dalla legislazione italiana solo per elementi in laterizio pieni o semipieni e non per i forati.

La resistenza al taglio è legata alla risposta che l’edificio può fornire alle azioni orizzontali, tra queste la più caratteristica è l’azione sismica. Le azioni orizzontali vengono trasmesse alla sommità delle murature dai solai ad esse collegati generando, assieme alle reazioni vincolari alla base della muratura, uno stato di sollecitazioni interne che può portare alla rottura per scorrimento nei giunti orizzontali, o la rottura per taglio- trazione nella zona centrale della muratura.

La normativa italiana ammette, anche per il taglio, la possibilità di determinazione della resistenza per via indiretta in base alle caratteristiche dei componenti della muratura. In particolare in base alla resistenza  a compressione degli elementi in laterizio e al tipo di malta utilizzato, tale possibilità è preclusa per elementi

con giunti di malta inferiori ai 5 mm. Altresì non è possibile stimare la resistenza al taglio se il giunto di malta è superiore ai 15 mm.

Un edificio in muratura formata da elementi resistenti artificiali semipieni o pieni  è considerato semplice e vi si può applicare il metodo semplificato per le verifiche strutturali (vedi  paragrafi 4.5.6.4 “Verifiche alle tensioni ammissibili” e 7.8.1.9 “Costruzioni semplici” delle NTC - D.M. 14 Gennaio 2008) se :

  • Le pareti strutturali della costruzione sono continue dalle fondazioni alla sommità;
  • Nessuna altezza interpiano è superiore a 3.5;
  • Il numero di piani non è superiore a 3 (entro e fuori terra) per costruzioni in muratura ordinaria ed a 4 per costruzioni in muratura armata;
  • Il carico variabile per i solai non sia superiore a 3.00 kN/m2;
  • La planimetria dell’edificio è inscrivibile in un rettangolo con rapporti fra lato minore e lato maggiore non inferiore a 1/3;
  • In ciascuna delle due direzioni siano previsti almeno due sistemi di pareti di lunghezza complessiva, al netto delle aperture, ciascuno non inferiore al 50% della dimensione della costruzione nella medesima direzione. Nel conteggio della lunghezza complessiva possono essere inclusi setti murari che rispettino i requisiti geometrici della Tabella 1. La distanza tra questi due sistemi di pareti in direzione ortogonale al loro sviluppo longitudinale in pianta sia non inferiore al 75% della dimensione della costruzione nella medesima direzione (ortogonale alle pareti). Almeno il 75% dei carichi verticali sia portato da parti che facciano parte del sistema resistente alle azioni orizzontali;

 

 

Tabella 1Requisiti geometrici delle pareti resistenti al sisma (riprende la tabella 7.8 II del d.m. 14 gennaio 2008)

Tipologie costruttive

tmin

(λ=h0/t)max

(l/h’)min

Muratura ordinaria, realizzata con elementi in pietra squadrata

300 mm

10

0.5

Muratura ordinaria, realizzata con elementi artificiali

240 mm

12

0.4

Muratura armata, realizzata con elementi artificiali

240 mm

15

Qualsiasi

Muratura ordinaria, realizzata con elementi in pietra squadrata, in siti ricadenti in zona 3 e 4

240 mm

12

0.3

Muratura realizzata con elementi artificiali semipieni, in siti ricadenti in zona 4

200 mm

20

0.3

Muratura realizzata con elementi artificiali pieni, in siti ricadenti in zona 4

150 mm

20

0.3

 

  • In ciascuna delle due direzioni siano presenti pareti resistenti alle azioni orizzontali con interasse non superiore a 7 m, elevabili a 9 m per costruzioni in muratura armata;
  • L’area della sezione di muratura resistente alle azioni orizzontali (9), espressa in percentuale rispetto alla superficie totale in pianta dell’edificio, è non inferiore al valore riportato dalla Tabella 2 nelle due direzioni principali X e Y escluse le pareti aggettanti.

 

Tabella 2 – Area pareti resistenti in ciascuna direzione ortogonale per costruzioni semplici (riprende la tabella 7.8 III del D.M. 14 gennaio 2008)

Accelerazione di picco del terreno ag·S

≤0.07 g

≤0.1    g

≤0.15 g

≤0.20 g

≤0.25 g

≤ 0.30 g

≤ 0.35 g

≤ 0.40 g

≤0.45 g

≤0.4725 g

Tipo di struttura

Numero piani

Muratura ordinaria

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%

 

 

 

Muratura armata

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%

 

(9) Non sono da prendere in considerazione, ai fini della percentuale resistente, i muri di lunghezza inferiore a 50 cm misurata al netto delle aperture.

