Come modellare l’ammorsamento dei muri

Come modellare l’ammorsamento dei muri senza commettere errori? Questa è una delle domande che i nostri clienti ci pongono molto di frequente. Vediamo quindi come eseguire questa operazione nel migliore dei modi attraverso un esempio.

Premessa: leggere e capire le strutture esistenti

Prima di rispondere alla domanda su come modellare un buon ammorsamento dei muri è utile fare una premessa generale sulla comprensione e modellazione degli edifici esistenti.

Per valutare l’influenza di un qualsiasi intervento, locale o globale, su un edificio esistente, occorre in prima analisi prevedere come l’edificio modificherà la sua risposta alle sollecitazioni statiche e sismiche.
D’altra parte la risposta del sistema è connessa alle caratteristiche meccaniche della muratura e alle geometrie dell’edificio.

È tuttavia evidente che costruire un modello numerico che rappresenti efficacemente la reale costituzione dell’edificio non può prescindere da approssimazioni e semplificazioni. Il progettista deve quindi studiare la struttura portante nel modo più approfondito possibile e stabilire i possibili meccanismi di danno e di collasso che potrebbero svilupparsi nel tempo per degrado o a causa di eventi sismici.

Gli elementi fondamentali su cui si deve concentrare lo studio della costruzione sono:

• i materiali e le relative proprietà meccaniche;
• la geometria e i dettagli costruttivi;
• il quadro fessurativo e deformativo della costruzione.

Una volta noti questi elementi di base è possibile chiarire le principali criticità da cui dedurre quale intervento attuare per ottenere un miglioramento del comportamento strutturale.

Analisi dei dettagli costruttivi: ammorsamento tra le pareti

L’analisi dei dettagli costruttivi si concentra sulla valutazione dei seguenti elementi:

• tipologia ed efficacia del collegamento tra pareti verticali (ammorsamenti e tipologia di cantonali);
• deformabilità ed orditura degli orizzontamenti;
• qualità del collegamento tra solai e murature portanti;
• tipologia ed efficacia degli architravi al di sopra delle aperture;
• eventuale presenza di coperture spingenti.

Questi fattori permettono di determinare se l’edificio è in grado di sviluppare un comportamento d’insieme. Se infatti le pareti non sono tra loro ammorsate è probabile che ciascuna tenderà a comportarsi indipendentemente dalle altre. Viceversa, un buon ammorsamento assegna alla struttura un comportamento scatolare.

Come modellare il buon ammorsamento dei muri?

Analizziamo ora passo passo come modellare l’ammorsamento dei muri utilizzando il software di calcolo strutturale TRAVILOG.

Ciascun muro del modello tridimensionale viene schematizzato nel telaio equivalente mediante un elemento unifilare, la cui sezione dipende da spessore e lunghezza del muro. In testa al muro generiamo delle aste orizzontali infinitamente rigide alle cui estremità si trovano dei nodi. Se in corrispondenza degli spigoli, il nodo di estremità di un muro coincide con quello di estremità del muro ad esso perpendicolare, allora le sollecitazioni verranno trasferite da uno all’altro elemento.

In alternativa, l’unico modo per attivare l’interazione è l’eventuale presenza di un piano rigido. Questa modellazione rappresenta un buon ammorsamento delle pareti in muratura.

Per trovarsi nella condizione descritta, è sufficiente disegnare i muri utilizzando il filo baricentrico e collegando sempre i baricentri dei muri di spigolo. Qualora si disegnino i muri con filo destro e sinistro o qualora i baricentri dei muri di spigolo non coincidano, i muri lavoreranno indipendentemente gli uni dagli altri.