La muratura armata per edifici antisismici

Autore: Flavio Mosele – Consorzio POROTON^® Italia

Introduzione alla muratura armata e normativa

La muratura armata è un sistema costruttivo semplice ed estremamente efficace per progettare e realizzare edifici antisismici.

La muratura armata si ottiene inserendo modeste quantità di armatura orizzontale e verticale all’interno della normale muratura ordinaria, che conferisce quella resistenza a trazione di cui la muratura ordinaria è deficitaria e permette di sfruttare appieno l’elevata resistenza a compressione della muratura stessa. Questo si traduce in un rilevante miglioramento della resistenza e della duttilità, che conferisce alla muratura armata un ottimo comportamento antisismico.

Il Consorzio POROTON^® Italia può essere considerato a ragione quale precursore nel campo delle strutture in muratura armata in Italia, avendo avviato ricerche, studi e sperimentazioni in questo campo fin dall’inizio degli anni ’80, ricerche che hanno condotto nel 1984 all’ottenimento di un “Certificato di idoneità tecnica” per un sistema costruttivo di muratura armata POROTON^® con notevole anticipo rispetto alle normative nazionali.

La muratura armata è stata introdotta nella normativa nazionale con il DM’96, che per la prima volta forniva regole, requisiti e metodi per la progettazione della muratura armata, recependo di fatto il bagaglio di esperienze maturate dal Consorzio nel corso degli anni. Bagaglio di conoscenza mantenuto ed ampliato all’interno delle NTC 2008 e delle vigenti NTC 2018, nelle quali la progettazione delle costruzioni in muratura armata in tutte le zone sismiche è ampiamente e dettagliatamente disciplinata (§4.5.7, §7.8.3 e §7.8.6.2).

L’affidabilità del sistema costruttivo muratura armata POROTON^® e delle relative regole e metodi progettuali è stata constata anche attraverso le ricognizioni post-terremoto svolte in seguito alle recenti sequenze sismiche Emilia 2012 e Centro Italia 2016.

Cosa non è muratura armata!

Capita a volte che si percepiscano come muratura armata, sistemi costruttivi che nulla hanno a che fare con la muratura armata regolamentata dalle NTC 2018.

É il caso per esempio dei sistemi costruttivi basati su blocchi cassero per creare pareti cave da riempire con calcestruzzo previo il posizionamento di armature. Tali sistemi non sono riconducibili né alla muratura armata e nemmeno ai setti in c.a. come previsti nelle NTC 2018, ricadono invece tra i “sistemi costruttivi diversi da quelli disciplinati dalle presenti norme tecniche” di cui al §4.6 delle NTC 2018. Nello specifico i blocchi cassero sono solo contenitori (casseri a perdere) e non sono blocchi di per sé portanti (la porzione portante è costituita dagli elementi verticali ed orizzontali in calcestruzzo armato che si vengono a creare all’interno dei blocchi cassero), tali sistemi non possono essere in alcun modo ricondotti alla muratura armata puntualmente disciplinata dalle NTC 2018.

1. I materiali della muratura armata: blocchi, malta ed armature

La muratura armata è costituita da tre elementi:

• blocchi pieni o semipieni (POROTON^® P800 MA) appositamente conformati per ottenere dei vani, per l’inserimento delle armature verticali, di dimensioni tali che vi si possa inscrivere un cilindro di almeno 6 cm di diametro. Per le zone sismiche con a_gS > 0,075g, allo SLV, le NTC 2018 richiedono che i blocchi abbiano eventuali setti, disposti parallelamente al piano del muro, continui e rettilinei (le uniche interruzioni ammesse sono quelle in corrispondenza dei fori di presa o per l’alloggiamento delle armature) e che abbiano resistenze caratteristiche a compressione superiori a 5 MPa in verticale (direzione portante) e 1,5 MPa in orizzontale (direzione perpendicolare a quella portante nel piano di sviluppo della parete). I blocchi POROTON^® P800 MA rispettano tutti i requisiti richiesti dalle NTC 2018, superando abbondantemente i valori di resistenza minima richiesti.