Sintetizzando quindi per le NTC negli edifici semplici è consentita la verifica semplificata tramite “il metodo delle tensioni ammissibili”  ma alle condizioni:

-Interpiani non superiori a 3.5 mt.

-Altezza massima di 3 piani per ordinaria.

-Altezza massima 4 piani per armata.

-Planimetria edificio con rapporto fra lato minore  maggiore di un rettangolo non inferiore ad 1/3.

-Carico variabile dei solai non superiore a 3.0 KN/m2.

-Le aperture verticali dovranno essere allineate.

-In ciascuna delle due direzioni le murature avranno interasse max ≤ 7 M (ordinarie) e ≤ 9 M (armate).

-Ad ogni piano sarà realizzato un cordolo continuo pari alla larghezza dl muro con arretramento massimo di 6 cm (es. con muro da 28.5 cm, cordolo 22.5 cm).

-L’altezza minima dei cordoli sarà pari all’altezza del solaio + 4 cm (es. con Solaio Compound tipo S2/tot. 26 cm cordolo da 30 cm).

-Le travi prefabbricate del solaio dovranno entrare nel cordolo per almeno la metà della larghezza e non meno di 12 cm.

-In corrispondenza di incroci d’angolo tra due pareti perimetrali sono prescritte, su entrambi le pareti, zone murarie di lunghezza non inferiore ad 1 m compreso lo spessore del muro trasversale.

-In zona sismica non si possono impiegare elementi artificiali semipieni (mattoni forati) con resistenza caratteristica < 50 kg/cm2 nella direzione dei carichi verticali e con resistenza caratteristica < 15 kg/cm2 nella direzione ortogonale ai carichi verticali.In zona sismica gli orizzontamenti di piano e di copertura non dovranno risultare spingenti o, comunque, eventuali spinte orizzontali dovranno essere assorbite (ipotesi interessante da analizzare è quella dei contrafforti per la l’orditura primaria).

 

Tabella 3Leggi e norme tecniche interessanti gli elementi in muratura

D.M. 14 gennaio 2008

Norme Tecniche per le Costruzioni

 

In particolare del d.m. interessano i seguenti punti:

 

Sulle costruzioni in generale

4.5 COSTRUZIONI IN MURATURA

4.5.1 Definizioni

4.5.2 Materiali e caratteristiche tipologiche

4.5.3 Caratteristiche meccaniche delle murature

4.5.4 Organizzazione strutturale

4.5.5 Analisi strutturale

4.5.6 Verifiche

4.5.7 Muratura armata

4.5.8 Verifiche per situazioni transitorie

4.5.9 Verifiche per situazioni eccezionali

4.5.10 Resistenza al fuoco

 

Sulle costruzioni in zona sismica

7.8 COSTRUZIONI DI MURATURA

7.8.1 Regole generali

7.8.2 Costruzioni in muratura ordinaria

7.8.3 Costruzioni in muratura armata

7.8.4 Strutture miste con pareti in muratura ordinaria o armata

7.8.5 Regole di dettaglio

 

Sui materiali

11.10 MURATURA PORTANTE

11.10.1 Elementi per muratura

11.10.2 Malte per muratura

11.10.3 Determinazione dei parametri meccanici della muratura

UNI EN 1996 - 1 - 1

Eurocodice 6 – Progettazione delle strutture di muratura – Parte 1 – 1: Regole generali per strutture di muratura armata e non armata

UNI EN 1996 - 1 - 2

Eurocodice 6 – Progettazione delle strutture di muratura – Parte 1 – 2: Regole generali – Progettazione strutturale contro l’incendio

UNI EN 1996 - 2

Eurocodice 6 – Progettazione delle strutture di muratura – Parte 2: Considerazioni progettuali, selezione dei materiali ed esecuzione delle murature

UNI EN 1996 - 3

Eurocodice 6 – Progettazione delle strutture di muratura – parte 3: Metodi di calcolo semplificato per strutture di muratura non armata

UNI EN 771 - 1

Specifica per elementi per muratura – Parte 1: Elementi per muratura di laterizio

UNI EN 845 - 1

Specifica per elementi complementari per muratura – Parte 1: Connettori trasversali, incatenamenti orizzontali, ganci e mensole di sostegno

UNI EN 845 - 2

Specifica per elementi complementari per muratura – Architravi

UNI EN 845 - 3

Specifica per elementi complementari per muratura – Parte 3: Armatura di acciaio per giunti orizzontali

UNI EN 998 - 2

Specifiche per malte per opere murarie – Parte 2: Malte da muratura