"Il Laterizio da secoli il nostro futuro" parte 1
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"Il Laterizio da secoli il nostro futuro" parte 1
Reggio Emilia - 26 febbraio 2010 Ing. Michele Destro Comitato Tecnico ANDIL Consulente Esperto CasaClima •D.M. 20.11.87 per muratura •D.M. 16.01.96 per azioni sismiche •D.M. 09.01.1996 per c.a. c.a.p. e acciaio Una RISPOSTA alle norme: •…omissis SISMICA NTC 2008, entrata in vigore 1 luglio 2009 Circolare 617/09 TERMICA D.lgs 192/2005 – 311/2006 decreti attuativi e certificazioni energetiche ACUSTICA L. 447/95 – D.P.CM. 5/12/97 nuova UNI…2010 FUOCO D.M. 16/02/2007 – circ. n1968/2008 - D.M. 25/10/2007 Una RISPOSTA al nostro BENESSERE… COMFORT SOSTENIBILITA’ AMBIENTALE Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante Inquadramento normativo NTC 2008 – in vigore dal 1 luglio 2009 CAPITOLO 2 CAPITOLO 3 Sicurezza e prestazioni attese Azioni sulle costruzioni CAPITOLO 4 Costruzioni civili e industriali CAP. 4.5 Costruzioni di muratura CAPITOLO 7 Progettazione per azioni sismiche CAP. 7.8 Costruzioni di muratura CAPITOLO 8 Costruzioni esistenti CAPITOLO 9 Collaudo statico CAPITOLO 10 Redazione dei progetti strutturali esecutivi e delle relazioni di calcolo CAPITOLO 11 Materiali e prodotti per uso strutturale CAP. 11.10 Muratura portante Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2 Sicurezza e Prestazioni Attese L’azione sismica, definita in base alla “pericolosità sismica di base” è funzione di: - ag accelerazione orizzontale massima al sito - F0 valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale - T*C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale SLE reversibili e/o irreversibili - danneggiamenti locali (fess. Cls) - spostam. o deform. che limitano uso dell‟edificio o funzionam. impianti - ecc. • Stato Limite di Operatività (SLO) • Stato Limite di Danno (SLD) SLU irreversibili collasso - perdita di equilibrio - spostam. o deform. eccessive - superamento capacità resistente di parte o tutta la struttura - instabilità - ecc. • Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV) • Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC) Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2 Azioni sulle Costruzioni Classificazione delle azioni - Dirette / Indirette - Statiche / Pseudo-statiche / Dinamiche - Permanenti (G) / Variabili(Q) / Eccezionali(A) / Sismiche(E) Combinazione delle azioni Valori di coefficienti di combinazioni Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2 Azione nelle verifiche agli Stati Limite Stati limite ultimi - di equilibrio come corpo rigido (EQU) - di resistenza della struttura compresi gli elementi di fondazione (STR) - di resistenza del terreno (GEO) Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2.7 Verifiche alle Tensioni ammissibili • Costruzione tipo 1 o 2 (opere provvisorie o ordinarie) • Classe d’uso I e II (presenze occasionali – normali affollamenti – opere infrastrutturali d‟importanza NON strategica) • Zona 4 Norme di riferimento: • D.M. 14.02.92 per c.a. e acciaio • D.M. 20.11.87 per muratura • D.M. 11.03.88 per opere e sistemi geotecnici • D.M. 16.01.96 per azioni sismiche (con s=5) • D.M. 14.01.2008 (NTC 2008) per azioni, materiali e collaudo Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante DURABILITA’ – edifici residenziali min. 50 ANNI Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 2.4 Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante EDIFICIO IN MURATURA – NTC08 Cap. 4.5 Classificazione degli elementi in laterizio (blocchi) Muratura Portante Spessori Minimi Zona sismica Spess. (cm) Blocco pieno (ø 15%) Blocco semipieno (15% < ø 45%) 1- 2-3 24 4 15 Blocco Semipieno 1- 2-3 24 Blocco Forato 4 20 Blocco Pieno Blocco forato (45% < ø 55%) Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante Inquadramento normativo – NTC08 Capitolo 7.8 In zona sismica 1 - 2 - 3 - 4 Regole valide sia per strutture in muratura ordinaria che in muratura armata Foratura < 45% La malta di allettamento dovrà avere resistenza media non inferiore a 5MPa (2,5 MPa in zona 4 - 10 MPa per la muratura armata); Gli eventuali setti disposti parallelamente al piano del muro siano continui e rettilinei; le uniche interruzioni ammesse sono in corrispondenza dei fori