Le tipologie di blocchi POROTON^® per muratura armata sono descritte nella sezione “Laterizi / Muratura armata P800 MA” ed è semplice trovare il blocco più adatto alle proprie esigenze utilizzando il nostro strumento Ricerca laterizio;

• giunti orizzontali e verticali tradizionali realizzati con malta M10, avente cioè resistenza media a compressione di almeno 10 MPa. La stessa malta viene impiegata per riempire i vani verticali in cui è inserita l’armatura verticale (in alternativa è consentito impiegare un calcestruzzo C12/15);
• armature orizzontali disposte nei giunti di malta ed armature verticali inserite negli appositi vani verticali creati dalla specifica conformazione del blocco. Per le armature si utilizzano le barre ad aderenza migliorata B450A o B450C, normalmente impiegate per il calcestruzzo armato. Per le armature orizzontali è consentito anche l’impiego di armature a traliccio elettrosaldato. L’ancoraggio e le sovrapposizioni vanno realizzate in analogia al calcestruzzo armato, in particolare la lunghezza di sovrapposizione deve essere di almeno 60 diametri.

1. Disposizione delle armature

La disposizione delle armature nelle costruzioni in muratura armata deve rispettare le seguenti condizioni minime imposte dalle norme (si veda anche la Fig. 1 per una rappresentazione grafica).

Armature orizzontali (barre o traliccio, Fig. 3):

• diametro minimo 5 mm;
• interasse non superiore a 60 cm;
• percentuale di armatura orizzontale, calcolata rispetto all’area lorda della sezione verticale della parete, non può essere inferiore allo 0,04%, né superiore allo 0,5%.

Armature verticali:

• almeno 2 cm² (cioè 1ϕ16) da collocare alle estremità di ogni parete portante, ad ogni intersezione tra pareti portanti, in corrispondenza di ogni apertura;
• interasse non superiore a 4 m;
• percentuale di armatura verticale, calcolata rispetto all’area lorda della sezione orizzontale della parete, non può essere inferiore allo 0,05%, né superiore allo 1,0%.

Nell’ambito della progettazione di un edificio in muratura armata, entrambe le armature sono predefinite con le quantità minime indicate in normativa (come riportato nei precedenti elenchi puntati), esse possono essere comunque opportunamente aumentate in base alle esigenze progettuali dello specifico caso nel rispetto dei limiti massimi indicati. Questo permette di gestire ed ottimizzare al meglio la fase progettuale.

1. I vantaggi della muratura armata

La muratura armata gode di una serie di vantaggi rispetto alla muratura portante ordinaria (cioè non armata) e rispetto altri sistemi costruttivi come ad esempio le strutture a telaio strutturale.

L’impiego delle muratura armata consente di:

• costruire in muratura portante senza dover garantire il “metro d’angolo” agli incroci delle pareti perimetrali, richiesto invece per la muratura ordinaria;
• realizzare edifici in muratura portante di qualsiasi forma e distribuzione planimetrica senza l’obbligo di rispettare limiti massimi di interasse dei muri;
• realizzare edifici in muratura portante contenendo l’area delle pareti resistenti necessarie;
• realizzare pareti più snelle, ossia più alte a parità di spessore (utile in particolare nei volumi a doppia altezza che si possono trovare per esempio nella zona giorno di edifici residenziali);
• sfruttare l’elevata resistenza a compressione che caratterizza la muratura POROTON^®;
• inserire agevolmente elementi resistenti ai soli carichi verticali quali ad esempio pilastri in c.a. o in acciaio (sfruttando appieno la possibilità di realizzare strutture miste).
• risparmiare sui costi di costruzione rispetto ad altri sistemi costruttivi, utilizzando inoltre manodopera non specializzata e le normali attrezzature di un “piccolo” cantiere;
• costruire edifici con strutturecaratterizzate da schemi statici più “leggibili” con conseguente maggiore sicurezza ed affidabilità in presenza di eventi sismici;
• progettare con metodologie affidabili e collaudate che sono molto più semplici e pratiche rispetto ai metodi progettuali da applicarsi per gli altri sistemi costruttivi.

La muratura armata è nata per la progettazione antisismica, ma le caratteristiche di resistenza a trazione e duttilità che la muratura acquisisce con l’inserimento di modeste quantità di armatura, consente di impiegare la muratura armata anche allo scopo di minimizzare l’eventuale danneggiamento per terremoti di modesta entità oppure per controllare stati di tensione o di coazione.

La muratura armata permette di realizzare, in tutte le zone sismiche, costruzioni sicure, resilienti e durature, cratterizzate dalla massima libertà architettonica, con un sistema costruttivo semplice ed affidabile, come evidenziato inoltre dalle ricognizioni post-terremoto svolte in seguito alle recenti sequenze sismiche Emilia 2012 e Centro Italia 2016.

Leggi di più sulla Muratura Armata, consulta la Guida Muratura Armata secondo NTC 2018