Strutture in muratura: quali coefficienti di sicurezza utilizzare?

Anche per gli edifici in muratura, in accordo con i criteri di progettazione del  metodo probabilistico agli stati limite, i valori caratteristici delle resistenze f_k , dei materiali, devono essere opportunamente ridotti mediante i coefficienti parziali di sicurezza γ_M.

In caso di strutture esistenti, tali resistenze devono essere ulteriormente ridotte attraverso fattori di confidenza, associati ai diversi livelli di conoscenza raggiunti, a seguito di rilievi, prove in situ e/o in laboratorio.

Per gli edifici in muratura, le NTC 2018 effettuano una distinzione tra verifiche allo stato limite ultimo per combinazioni statiche e combinazioni sismiche, prescrivendo l’utilizzo di diversi valori da assegnare ai coefficienti di sicurezza.

Questo non accade per altre tipologie strutturali: per strutture nuove in calcestruzzo armato, ad esempio, i valori di γ_M sono sempre gli stessi, indipendentemente dalla tipologia di verifica (γ_c=1.5 per il calcestruzzo e γ_c=1.15 per l’acciaio), considerazione analoga per le verifiche di resistenza delle strutture in acciaio.

In condizioni sismiche, inoltre, è opportuno fare un’ulteriore differenziazione in base alla modalità di analisi, lineare o non lineare, cui corrispondono diversi valori di resistenza di progetto.

Verifiche in condizioni statiche

In condizioni statiche, per strutture nuove, le resistenze di progetto f_d da impiegare si calcolano a partire da quelle caratteristiche mediante la relazione f_d=f_k/γ_M,in cui il coefficiente γ_M assume valori compresi tra 2 e 3 in base alla classe di esecuzione e alla categoria degli elementi resistenti, secondo la tabella seguente, riportata all’interno del Capitolo 4 delle NTC.

Per strutture esistenti si fa riferimento alla medesima tabella per la determinazione del coefficiente di sicurezza; in questo caso, però, il valore di calcolo della resistenza è ottenuto considerando anche il fattore di confidenza FC: f_d=f_m/(FC∙γ_M). Si tenga presente che per gli edifici esistenti è più opportuno far riferimento alla resistenza media f_m piuttosto che a quella caratteristica f_k.

Verifiche in condizioni sismiche

Analisi lineare (statica o dinamica)

Nel caso in cui si effettua un’analisi lineare con fattore di comportamento: “i coefficienti parziali di sicurezza per la resistenza del materiale forniti nel Capitolo 4 possono essere ridotti del 20% e comunque fino ad un valore non inferiore a 2” (§7.8.1.1 – NTC 2018). Generalmente si assume γ_M=2.

Per le strutture esistenti, invece, “i valori di calcolo delle resistenze sono ottenuti dividendo i valori medi per i rispettivi fattori di confidenza e per il coefficiente parziale di sicurezza dei materiali” (§C8.7.1.3.1.1 – Circolare Applicativa). Pertanto, in questo caso. si ha f_d=f_m/(FC∙γ_M) con γ_M=2.

Analisi non lineare

Nel caso in cui si scelga di effettuare un’analisi non lineare, le resistenze di progetto sono quelle medie. Nel caso in cui la struttura sia esistente, tali valori medi si riducono attraverso FC.

Per edifici nuovi, la norma non fornisce nessuna indicazione specifica per la determinazione della resistenza media a compressione. Invece, per quanto riguarda la rottura a taglio l’unico meccanismo contemplato è quello a taglio-scorrimento e “la resistenza a taglio può essere calcolata ponendo f_vd = fv_m0 + 0.4 σ_n ≤ f_v,lim con f_vm0 resistenza media a taglio della muratura che, in assenza di determinazione diretta, si può porre f_vm0 = f_vk0/0.7 e f_v,lim = f_{vk,lim /0.7}) (§7.8.2.2.2 – NTC 2018).

Nel caso di strutture esistenti, maggiori indicazioni sono fornite dalla Circolare 2019. I valori medi da utilizzare nel calcolo possono essere dedotti dalla Tabella C8.5.I e in base al livello di conoscenza si considerano per le resistenze i valori minimi (LC1) o medi (LC2) degli intervalli riportati nella suddetta tabella.

La distinzione che la normativa effettua tra analisi lineare e non lineare può sembrare banale. In realtà, quando si decide di effettuare un’analisi di push-over è necessario comunque procedere alla verifica fuori piano di tutte le pareti aventi funzione strutturale anche se non considerate come resistenti al sisma durante l’analisi. È possibile effettuare questo controllo, separatamente e in maniera semplificata, con un’analisi di tipo statico, assumendo γ_M pari a 2.

Questo comporta che, in caso di analisi push-over, per una stessa struttura è necessario considerare tre differenti valori delle resistenze di progetto:

• quello da impiegare nelle verifiche statiche;
• il valore da utilizzare per la determinazione della curva di capacità;
• quello da usare per le verifiche fuori piano in condizioni sismiche.

 Uno schema riepilogativo è riportato di seguito.

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