Il programma effettua le verifiche locali, se si quali sono?

Il programma esegue tutte le verifiche locali richieste dalla normativa vigente (Ntc08) o da quella precedente (Ntc96):

• - Verifica della snellezza
• - Verifica dell'eccentricità trasversale e longitudinale
• - Verifica a taglio per azioni statiche
• - Verifica a pressoflessione trasversale e longitudinale
• - Verifica a ribaltamento per azioni statiche e sismiche
• - Verifica dei tiranti a trazione e a punzonamento
• - Verifica delle tensioni in fondazione.
  I risultati sono visibili in tabelle a video, in anteprima di stampa o, in forma grafica, come mappe di impegno ad intensità di colore, che consentono di individuare velocemente gli elementi più impegnati.

 

Quali sistemi di rinforzo adotta POR 2000?

Il programma consente la definizione dei tipi di rinforzo da applicare ai paramenti esterni dei pannelli murari. Sono previste alcune tipologie classiche come l'affiancamento murario e l'intonaco armato, che comportano un aumento di spessore, bilaterale o monolaterale, da specificare per ogni pannello. Altre due tipologie sono più innovative e riguardano i rinforzi con fasce di fibre composite (in carbonio Cfrp o in vetro Gfrp, incollate con resine) e le cuciture attive in lamine di acciaio pretese (Cam). Rinforzi previsti per il corpo della muratura sono inoltre le iniezioni di malta, valutate in termini di incremento di qualità della malta preesistente. L'effetto dei rinforzi può essere valutato in automatico dal programma secondo le indicazioni contenute nelle norme o definito in maniera autonoma dal progettista. Altre tecniche possibili di rinforzo sono l'applicazione di precompressioni sulle murature, sia in direzione orizzontale, sia in quella verticale.

Il nome POR significa che il software analizza tutto con il vecchio metodo por?

Il nome Por (muratura portante) è rimasto essenzialmente tale per ragioni di continuità con le versioni precedenti. L'attuale versione implementa una soluzione evoluta del metodo storico degli anni '80, che era basato esclusivamente sulla risposta tagliante dei setti e produceva la verifica sismica limitatamente allo stato limite di collasso.
L'attuale versione, pur condividendo alcune ipotesi di base (maschi murari come elementi resistenti e descrizione degli spostamenti di piano con un atto di moto rigido), se ne differenzia per una più articolata definizione della risposta dei setti (a taglio e a pressoflessione longitudinale), per la conduzione del processo di carico (con accelerazioni sismiche distribuite sull'altezza proporzionalmente alla masse di piano oppure distribuite in modo lineare) e per un più ampio ventaglio di verifiche, riferite non soltanto allo stato limite di collasso, ma anche a quello di danno e di salvaguardia vita, secondo le disposizioni dell'attuale normativa.