presa o per l‟alloggiamento delle armature; fbk > 5MPa fbk > 1,5MPa I giunti verticali dovranno essere riempiti con malta; Le resistenze meccaniche devono rispettare i seguenti limiti inferiori Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante Inquadramento normativo – NTC08 - EUROCODICE 6 Sì, in qualsiasi zona sismica. Caratteristiche tecniche cap. 7.8 Sì, in qualsiasi zona sismica solo se si riempie la tasca in verticale di malta!!! Come prevede l’Eurocodice 6 Caratteristiche tecniche cap. 7.8 La freccia nera deve essere pari al 40% della freccia blu Sì, ma solo per la zona sismica 4! Blocco Incastro Giunto secco – foratura < 55% Blocco liscio – 45% < foratura < 55% No, solo per tamponamento Blocco liscio/incastro – foratura > 55% Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante EDIFICIO IN MURATURA – NTC08 Cap. 11 Caratteristiche meccaniche delle murature Le murature sono definite dalle seguenti proprietà fondamentali: • resistenza caratteristica a compressione (fk); • resistenza caratteristica a taglio in assenza di carichi assiali (fvk0); • modulo di elasticità normale secante (E = 1000 fk); • modulo di elasticità tangenziale secante (G = 0.4 E) Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Stima della resistenza a compressione della muratura Resistenza caratteristica a Tipo di malta M15 M10 M5 M2,5 compressione fbk resistenza media resistenza media resistenza media resistenza media a compressione a compressione a compressione a compressione dell'elemento non inferiore a non inferiore a non inferiore a 5 non inferiore a 15 10 2,5 2,0 1,2 1,2 1,2 1,2 3,0 5,0 7,0 10,0 15,0 20,0 30,0 40,0 2,2 3,5 5,0 6,2 8,2 9,7 12,0 14,3 2,2 3,4 4,5 5,3 6,7 8,0 10,0 12,0 2,2 3,3 4,1 4,7 6,0 7,0 8,6 10,4 2,0 3,0 3,5 4,1 5,1 6,1 7,2 -- Le murature formate da elementi artificiali pieni o semipieni il valore di fk può essere dedotto dalla resistenza a compressione degli elementi e dalla classe di appartenza della malta Determinazione sperimentale fk = fm – k s fm = resistenza media k = coefficiente legato dal n di provini s = scarto quadratico medio Muretti con almeno n 3 corsi di elementi Lunghezza pari ad almeno due lunghezze di blocco Rapporto altezza/spessore variabile 2,4 5 Provini n > 6 Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Stima della resistenza a taglio Elemento Laterizio pieno e semipieno Resistenza caratteristica a Classe di Malta compressione fbk In fvk0 (N/mm2) fbk > 15 M10 < M < M20 0,30 7,5 < fbk < 15 M5 < M < M10 0,20 fbk < 7,5 M2,5 < M < M5 0,10 sede murature di progetto, formate da per le elementi artificiali pieni o semipieni il valore di fkv0 può essere dedotto dalla resistenza a compressione degli elementi tramite la seguente tabella Determinazione sperimentale fvk0 = 0,7 fvm fvm = resistenza media Muretti con almeno n 3 corsi di elementi Lunghezza pari ad almeno due lunghezze di blocco Rapporto altezza/spessore variabile 2,4 5 Provini n > 6 Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Resistenza al taglio della muratura fvk resistenza caratteristica a taglio della muratura in presenza delle effettive tensioni di compressione valutata con: fvk = fvko+ tensione normale media dovuta ai carichi verticali agenti sulla sezione di verifica n: n Condizione fvk < 1,4 fbk Resistenza di progetto della muratura Resistenza di progetto fd per la verifica a pressoflessione e a carichi concentrati Resistenza di progetto fvd per la verifica a taglio f d = f k/ M fvd = fvk/ M Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Categoria I 1- Disponibilità di specifico personale qualificato con esperienza dipendente dell„impresa (capocantiere) 2- Disponibilità di specifico personale qualificato con esperienza, indipendente dall„impresa (direttore dei lavori) 3- Controllo e valutazione in loco delle è proprietà della malta e del cls Categoria II Classe 1 Classe 2 Classe di esecuzione Categoria dei materiali 4- Dosaggio dei componeneti della malta a „volume“ con l„uso di opportuni contenitori…e controllo delle operazioni di miscelazione… Materiale Classe di esecuzione 1 Muratura con elementi resistenti di categoria I, malta a prestazione garantita 2 2,5 Muratura con elementi resistenti di categoria I, malta a composizione prescritta 2,2 2,7 Muratura con elementi