Le strutture in muratura possono essere verificate con analisi lineari oppure non lineari (paragrafo 4.5.5, NTC 2018), in questo post ci occuperemo di analisi lineari, in particolare della individuazione delle criticità e ottimizzazione dei modelli realizzati con elementi plate-shell (D3, in PRO_SAP).
Nei modelli con elementi D3 è importante prestare attenzione alla geometria.
Per le verifiche PRO_SAP integra le tensioni locali fino a ottenere le AZIONI MACRO con le quali fa le verifiche, le azioni macro sono ottenute per sezioni orizzontali, quindi la geometria deve essere meno distorta possibile
Sono da considerarsi mesh distorte quelle con angoli molto acuti (ad esempio < 30°) o molto ottusi (ad esempio > 150°), queste hanno una minore accuratezza e PRO_SAP avverte durante il check della loro eventuale presenza: meglio utilizzare mesh più quadrate possibile e con nodi allineati in orizzontale, anche per agevolare l’operazione di integrazione.
Geometria: la mesh
La geometria:
- Non deve avere mesh distorte
- Deve avere i nodi per quanto possibile allineati in orizzontale
- È possibile modellare solo i maschi murari oppure anche le travi di accoppiamento dei maschi
- Le pareti in falso sono da evitare
Geometria: le eccentricità
La normativa dice di considerare per la muratura 3 eccentricità, vediamole nel dettaglio.
es1 data dall’eccentricità dei piani superiori –> FILO FISSO di tipo allineamento nel caso ci siano variazioni di spessore. I fili fissi sui D3 hanno effetto sulle azioni.
es2 data dall’eccentricità dell’appoggio del solaio à si può modellare assegnando un momento d’incastro dei solai (si veda documentazione di affidabilità, Test 113 VERIFICA NON SISMICA DELLE MURATURE)
ea dovuta alle tolleranze di esecuzione, PRO_SAP la considera in automatico
ev dovuta alle azioni orizzontali è ottenuta in automatico da PRO_SAP utilizzando le azioni macro (e=Mo/N)
Geometria: gli svincoli
Può essere utile inserire degli svincoli:
SVINCOLI su elementi D2: simulano il fatto che le travi sono incernierate alle pareti
SVINCOLI su elementi D3: simulano un comportamento a cerniera fuori dal piano delle pareti, che lavoreranno prevalentemente per sollecitazioni complanari (ad esempio un cerniera al piede della parete).
Geometria: i solai
PRO_SAP consente di assegnare ai solai la proprietà “piano rigido”, che viene modellato con elementi membrana e aiuta a conferire comportamento scatolare alla struttura.
La bidirezionalità dei solai serve invece a simulare il fatto che in alcune condizioni (ade esempio presenza di soletta con rete) i solai non sono perfettamente monodirezionali, ma una certa percentuale del carico viene assegnata anche alle pareti parallele alla direzione di orditura.
Riassumendo:
- Modellare, se necessario, tutte le eccentricità
- Assegnare, se necessario, gli svincoli agli elementi D2 e D3
- Assegnare, se presente, il piano rigido ai solai
- Assegnare, se possibile, la bidirezionalità ai solai
Una attenzione particolare va dedicata ai criteri di progetto che consentono di personalizzare -tra l’altro- le altezze d’interpiano, le snellezze limite e il fattore di vincolo laterale.
E se le verifiche non risultano soddisfatte?
Può capitare che anche applicando tutte le accortezze di modellazione le verifiche non risultino soddisfatte. Questo perché, specialmente negli edifici esistenti, le pareti resistenti sono poche o sono molto sollecitate. La muratura lavora bene quando è caricata sufficientemente da carichi verticali e quando la struttura ha un comportamento scatolare. Inoltre le verifiche delle travi di collegamento tra i maschi tipicamente sono molto severe. Un controllo dei risultati della progettazione fornisce le indicazioni al progettista sulle criticità della struttura.