Di seguito alcune note più specifiche riguardanti le scelte di modellazione adottate nel programma.
Ipotesi di base del modello strutturale
Le ipotesi base assunte nella modellazione sono che i maschi murari abbiano un comportamento tipo shear-type, ovvero abbiano rotazioni al piede e in testa impedite, e che il loro spostamento in pianta sia descrivibile come roto-traslazione rigida.
La prima ipotesi è generalmente accettabile ai fini tecnici quando sussiste fra le pareti un sufficiente grado di ammorsamento tale da garantire un comportamento scatolare dell'insieme. In queste condizioni infatti, la presenza dei muri trasversali limita notevolmente la rotazione delle sezioni terminali delle murature, rendendo plausibile l'ipotesi di rotazioni impedite al piede e in testa. Inoltre, nel caso di setti adiacenti ad aperture, la deformabilità del collegamento può essere messa in conto, come in effetti si fa in Por 2000, attraverso un appropriato trattamento del nodo a dimensione finita.
Per quanto riguarda la seconda ipotesi, questa non discende, come pure a volte semplicisticamente si dice (mutuando dal caso degli edifici in c.a.), dalla presenza di solai di piano sufficientemente rigidi da impedire la deformazione in pianta della struttura (la rigidezza dei solai, anche se realizzati in laterocemento, resta irrisoria rispetto a quella della muratura portante) ma è conseguenza anch'essa del comportamento scatolare dell'edificio. Infatti, se i muri sono validamente ammorsati negli incroci, possiamo assimilare la pianta di un edificio murario ad una sezione pluriconnessa, dotata quindi di una forte rigidezza torsionale. In questo contesto, anche in assenza di solai, la risposta ad una spinta orizzontale lungo un setto non produce effetti solo locali, ma porta ad una collaborazione dell'insieme dei setti, che si manifesta con una roto-traslazione dell'insieme, e pertanto gli spostamenti in pianta risultano tali da poter essere decritti con buona approssimazione tramite un moto rigido del solaio.
La validità di entrambe le ipotesi resta ovviamente legata ad un pieno ammorsamento agli incroci murari e ad una corretta realizzazione delle aperture, ma questi sono prerequisiti essenziali che una costruzione muraria in genere garantisce. In tal caso le ipotesi forniscono un buon compromesso fra semplicità di analisi ed accuratezza di modellazione e sono accettabili ai fini tecnici, specie se si considera anche il livello delle approssimazioni coinvolte negli altri aspetti della modellazione (identificazione dei parametri elastici e di resistenza delle murature, valutazione dello stato di degrado ed altro). Si può anche osservare che, all'estremo opposto, una modellazione apparentemente più sofisticata, che veda pareti separate trattate come strutture intelaiate, porterebbe a trascurare del tutto gli effetti legati alla rigidezza torsionale della cassa muraria, con ciò perdendo l'aspetto forse più importante del comportamento della struttura.
Applicabilità del modello
Per quanto detto riteniamo che il programma è applicabile in tutte le strutture murarie che evidenziano un comportamento scatolare, ovvero in tutte le strutture murarie dotate di un sufficiente ammorsamento delle pareti in corrispondenza degli incroci.
Non è applicabile laddove non è garantito il comportamento scatolare, ad esempio per assenza di incroci murari (muri isolati) o per un diffuso ed insufficiente ammorsamento.
Ulteriori informazioni sulla modellazione eseguita dal programma si possono trovare nei due documenti scaricabili liberamente:

• Scheda tecnica del programma,
• Scheda di approfondimento sull'analisi pushover.

Controllo del rapporto tra il taglio totale agente sulla base del sistema equivalente ad un grado di
libertà calcolato dallo spettro di risposta elastico e il taglio alla base resistente del sistema richiesto
al punto 7.8.1.6

Nei risultati della verifica pushover il programma riporta i valori (disponibili a video o in tabulato):
fe = forza elastica (taglio totale agente sulla base del sistema equivalente ad un grado di libertà calcolato dallo spettro di risposta elastico),
fy = forza di snervamento (taglio alla base resistente del sistema equivalente ad un grado di libertà
ottenuto dall'analisi non lineare),
qeq = fattore di struttura del sistema equivalente ad un grado di libertà, dato dal rapporto qeq = fe/fy.
Per la verifica deve quindi risultare che qeq = fe/fy<= 3.0.
Il programma effettua questo controllo ed evidenzia eventualmente il caso di verifica non soddisfatta:
• riportando in rosso il valore qeq nella tabella a video,
• apponendo la scritta "no" alla colonna ok che esprime l'esito della verifica, nella tabella di stampa.
Se si esprime la verifica in termini eqivalenti come fy>=fe/3 risulta più evidente il significato meccanico sottointeso: la forza di snervamento fy, che rappresenta la capacità della struttura in termini di forze resistenti, deve risultare maggiore di una soglia minima fissata a fe/3. Da questo punto di vista, il controllo in questione corrisponde ad una verifica in termini di resistenza, che si aggiunge alle verifiche pushover in termini di spostamento, che tipicamente non coprono questo aspetto. Maggiori dettagli sull'argomento sono riportati nella scheda Approfondimento sull'analisi pushover.

Il programma esegue, tra le combinazioni di carico, verifiche sismiche locali per pressoflessione
trasversale e ribaltamento dei setti e verifiche sismiche locali per le fondazioni:
che tipo di analisi fa il programma per effettuare queste verifiche?

Per le verifiche locali (in assenza o in presenza di sisma) il programma esegue l'analisi dei carichi, tenendo conto delle eccentricità legate allo scarico dei solai, ai disassamenti delle murature e delle eccentricità di esecuzione stabilite dalla normativa. Nelle verifiche a pressoflessione trasversale e a ribaltamento, le azioni sismiche trasversali d'inerzia sono valutate in accordo col punto 7.8.1.5.2 considerando in particolare un fattore di struttura locale dell'elemento pari a 3 nelle verifiche a pressoflessione e a 2 nelle verifiche a ribaltamento (in accordo con la tabella Ntc08 7.2.1).

