La progettazione di un edificio in muratura armata a Mirandola, che ha superato indenne il terremoto del 2012

1. Introduzione

Grazie ai moderni sistemi costruttivi e ai metodi di progettazione sempre più avanzati è oggi possibile realizzare edifici in muratura portante in tutte le zone sismiche ad elevati standard di sicurezza. Ne è un esempio l’edificio oggetto di questo contributo, di cui presentiamo le fasi di progettazione e realizzazione in zona sismica: una costruzione residenziale in muratura armata POROTON^®, a pianta pressoché quadrata e composta da due piani fuori terra, un sottotetto parzialmente abitabile ed una copertura a falde inclinate. L’edificio è stato realizzato nella località Cividale del comune di Mirandola (MO), un anno prima della sequenza sismica che ha colpito la zona tra il 20 e il 29 maggio 2012, ed ha resistito senza danni alle violente scosse.

2. Caratteristiche dell’edificio

Il fabbricato in esame è un edificio di tipo residenziale trifamiliare realizzato nel comune di Mirandola (classificato zona sismica 3), su un suolo di categoria C.

La costruzione, dal punto di vista strutturale, è costituita da:

• Fondazioni in travi rovesce in c.a. di larghezza 100 cm, con piano di posa posto a circa -1.00 m dal piano campagna e altezza complessiva di 100 cm (verificate in campo statico e sismico tramite il calcolo delle pressioni massime trasmesse al suolo, mediante l’ipotesi di suolo elastico alla Winkler). L’armatura è in graticcio di gabbie metalliche con armature longitudinali e doppie staffe che seguono l’andamento della trave.
• Muratura portante armata di sp. 30 cm (pareti interne di sp. 25 cm) in blocchi di laterizio POROTON^®, malta cementizia M12 ed armature metalliche verticali e orizzontali di tipo B450C.
• Alcuni pilastri in c.a. a scopo di sostegno statico.
• Scale interne con struttura in c.a.
• Primo solaio di sp. 20+5 cm (a quota +2.97 m), secondo solaio soppalcato di sp. 20+4 cm (quota + 6.13 m): realizzazione in calcestruzzo con pignatte di alleggerimento, cappa in calcestruzzo armato e cordolatura in c.a.
• Travi di piano in c.a.
• Copertura in legno a due falde, non spingente, ancorata con angolari metallici ai cordoli di coronamento delle murature portanti e completata con doppio tavolato incrociato per una maggiore rigidezza dell’impalcato.

Il comportamento scatolare dell’edificio assicura l’effetto stabilizzante nei confronti delle azioni orizzontali, grazie alle pareti in muratura armata e al buon ammorsamento realizzato fra di esse e fra i solai rigidi.

3. Criteri di modellazione, progetto e verifica

La presenza contemporanea di elementi portanti in muratura armata e di pilastri in c.a. ha richiesto una modellazione dell’edificio effettuata tramite software di calcolo ad elementi finiti. L’ipotesi di piano rigido in corrispondenza dei due orizzontamenti è stata imposta grazie alle caratteristiche di rigidezza in piano dei solai ed al buon livello di vincolo previsto con gli elementi in elevazione.

Per la progettazione si è considerata una Classe d’uso ordinaria, Vita Nominale V_N=50 anni, Categoria Topografica T1=1 e Categoria di suolo di fondazione C (terreno a grana fine mediamente consistente), ricavando un’accelerazione allo SLV a_g·S=0.206 g.

Per quanto riguarda la sicurezza nei confronti delle azioni agenti e le prestazioni della struttura, si è verificata la sicurezza nei confronti di:

• Stati limite ultimi (SLU: eccessive deformazioni permanenti degli elementi portanti)
• Stati limite di esercizio (SLE: limitazioni nell’uso della struttura)
• Stati limite di danno (SLD: eccessive deformazioni degli elementi non strutturali e fessurazioni di quelli strutturali)
• Azioni accidentali (incendi, urti, esplosioni, errori umani)

4. Verifica sismica e conclusioni

L’adozione di analisi modali e di analisi statiche non lineari su un modello tridimensionale a telaio equivalente, hanno permesso di svolgere al meglio la verifica sismica delle murature portanti. Tali analisi hanno consentito di osservare la risposta strutturale della costruzione, che rimane ampiamente in campo elastico lineare, senza accusare alcun danneggiamento.

Questo dato è stato confermato dalla ricognizione post-terremoto realizzata in seguito agli eventi sismici del 20-29 maggio 2012, nel corso dei quali l’edificio è stato sottoposto ad accelerazioni di picco registrate al suolo di 0.28-0.30g. La struttura si è comportata anche meglio delle attese, infatti, anche se sollecitata con accelerazioni superiori a quelle valutate per lo SLV, essa non ha riportato danni di sorta.

Tale risultato è un’ulteriore prova degli elevati livelli di sicurezza antisismica che è possibile oggi raggiungere sfruttano appieno le caratteristiche dei sistemi costruttivi in muratura portante armata POROTON^®.