Circolare NTC18: gestire i moduli elastici per le murature in Sismicad

Per comprendere pienamente l’impianto normativo delle Norme tecniche per le costruzioni del DM 17/01/2018, un tecnico strutturale dovrebbe sicuramente studiare anche la Circolare n.7 del 21/01/2019 chiamata comunemente “Circolare esplicativa” alle NTC 2018.

Di questa norma si parlato diffusamente e per il tema delle murature avevamo già proposto l’approfondimento sulle pagine di Ingenio: Parametri meccanici della muratura: le novità della Circolare e cosa cambia nelle verifiche.

In questo articolo vogliamo chiarire un aspetto che riguarda il modulo elastico delle murature, con particolare riferimento a quanto disposto dalla tabella C8.5.I della Circolare 7 del 21/01/2019 ed a come è possibile gestire i dati proposti all’interno di un software di calcolo FEM come Sismicad.

Circolare applicativa NTC18 : il modulo elastico delle murature

La tabella C8.5.I 

La Circolare esplicativa introduce in una tabella dei valori di riferimento per i parametri meccanici della muratura. Le proprietà ivi riportate sono in alcuni casi di nuova o modificata descrizione rispetto al passato, e sono stati descritti nell’approfondimento al link sopra riportato. 

tipologia-muratura-tabella-concrete.JPG

I parametri che questa tabella presenta, sembrano riferirsi, visti i valori, al modello del vecchio metodo POR (C.M. 21745 del 30/07/1981) in cui si legava, in mancanza di dati sperimentali, il modulo di elasticità tangenziale al valore della resistenza a taglio mediante l’espressione G = 1100τk e il modulo di elasticità longitudinale a quello tangenziale con E = 6G.

Spesso parametri meccanici di questo tipo, però, non sono adeguatamente correlati per raggiungere un coefficiente di Poisson (coefficiente di contrazione trasversale) valido per i materiali isotropi e omogenei utilizzati in analisi FEM lineari.

Il coefficiente, infatti, per questo tipo di materiali deve fisicamente non essere superiore ad un valore limite di 0.5 e per i valori di tabella porterebbe invece ad un valore assurdo:

n = (E/2G)-1 = (6G/2G)-1 = 2

Questo fa pensare che i parametri della tabella non si riferiscano all’ipotesi di materiale isotropo ed omogeneo definiti da un modulo di Young e dal coefficiente di Poisson ma a dei parametri relativi ad un comportamento anisotropo e non omogeneo

Il materiale muratura in Sismicad 

Sismicad prevede per il materiale muratura una articolata interfaccia di inserimento dati per tenere conto di tutti i dati che le varie normative richiedono sia nel caso di materiale nuovo che nel caso di materiale esistente. 

schermata-sismicad-muratura.JPG

Si può notare la presenza di due campi diversi per la definizione di due valori del modulo di Young che hanno nature molto diverse.

Modulo di elasticità E

Il valore proposto segue quanto disposto dal D.M. 17/01/2018 al §11.10.3.4. Questo valore fa chiaramente riferimento ad un materiale isotropo ed omogeneo in cui si lega il valore di G ad E mediante un coefficiente di Poisson pari a 0.25.

In caso di edificio esistente l’utente dovrebbe personalizzare i dati del materiale con quelli rilevati in situ mediante prove o, nel caso di un nuovo manufatto, con quelli forniti dal produttore.

Modulo di elasticità E medio per pushover

Il modulo di elasticità denominato in Sismicad “E medio” è disponibile solo per materiale dichiarato esistente, con un certo Livello di Conoscenza e utilizzato solo per l’analisi pushover di muratura esistente. Il programma propone come valore quello indicato dalla tabella C8.5.I della Circolare 7 del 21/01/2019. 

In caso di edificio esistente sarebbe sempre necessario personalizzare i dati del materiale con quelli rilevati con prove specifiche.

Nel caso non avesse a disposizione i dati rilevati da prove e desiderasse utilizzare quelli della tabella C8.5.I, potrà definire lo stesso valore per E ed “E medio” e calcolare il corrispondente coefficiente di Poisson, limitandolo eventualmente al valore di 0.5. Il valore di “G medio” sarà quello scelto dalla tabella e non quello derivante dal calcolo attraverso il coefficiente di Poisson.

Ovviamente i dati della tabella C8.5.I della Circolare 7 del 21/01/2019 non sono obbligatori ma possono essere assai utili nel caso di analisi preliminari o ancora nel caso in cui non sia economicamente accettabile, per la modesta importanza del fabbricato, una adeguata campagna di prove in situ.