Progettazione di un edificio in muratura armata: dal modello strutturale ai dettagli costruttivi

Muratura armata: ottime prestazioni termo-acustiche e antisismiche

Quando si parla di muratura siamo abituati a declinare il nostro pensiero riverso a pareti di mattoni dal notevole spessore costruttivo (cfr. muri a due teste, tre teste, ecc..) ma la muratura portante, oltre alla forza di poter concepire il progetto come una struttura tridimensionale legando pareti, orizzontamenti e fondazioni in un unico comportamento scatolare, grazie allo sviluppo tecnologico è riuscita a convergere sempre più verso una libertà e flessibilità progettuale rendendola più simile alle strutture intelaiate.

Tra i sistemi costruttivi in muratura portante attualmente normati a livello nazionale ed internazionale, quello della muratura armata riveste un interesse sempre crescente tra i progettisti ed i costruttori in quanto permette di coniugare, alle ottime prestazioni termo-acustiche e di resistenza al fuoco delle murature, anche le ottime prestazioni strutturali in particolare quelle antisismiche; le soddisfacenti prestazioni sismiche degli edifici in muratura portante, tra cui quelli in muratura armata, sono stati ampiamente dimostrati nel corso degli anni anche grazie alle risultanze dei sopralluoghi effettuati dopo eventi sismici significativi, come il terremoto dell’Emilia del 2012 (Di Fusco e Mosele, 2013; Penna et al., 2014).

La muratura armata si ritiene dunque essere un valido sistema costruttivo per la realizzazione di nuovi edifici fino a 3-4 piani fuori terra anche in zone ad elevata pericolosità sismica ed è un sistema costruttivo che risulta sistematicamente normato nell’ambito delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018), sia per quanto riguarda gli aspetti di calcolo (modellazione, analisi strutturale e verifiche di sicurezza) che in merito agli aspetti costruttivi (materiali, dettagli costruttivi, prove di accettazione in cantiere).

Maggiori informazioni in merito agli aspetti legati alla progettazione di edifici in muratura portante armata secondo le NTC 2018 (analisi strutturale, verifiche di sicurezza, indicazioni di cantiere e di dettaglio costruttivo) sono riportati in un articolo di Morandi e Canal, 2021.

Questo articolo si focalizza principalmente sui dettagli costruttivi strutturali della muratura armata, con riferimento ad un caso studio rappresentato da un edificio a due piani fuori terra di tipo residenziale unifamiliare realizzato nel comune di Rivanazzano Terme (PV).

Dopo una breve disanima della concezione architettonica e strutturale dell’edificio, vengono descritti alcuni aspetti relativi all’analisi strutturale sismica ed alle verifiche di sicurezza condotte, entrando infine nella definizione sistematica dei dettagli costruttivi e delle fasi realizzative dell’edificio, riportando una serie di disegni e dettagli costruttivi e foto di cantiere.

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Concezione architettonica e strutturale dell'edificio proposto

Il fabbricato in esame è un edificio di tipo residenziale unifamiliare realizzato nel comune di Rivanazzano Terme (PV).

L’intervento si configura come demolizione e ricostruzione in muratura portante armata. L’edificio ha dimensioni in pianta pari a circa 11.55 x 14.40 m, su due livelli, e una altezza massima di 7,3 m.

La struttura portante poggia su suolo di categoria C ed è inclusa nella zona sismica 3, in base alla riclassificazione sismica del territorio regionale Lombardo. L’accelerazione di picco al terreno (PGA) allo SLV (tempo di ritorno pari a 475 anni) è pari a 0.09 g.

La struttura è costituita da fondazioni dirette e continue a travi rovesce con anima variabile di spessore tra 25 e 40 cm.

Le scarpe di fondazione possiedono un’altezza di 50 cm e larghezza variabile da 125 e 140 cm.

La struttura portante in elevazione è realizzata in muratura armata con blocchi in laterizio porizzati semipieni di spessore 40 cm e di spessore 25 cm, quest’ultimi per le pareti interne. I fori dei blocchi da 40 cm sono riempiti di materiale isolante. La malta cementizia impiegata è di classe M10 ed è utilizzata sia per la realizzazione dei giunti di malta orizzontali e verticali tra i blocchi sia come riempimento dei fori dove vi è presenza delle barre verticali. Le armature metalliche verticali (diametro 16 mm) ed orizzontali (diametro 8 mm) sono in acciaio ad aderenza migliorata di tipo B450C.

Sono inoltre presenti pilastri in c.a., esterni ed interni, ai quali è stata assegnata una funzione prevalentemente di sostegno dei carichi verticali, in quanto fungono da sostegni alla capriata di copertura e ai porticati.

I solai del primo piano fuori terra presentano spessore globale pari a 27 cm; gli stessi sono realizzati in travetti armati prefabbricati con interposti blocchi di laterizio e getto collaborante di completamento (caldana in c.a.) di spessore pari a 5 cm.

La scala distributiva interna è in c.a. gettata in opera con soletta di spessore medio pari a 12 cm.

Completa l’edificio la copertura che è realizzata con un’orditura lignea lamellare di tipo GL24C avente sezioni 20x20 cm, 20x24 cm e 20x35 cm per la trave di colmo. Tali travi sono tra loro connesse mediante innesti ad incastro “a coda di rondine” (travetti su orizzontamento di colmo) e connessioni metalliche opportunamente inghisate alle corree, sul filo di gronda, con barre filettate di acciaio di classe 8.8 con imbutimento mediante resina bicomponente di ripresa strutturale.

Al di sopra della travatura lignea di copertura, è stato interposto uno strato di assito ligneo dello spessore di 5 cm per conferire il più possibile un comportamento sufficientemente rigido/”di controvento” nel piano delle falde, al fine di fornire una distribuzione sufficientemente omogenea delle sollecitazioni sismiche sulla struttura muraria sottostante.

Nel seguito si riportano le piante di carpenteria del copri piano terra e della copertura e le sezioni strutturali dell’edificio.

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All'interno del pdf sono presenti: la descrizione del modello strutturale, le analisi e le verifiche di sicurezza sulla muratura armata fino ad arrivare ai dettagli costruttivi della muratura armata nel progetto esecutivo.