Nell'analisi push-over eseguita dal programma si tiene conto della presenza delle fasce di piano
andando a ridurre l'altezza dei maschi e definendo così un'altezza efficace degli stessi: oltre a tale
contributo durante lo svolgimento dell'analisi vengono condotte delle verifiche sulle fasce o queste
sono considerate infinitamente resistenti?

In effetti il programma non effettua verifiche di resistenza della fascia. Le motivazioni per questa scelta sono diverse:

1. Il comportamento di questa zona di muratura è molto complesso e dipende fortemente dalle modalità costruttive, come la consistenza dell'architrave, la presenza di un arco in mattoni o pietra per la raccolta della spinta verticale, l'eventuale disassamento tra le aperture, la presenza di catene ed altro. Ciò potrebbe rendere illusorio un trattamento semplicistico.
2. In considerazione delle difficoltà di una corretta interpretazione del loro funzionamento statico, le regole dell'arte sono al riguardo tradizionalmente cautelative e forniscono prescrizioni relativamente restrittive sulla ampiezza delle aperture e sulle disposizioni costruttive. In realtà il cedimento della fascia per apertura di fessure verticali è un evento relativamente raro (più frequente la caduta della muratura sottostante all'arco di spinta, comunque da mettere in relazione con insufficienze costruttive).
3. In ogni caso, in presenza di dubbi sul funzionamento statico della fascia, devono sempre essere previsti interventi locali di rinforzo (con l'inserimento di catene, il rafforzamento degli architravi o altro) attraverso una progettazione "a regola d'arte".
4. Un eventuale cedimento della fascia non altera la resistenza a taglio delle pareti e quindi ha poca o nulla influenza sulla verifica a taglio in corrispondenza dello stato limite ultimo. Può avere influenza solo sulla verifica a pressoflessione longitudinale (cioè nel piano della parete) che tuttavia è quella tipicamente meno restrittiva. Problemi reali potrebbero nascere solo in presenza di un cedimento delle fasce così esteso da compromettere il comportamento scatolare della costruzione, che rappresenta la caratteristica più importante per la resistenza delle strutture in muratura, ma una adeguata attenzione alle buone regole dell'arte dovrebbe essere garanzia sufficiente che questa circostanza non si verifichi.

Al momento, si ritiene di aver realizzato in Por 2000 un ragionevole compromesso tra semplicità d'uso ed affidabilità di modellazione, affidando al progettista la responsabilità e l'onere del dimensionamento dei dettagli costruttivi. Non si esclude che in futuri aggiornamenti si possa rivedere questa strategia anche se ciò richiederà una modellazione sensibilmente più complessa. La scommessa è realizzare ciò mantenendo comunque semplice ed intuitivo il funzionamento del programma.

Come si modella un solaio a volta?

Il comportamento delle murature è molto complesso ed anche molto lontano da quello di un continuo elastico standard, specie se si è interessati ad informazioni di dettaglio. In particolare, l'effettivo funzionamento di una volta è fortemente condizionato da fatti specifici, quali lo stato di fessurazione esistente, le modalità costruttive, lo spessore e composizione del massetto, che influiscono sia sullo stato di coazione iniziale che sulla evoluzione successiva del danneggiamento sotto carico. Tutto ciò non si presta ad essere inserito in un programma di calcolo che voglia restare di uso agevole, mentre può essere relativamente più semplice per il progettista, sia pure a seguito di un'attenta ispezione del fabbricato e, al caso, di una appropriata campagna di prove, individuare schemi statici di riferimento da utilizzare, caso per caso e a vantaggio di sicurezza, nel dimensionamento dell'intervento progettuale. Questo modo di procedere risulta più efficace e senz'altro più sicuro rispetto a quello di affidarsi ad una risposta automatica di un programma di calcolo. Proprio per questo motivo e per non rischiare di generare false sicurezze nell'utente, si è scelto di tralasciare del tutto questi aspetti in POR 2000. In particolare, rispondendo più direttamente alla domanda, il programma non consente di modellare la spinta orizzontale delle volte. Ai fini dell'analisi sismica del complesso murario si può quindi definire al posto della volta un solaio piano di peso equivalente (che potrebbe anche essere molto vicino alla realtà se la volta è a spinta eliminata), aumentando per esso il fattore di ripartizione trasversale (colonna frt della griglia Tipi di impalcati) che al limite potrebbe essere impostato sul valore massimo (1.00) per ottenere scarichi equamente ripartiti sui lati perimetrali.

