Valutazione del comportamento sismico di murature irregolari: confronto analitico dell'effetto dell'attrito sul moltiplicatore di collasso di cinematismi fuori piano

L'analisi del collasso delle strutture in muratura trova largo interesse nell’ambito dell’ingegneria sismica e, a partire dalle teorie cardine, si avvale oggi di strumenti di analisi e modellazione sempre più sofisticati. Non sempre le diverse interpretazioni approdano agli stessi scenari. La presente Tesi si inserisce dunque all’interno di questo contesto, cercando di proporre un’interpretazione del comportamento sismico per macroelementi strutturali delle strutture realizzate con murature a tessitura irregolare. L’approccio classico all’argomento consiste nella valutazione delle condizioni di equilibrio sotto i carichi orizzontali di solidi murari in appoggio semplice gli uni sugli altri, al fine di individuare quella frazione del peso del sistema che ne determina la perdita di equilibrio (coefficiente di attivazione). In questo modello, le superfici di contatto sono considerate lisce, permettendo di trascurare gli attriti e gli ingranamenti che si verificano in realtà nel materiale, e i blocchi sono infinitamente rigidi ed omogenei, perdendo il riferimento alla reale consistenza del materiale. La ricerca di una formulazione adeguata dell’attrito tra i blocchi ha visto il contributo di numerosi studiosi, tra cui A. Giuffrè, tra i primi sostenitori del metodo dell’equilibrio in Italia, e, più recentemente, di D. D’Ayala con E. Speranza, G. de Felice e del gruppo guidato da C. Casapulla. Quest’ultima in particolare ha proposto un modello per la muratura regolare che permette la stima del coefficiente di attivazione con l’ulteriore calcolo delle resistenze attritive, aspetto innovativo che, tuttavia, i modelli analitici spesso trascurano. Nel contesto della purtroppo estesa “sperimentazione” che il sisma del 2016 ha attuato sugli edifici del Centro Italia, si possono valutare i singoli metodi di calcolo proposti, validati per lo più su modelli teorici o numerici, in rapporto alla rappresentatività della stima ottenuta rispetto a quanto effettivamente osservabile nei casi reali. In conseguenza della valutazione numerica si prospetta la possibilità di analizzare l’influenza delle singole variabili coinvolte, quali la configurazione geometrica o dei carichi agenti sull’edificio, sul coefficiente di attivazione. Questo primo obiettivo si è tuttavia scontrato con il problema delle strutture in muratura esistenti, in larghissima parte caratterizzate da tessiture irregolari, ampi giunti di malta e unità componenti irregolari, differenti dalle configurazioni per i quali sono stati formulati i modelli, che ipotizzano murature di conci regolari di buona qualità posati a secco. Si è imposto pertanto un obiettivo intermedio, funzionale all’estensione della validità dei modelli, ossia l’analisi e l’interpretazione della struttura dei paramenti murari del centro Italia, studiandone la composizione geometrica, per definirne la scaletta naturale a seconda della categoria muraria da normativa. Si delineano, quindi, due fronti di lavoro, che riflettono sulla genesi dei cinematismi, prima ancora della loro valutazione analitica, tornando alla radice del problema. La metodologia adottata per il lavoro di tesi si snoda attraverso questi due passaggi cruciali: la proposta di schematizzazione della muratura irregolare da cui dedurre i parametri richiesti dai modelli, e il calcolo del coefficiente di attivazione secondo i diversi approcci analitici proposti in letteratura. I risultati ottenuti sono poi discussi alla luce delle situazioni causate dal terremoto, effettivamente riscontrate.