resistenti di categoria II, ogni tipo di malta 2,5 3,0 Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante Verifica Struttura tridimensionale scatolare; Le pareti strutturali, al lordo delle aperture, dovranno avere continuità in elevazione fino alla fondazione; I solai devono assolvere alla funzione di riparte le azioni orizzontali tra le pareti strutturali, pertanto devono essere ben collegati ai muri e garantire un adeguato funzionamento a diaframma; La distanza massima tra due solai, (altezza piano), non deve essere superiore ai 5 mt; Le coperture non devono essere spingenti. Eventuali spinte orizzontali, valutate tenendo conto dell‟azione sismica, devono essere assorbite per mezzo di idonei elementi strutturali (cordoli); La snellezza delle pareti deve essere inferiore a 12 (rapporto tra altezza e spessore); Per la muratura ordinaria la distanza delle forometrie dagli spigoli deve essere Ing. Michele Destro almeno di 1 mt; Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante EDIFICIO SEMPLICE IN ZONA SISMICA – Cap. 7.8.1.9 •Regolarità in pianta ed in elevazione; •In ciascuna delle due direzioni siano previste almeno due sistemi di pareti di lunghezza complessiva, al netto delle aperture, ciascuna non inferiore al 50% della dimensione dell‟edificio nella medesima direzione; •Le pareti strutturali siano continue dalla fondazione alla sommità; •Per la muratura ordinaria la distanza delle forometrie dagli spigoli deve essere almeno di 1 mt; •Almeno il 75% dei carichi verticali sia portato da pareti che facciano parte del sistema resistente alle azioni orizzontali; •In ciascuna delle due direzioni siano presenti pareti resistenti alle azioni orizzontali con interasse non superiore ai 7 mt; •Nessuna altezza interpiano sia superiore a 3,5 mt; •Massimo numero di piani: n°3 per muratura ordinaria; •Non è ammessa la zona 1 •Verifica tensionale: N A 0,25 fk M N = carico verticale totale alla base del piano considerato A = area totale muri portanti fk = resistenza caratteristica a compressione della muratura γM = coefficiente parziale di sicurezza L‟edifico semplice deve avere per ciascun piano il rapporto tra area della sezione resistente delle pareti e superficie del piano non inferiore ai valori indicati tabella 7.8.III, in funzione del numero di piani dell‟edificio e della zona sismica , per ciascuna delle due direzioni ortogonali. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progettare in muratura portante EDIFICIO SEMPLICE IN ZONA SISMICA – Cap. 7.8.1.9 L’edificio semplice deve avere per ciascun piano il rapporto tra area della sezione resistente delle pareti e superficie del piano non inferiore ai valori indicati nella tabella seguente, in funzione del numero di piani dell’edificio e della zona sismica, per ciascuna delle due direzioni ortogonali. Accelerazione di picco del terreno ag*S*ST Tipo di struttura Muratura ordinaria Muratura armata ≤0.07g ≤0.1 g ≤0.15g ≤0.20g ≤0.25g ≤0.30g ≤0.35g ≤0.40g ≤0.45g ≤0.4725g 1 3.5 % 3.5 % 4.0 % 4.5 % 5.0 % 5.5 % 6.0 % 6.0 % 6.0 % 6.5 % 2 4.0 % 4.0 % 4.5 % 5.0 % 5.5 % 6.0 % 6.5 % 6.5 % 6.5 % 7.0 % 3 4.5 % 4.5 % 5.0 % 5.5 % 6.0 % 6.5 % 7.0 % 1 2.5 % 3.0 % 3.0 % 3.0 % 3.5 % 3.5 % 4.0 % 4.0 % 4.5 % 4.5 % 2 3.0 % 3.5 % 3.5 % 3.5 % 4.0 % 4.0 % 4.5 % 5.0 % 5.0 % 5.0 % 3 3.5 % 4.0 % 4.0 % 4.0 % 4.5 % 5.0 % 5.5 % 5.5 % 6.0 % 6.0 % 4 4.0 % 4.5 % 4.5 % 5.0 % 5.5 % 5.5 % 6.0 % 6.0 % 6.5 % 6.5 % Numero piani Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Introdotta nel D.M. 16/01/1996 Realizzato da una muratura portante a Blocchi semipieni di laterizio collegati con giunti continui di malta, nella quale sono inserite armature metalliche verticali, concentrate in appositi fori, ed armature orizzontali diffuse poste lungo i giunti di malta. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Anno 1986 - Progetto di ricerca, a seguito dei terremoti del Friuli, (1976), e del Montenegro, (1979), seguito dal Prof. Ing. Claudio Modena (Università di Padova) e dal Prof. Miha Tomazevic (laboratorio ZMRK) Edifici testati a n 3 piani in muratura portante ed armata: un ottimo comportamento sismico della prima ed un‟eccellente risposta duttilie della seconda. Anno 1991 Enea Edificio in Muratura Armata su tavola vibrante Anno 1992/96 Brite-Euram Muratura Armata – testati due edifici su vibrodine in muratura armata e uno intelaiato. Il confronto ha dimostrato palesemente la validità della muratura portante Figg. Muratura portante e muratura armata: prove su tavola vibrante svolte dal Consorzio Poroton Italia presso lo ZMRK di Lubljiana (a sx) e presso l‟Enea (a dx). Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Progetto di ricerca europeo DISWall, l‟Università di Padova, in collaborazione con il Consorzio POROTON® Italia - ha studiato due sistemi per muratura armata realizzati con blocchi di laterizio porizzato a fori verticali e con forma ad „H‟ e a „C‟. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Nella pratica costruttiva si sta diffondendo l‟uso di muratura armata anche per la costruzione di edifici monopiano alti, tipicamente a destinazione commerciale o industriale Fig. 1 – Caseificio a Ramiseto (RE). Fig. 2 – Centro sportivo a Reggio Emilia. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil …non esiste innanzitutto un materiale da costruzione che sia di per sé, per sua natura, adatto a garantire “a priori” la sicurezza delle struttura soggette a terremoti… …può succedere che edifici costruiti sia in cemento armato che in muratura, o in legno, possano subire crolli rovinosi” Prof. Ing. Claudio Modena - Professore Ordinario di Tecnica delle Costruzioni, Facoltà di Ingegneria – Direttore del Laboratorio Prove sui Materiali da Costruzione annesso al Dipartimento di Costruzioni e Trasporti dell‟Università di Padova. Fonte: estratto da Italia Oggi – 6 maggio 2009 Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Fig. 1a, 1b – Edificio con struttura in pietra. L‟intervento di ristrutturazione, recentemente eseguito, ha riguardato prevalentemente aspetti di natura architettonica ed estetica senza purtroppo considerare l‟adeguamento sismico delle strutture, con le conseguenze evidenziate nelle foto. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Fig. 2b – Distacco di un rivestimento faccia a vista con “distanziatore” Fig. 2a – Distacco di un rivestimento faccia a vista totalmente slegato dalla struttura. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Fig. 3b. Fig. 3a, 3b – Collasso strutturale con espulsione esterna dei pilastri in c.a. e schiacciamento del piano primo da parte dei piani sovrastanti per il cedimento del nodo pilastro-trave non adeguatamente armato. Fig. 3c – Collasso strutturale in corrispondenza del piano terra adibito a garage per cedimento del nodo pilastro-trave. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Fig. 4a – Crollo dell’edificio per l‟eccessiva massa strutturale della copertura in c.a. realizzata su una struttura in pietrame. Fig. 4b – Lesioni in edifici di nuova costruzione per le sollecitazioni indotte dalla struttura di copertura troppo pesante in rapporto alla rigidezza della struttura verticale sottostante. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Fig. 5 – Edificio in muratura portante in blocchi di laterizio con copertura in c.a., in fase di costruzione. Non si è rilevato alcun tipo di lesione o danneggiamento strutturale Fig. 6 – Edificio in muratura portante in blocchi di laterizio con copertura in legno, in fase di costruzione. Non si è rilevato alcun tipo di lesione o danneggiamento strutturale. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Fig. 7 – Altro esempio di edificio in muratura Fig. 8 portante in blocchi di laterizio in cui si è riscontrato un ottimo comportamento strutturale Figg. 8/9 – Altri esempi di edifici che non hanno subito danni – si noti, (fig.8), la differenza di risposta di due fabbricati adiacenti Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Fig. 9 Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil TERMICA Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil • Epi che esprime il consumo di energia primaria per il riscaldamento riferito all‟unità di superficie o di volume lordo, espresso rispettivamente in kWh/m2 o kWh/m3 anno. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil • I valori termici riportati nelle seguenti tabelle, considerano i ponti termici a norma. Il valore è da considerarsi a norma quando il valore della trasmittanza della parete fittizia non supera più del 15% la trasmittanza della parete corrente. Zona Climatica Dal 1 gennaio 2008 Dal 1 gennaio 2010 U (W/m2K) U (W/m2K) A 0,72 0,62 B 0,54 0,48 C 0,46 0,40 D 0,40 0,36 E 0,37 0,34 F 0,35 0,33 Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil •Superficiale: se compare sulle facce della parete; •Interstiziale: se si forma all’interno del paramento murario I parametri orizzontali e verticali degli edifici di tutte le categorie (tranne E8), e per tutte le zone climatiche devono rispettare le seguenti condizioni: - Nessuna presenza di condensa superficiale - Presenza di condensa interstiziale se rievaporabile nel periodo estivo Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Massa delle pareti Le pareti degli edifici di tutte le categorie (tranne E6 - E8), e per tutte le zone climatiche (tranne F) devono rispettare la seguente condizione solo nei lati sud – sud/est – sud/ovest: Im,s > 290 W/m2 Ms > 230 kg/m2 dove Im,s è l‟irradianza caratteristica di ogni località Ms è la massa superficiale della parete al netto dello strato d‟intonaco Fabbisogno estivo in zona E < 30 kWh/m2 anno Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Il termine inerzia termica è generalmente utilizzato per descrivere la capacità di un materiale o di una struttura edilizia di immagazzinare energia termica e ritardarne la trasmissione. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil La capacità termica di un materiale rappresenta la sua attitudine ad accumulare calore. Tale calore viene ceduto successivamente all„ambiente C = M c [kJ/K] M = massa (kg) c = calore specifico unitario (kJ/kg K) Un„elevata capacità termica della muratura implica che la temperatura interna varia lentamente al variare della temperatura esterna Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil Sfasamento (o ritardo) capacità della parete di ritardare nel tempo gli sbalzi > 12 ore termici esterni (in ingresso) Attenuazione capacità della parete di ridurre l’oscillazione delle temperature esterni (in ingresso) < 0,10 adim Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil -30% periodo estivo, in assenza di sistemi di condizionamento: i picchi raggiunti nell‟edificio “leggero” oltrepassano di circa 1 C quelli dell‟edificio di progetto TERMICA Verifiche di legge Norma di rif. D.P.R. 59/09 del 25/06/09 1° Decreto Attuativo Definisce le: •metodologie di calcolo (UNI TS 11300) •i requisiti minimi per la prestazione energetica degli edifici e quantificazione del fabbisogno termico per la climatizzazione estiva; •introduce la trasmittanza periodica: Yie = Trasm. Term. x fatt. Att Riguarda: •Nuova costruzione e ristrutturazione; •Edilizia sovvenzionata e convenzionata, pubblica e privata; •Ristrutturazioni: NOVITA’ • Verifica fabbisogno in estate - limiti per gli edifici residenziali nella zone climatiche A e B: 40kWh/m2 a C, D, E e F: 30 kWh/m2a obbligatoria!!! • Ventilazione naturale: utilizzare meglio le condizioni ambientali esterne • Requisiti minimi per il comfort estivo: • Schermature solari delle superfici trasparenti – è obbligatoria la presenza di schermanti esterni oppure la presenza di superifici vetrate con fattore solare < 0,5 (g) • Inerzia termica degli involucri opachi: tutte le pareti*, (eccetto quelle a nor-est/nord/nord ovest) devono avere una massa > 230 kg/m2 oppure una trasmittanza periodica Yie < 0,12 W/m2K (per le coperture 0,20). * Edifici in località con irradianza > 290 W/mq Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil TERMICA Verifiche di legge Norma di rif. D.M. 26/06/09 2° Decreto Attuativo in vigore dal 25/07/09 Definisce la: Metodologia di calcolo per le diagnosi energetiche degli edifici: Epgl = Epi + Epacs + Epe + Epill Obbligatorietà : •Dall‟anno 2010 i nuovi edifici dovranno essere almeno in classe C; •Il proprietario PUO’ NON CERTIFICARE l‟immobile, attraverso un‟autocertificazione d‟appartenenza alla CLASSE G e dichiarando che “…i consumi sono alti”; •L’attestato di qualificazione energetica rimane OBBLIGATORIO per gli interventi di nuova costruzione e ristrutturazione; •Rimane l’obbligatorietà di asseverazione del D.D.L.L. relativa alla conformità delle opere realizzate nel pieno rispetto del progetto; •Il Certificatore deve essere nominato prima dell’inizio dei lavori. Ing. Michele Destro Comitato Tecnico Andil