POR 2000 analizza edifici con solai deformabili?

Nell'ambito dell'analisi sismica pushover il programma Por assume che gli spostamenti orizzontali dei setti murari siano descrivibili con un atto di moto rigido. Per considerazioni sull'argomento vedere i paragrafi precedenti.

E' possibile ricavare il tagliante di piano e lo sforzo normale di piano necessari per la verifica a scorrimento sul piano di posa delle fondazioni?

Dalla tabella Masse sismiche si ottiene il valore della massa sismica cumulata (colonna Mc) al livello 1, che comprende i permanenti e una aliquota di variabili. Questo è già un valore di riferimento dello sforzo normale globale agente sul piano fondale. Moltiplicando tale valore per un'accelerazione spettrale si può ottenere il tagliante sismico da associare al carico verticale. Ad esempio per Slv si può considerare l'accelerazione al suolo ridotta del fattore di struttura ag(slv)/q.

E' possibile ricavare M, N e T su pilastri(pannelli) e travi in c.a. al fine della verifica separata di elementi in c.a.?

Il programma non fornisce le sollecitazioni M, N e T su pilastri e travi in c.a. al fine di una verifica separata di elementi in c.a. Questo per due ragioni: la prima è che i pilastri o le pareti in c.a. sono modellati alla stessa stregua delle murature (elemento setto), salvo considerare i valori assegnati per il materiale c.a. (resistenze, moduli elastici, duttilità limiti). La seconda è che i valori da utilizzare in verifiche lineari dovrebbero ottenersi da analisi lineari, in modo da ottenere le sollecitazioni dovute alle singole azioni (permanente, variabili, sismiche) e di procedere agli inviluppi applicando il principio di sovrapposizione degli effetti. Per le murature però l'analisi lineare si scontra con il comportamento fortemente anelastico di tali strutture e per tale ragione nel programma non è prevista.

Dovendo analizzare un edificio esistente in muratura, secondo la normativa NTC08 ho la possibilità di porre uguale a 1 i coefficienti di sicurezza gamma M per le verifiche statiche, per le verifiche sismiche rimane 2. Come posso agire per porre a 1 tale coefficiente di sicurezza? Si tenga presente che nella finestra "opzioni analisi" non è possibile modificare la casella corrispondente, infatti è posta in "auto". Inoltre la Reluiss chiede in che modo vengano effettuate le verifiche del sistema fondale e come venga determinato il fattore "fss" (fattore di sicurezza sismica in rapporto all'intensità sismica totale).

Ci risulta che è possibile impostare autonomamente il fattore gamma per le verifiche sismiche locali, che inizialmente è impostato pari a 2, come indicato al punto 7.8.1.1 delle Le norme Ntc08. Tale valore può essere reimpostato in funzione delle necessità con valori compresi fra 1.00 e 5.00. Si tenga presente che tale fattore è considerato esclusivamente per le verifiche sismiche locali e non nell'analisi pushover, la quale utilizza invece i valori medi delle resistenze divise per il coefficiente di confidenza. Non è possibile invece impostare il fattore gamma per le verifiche statiche locali, che è ricavato in automatico dal programma in maniera differenziata per ogni muratura, in accordo con le Ntc08 che, al punto 4.5.6.1, prevedono che tale fattore sia ricavato in base alla categoria degli elementi resistenti, alla categoria prestazionale della malta e alla classe di esecuzione della muratura. Murature diverse potrebbero essere quindi affette da fattori gamma diversi e non sarebbe corretto uniformare tutto ad un unico valore. Per quanto riguarda le verifiche in fondazione, sono eseguite utilizzando il cosiddetto Approccio 2 [Ntc08/6.4.2.1, Istruzioni Ntc08/C7.11.5.3.1], indicato convenzionalmente con la sigla A1+M1+R3 in cui: A1 rappresenta i coefficienti di combinazione delle azioni agli stati limite ultimi: che nei due casi di verifica corrispondono agli stati limite Slu (statico) e Slv (sismico), M1 rappresenta i coefficienti di sicurezza sui parametri geotecnici (assunti col valore unitario), R3 rappresenta il coefficiente parziale di sicurezza sulla capacità portante, per il quale si indica il valore 2.3 (Ntc08 Tabella 6.4.I). Per la verifica sismica è valutato il fattore di sicurezza fss, che rappresenta il moltiplicatore del carico sismico che corrisponde al limite di verifica delle tensioni sul terreno. Esso può essere calcolato esprimendo la tensione sul terreno in funzione delle forze agenti Nv (dovute alle azioni statiche) e Ns (dovute all'azione sismica di progetto Slu), quest'ultima affetta da un moltiplicatore fss. Se si impone che la tensione sul terreno sia pari alla tensione limite di verifica, si ottiene un'equazione che può essere risolta rispetto a fss.

