Riassunto esame Sistemi dinamici e teoria della biforcazione, Prof. Magenes Guido, libro consigliato Progetto e riabilitazione delle strutture in muratura, Fadi

Appunti Magenes Parte 1

Tipologia di muratura

• Muratura in mattoni pieni
• Muratura in pietrame
• Muratura in pietre squadrate
• Muratura in doppia cortina (più economica)

Legame tra forze - sforzi - rigidità

In un materiale omogeneo sappiamo che le forze agenti su una struttura sono legate agli sforzi interni presenti nei materiali: F_T = σ/A. Ma in presenza di una struttura eterogenea come ad esempio una muratura in doppia cortina, questo principio è più articolato. Quindi risulta che F_TOT = (K_e + K_i) · 2Δ. Dalla quale ricaviamo:

F_e = F_TOT K_e / (K_e + 2K_i)   |   F_i = F_TOT K_i / (K_e + 2K_i)

Muratura moderna

Le principali tipologie di muratura sono:

• Muratura semplice
• Muratura armata
• Muratura confinata

I componenti fondamentali della muratura moderna sono:

• Elementi resistenti:
  • Elementi in laterizio
  • Elementi in calcestruzzo
  • Elementi in silicato di calcio
  • Elementi in pietra
  • Elementi artificiali
• Malta (sabbia + legante + acqua)
• Eventuali armatura e CLS (muratura armata o confinata)

Caratteristiche dei materiali:

• Prestazioni meccaniche
• Facilità di messa in opera
• Durabilità
• Resistenza al fuoco
• Isolamento termo-acustico e salubrità

Caratteristiche meccaniche principali della muratura

Buona resistenza a compressione in particolare lungo la verticale (perpendicolarmente al piano di seccare dei corsi). Scarsa o trascurabile resistenza a trazione, in particolare la resistenza a unione -- solitamente data dalle resistenze a trazione della malta e del giunto malta-blocco.

Resistenza alle forze orizzontali: forze ortogonali al piano della parete. Preso un muro soggetto ad una pressione q uniformemente distribuita (es. vento) e al peso proprio (γ x 18 kN/m³). Si suppone la resistenza a trazione nulla e si ipotizza che si crei una fessura alla base del muro. Si calcoli il valore della pressione q che porta al collasso (ribaltamento) del muro. Considerando uno striscia di muro di lunghezza unitaria (e=1 m):

M_Rb = M_S = 0 q h dove P = γ t h (peso del muro (e=1 m)) Q = q h Risultante della pressione q (e=1 m) Q_u = p t / h se t = 0.12 m h = 3 m si ha collasso per Q_u = 0.259 kN ≈ 125.9 kg se t = 3 m Q_u = 0.777 kN ≈ 77.7 kg

Se si aggiunge un carico verticale N in sommità con eccentricità rispetto all'asse del muro: M_Rb - M_S = 0. Quindi risulta che: Q_u = p t / h + N (t + 2 e / h). Si nota che la presenza di un carico verticale aumenta la resistenza a ribaltamento. W/t elevato diminuisce la resistenza a ribaltamento.

In generale, la resistenza della muratura non armata ad azioni ortogonali al piano della parete è bassa. Viceversa, la resistenza dei muri a forze agenti nel piano del muro è molto maggiore, e quindi è maggiore la loro efficacia come elementi di controvento.

Organizzazione della struttura di un edificio in muratura

• Setti verticali in muratura (elementi strutturali in muratura a sviluppo verticale) e loro fondazione.
• Orizzontamenti (solai, coperture; con sistemi di travi, piastre, o volte ad archi...) sono di materiale diverso dalla muratura.

Setti verticali

Hanno funzione sia strutturale che di delimitazione e chiusura degli spazi. Per quel che riguarda i carichi di gravità, i muri hanno la funzione di trasmettere i carichi alle pareti: in elevazione alla fondazione lungo un percorso verticale, lavorando prevalentemente in compressione.

Orizzontamenti (solai, coperture...)

Hanno anch'essi funzione sia strutturale che di chiusura e divisione degli spazi. Per quel che riguarda i carichi di gravità le strutture orizzontali hanno la funzione di trasferire i carichi da una posizione verticale (non allineata con i setti verticali) ad un'altra (allineata con i setti verticali).

Concezione strutturale dell'edificio

L'edificio in muratura deve essere concepito e realizzato come un assemblaggio tridimensionale di muri e solai, garantendo il funzionamento scatolare, e conferendo quindi l’opportuna stabilità e robustezza all’insieme. È inoltre seguito quello di considerare l’edificio come una serie di elementi strutturali.