In merito al programma Por vorrei sapere se può ritenersi corretto un calcolo con tale programma di una struttura seminterrata avente muratura in calcestruzzo armato (muro di sostegno), ad un livello sul quale risulta inserita una copertura formata da un solaio in legno le cui travi sono state collegate al cls con barre filettate e resina.

Per la struttura seminterrata in c.a. sarebbe consigliabile utilizzare Edisis, che prevede tutte le verifiche specifiche del c.a. indicate dalla normativa. Si definiscano le pareti e si assegni su di esse la spinta orizzontale dovuta al terreno. Si avrà inoltre il calcolo e i disegni delle armature.

Leggo sul vostro sito che i programmi newsoft nascono "dalla ricerca universitaria". Vorrei sapere se anche oggi programmi come Por 2000 ed Edisis sono frutto di una collaborazione con qualche università (e quale);  infatti per noi utenti è importante avere la certezza di avere a disposizione strumenti di lavoro validati e non semplicemente prodotti commerciali.

La Newsoft è stata fondata alla fine degli anni '70 dal prof. Raffaele Casciaro (Ordinario di Scienza delle Costruzioni presso la Università della Calabria) proprio come ponte tra la ricerca universitaria e la pratica progettuale. Il prof. Casciaro ed il suo gruppo di ricerca sono molto attivi nello sviluppo di metodologie per la modellazione e l'analisi delle Strutture (vedi il sito del gruppo di Ricerca http://www.labmec.unical.it). Per quanto riguarda le costruzioni in muratura, il gruppo ha partecipato come unità capofila a tre progetti PRIN (Progetto di Ricerca di Interesse Nazionale) che vedevano coinvolte anche altre Università italiane: Roma3, Milano, Padova, Bologna, Napoli, Basilicata e Palermo (vedi http://www.labmec.unical.it/ricerca/progetti/index.php) ed ha quindi maturato una notevole esperienza in questo campo. Sia il prof. Casciaro che altri membri del gruppo collaborano direttamente allo sviluppo del software Newsoft, sia per quanto riguarda le scelte di modellazione, che per gli algoritmi di calcolo e l'insieme delle verifiche. Ciò assicura un sempre forte collegamento con gli avanzamenti della ricerca e con l'evoluzione di normativa.

E' vero che il programma non lavora con telai equivalenti ma utilizza dei macroelementi? Si dice che questi macroelementi siano il frutto della ricerca della università della Calabria? Ciò corrisponde a verità?

Nell'analisi sismica pushover il programma Por assume come elementi resistenti i maschi murari, che corrispondono alle porzioni di muratura comprese fra due aperture successive, fra una apertura e un nodo d'incrocio o fra due nodi in assenza di apertura intermedia. Si ottiene in questo modo una modellazione "a setti", in cui non intervengono le fasce murarie, che per questa ragione non sono soggette a verifica. Dettagli sul riconoscimento geometrico dei maschi e sul calcolo delle rigidezze sono reperibili nelle pubblicazioni: Braga, Bosco, Caputo, Cavalera, Dolce, Liberatore, Masi - Edifici esistenti: accertamento ed adeguamento antisismici - Capitolo 8 Edifici in muratura Mauro Dolce - Schematizzazione e modellazione per azioni nel piano delle pareti - Corso sul Consolidamento degli edifici in muratura in zona sismica - Ordine Ingegneri di Potenza. Il comportamento del singolo maschio murario è definito da una variante dell'elemento finito proposto in: "Brasile S., Casciaro R., Formica G., Finite Element formulation for nonlinear analysis of masonry walls, COMPUTERS & STRUCTURES, vol. 88; p. 135-143 (2010)".