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DESCRIZIONE DELL’EDIFICIO
Lo studio in esame ha riguardato la valutazione della vulnerabilità sismica di una struttura in muratura sita
in Via Appia Pignatelli del comune di Roma (figg.1-2). L’edificio ha un’architettura tipica dei castelli romani
ed è costituito da un livello seminterrato adibito ad archivi e magazzino, e da tre livelli fuori terra con torri
d’angolo adibite ad uffici. La torre centrale ospita il corpo scala e si eleva per due ulteriori elevazioni
rispetto al resto dell'edificio, per un totale di cinque elevazioni. Il tetto di copertura a padiglione ha
struttura portante lignea. La pianta si presenta a forma regolare, con notevole irregolarità in altezza e con
notevoli variazioni di massa e rigidezza passando da un livello al successivo (figg. 3-5).
Figura 1: Ubicazione su mappa
Lo schema strutturale dell’edificio risulta caratterizzato dai seguenti aspetti:
 assenza di una struttura di fondazione, le pareti del livello interrato proseguono per circa 50-80 cm
con larghezza pari a quella della muratura in elevazione. Ciò rende lo stesso molto vulnerabile per
raggiungimento di stati limite strutturale (STR) e geotecnici (GEO);
 muratura portante a spessore variabile in blocchi di tufo di varie forme ben organizzato allettata
con malta di scarsissima qualità ed in cattive condizioni. Alcuni muri del piano interrato sono stati
rinforzati con paretine di cls;
 assenza di cordoli di piano o comunque di spessore limitato ove presenti e in assenza di armature;
 architravi in c.a ove presenti con scarsissima armatura;
 presenza al piano interrato di travi in cls di scarsa qualità e con debole armatura;
 presenza al piano interrato di vasche in cls armate non estese a tutta altezza e non collegate alla
muratura;
 presenza di orizzontamenti di vario tipo: gli impalcati del livello interrato sono in latero-cemento
del tipo celersap ed in ferro e tavelloni, ai restanti livelli in ferro e tavelloni. La copertura a
padiglione è in legno ad esclusione delle torri che sono in ferro e tavelloni;
 presenza di murature in falso su solai o travi.
Strutture Piano Terra
Scala 1:100
Figura 2: Prospetto principale
distacco su via appia pignatelli
LEGENDA ST
civ. 235
TIPOLOGIE MURAT
3113
529
328
106
45
346
45
412
SETTO IN
339
82
342
540
SETTO IN
PARETI IN
H= Mt. 3.37
694
706
MURATURA
H= Mt. 3.79
MURATURA
PILASTRI I
(+0.46)
(0.00)
H= Mt. 3.37
TIPOLOGIA SOLAI
H= Mt. 2.64
121
140
LATERO-C
FERRO E L
147
140
2138
121
SOLETTA P
TIPOLOGIA TRAVI
147
140
H= Mt. 2.96
121
177
ARCHI IN
(+0.43)
(0.00)
t
TRAVI IN
TIPOLOGIA LESION
LESIONE ARC
H= Mt. 3.77
LESIONE ISOL
H= Mt. 3.74
730
LESIONE INTR
713
2138
180
H= Mt. 3.77
H= Mt. 3.83
H= Mt. 3.31
538
325
69
311
Figura 3: Pianta Piano Terra
123
368
3113
64
362
65
348
540
Strutture Piano Primo
Scala 1:100
LEGENDA
113
220
205
2042
210
212
111
113
TIPOLOGIE MU
459
220
SETTO
SETTO
138
104
327
102
287
117
298
102
328
102
635
H= Mt. 3.13
H= Mt. 3.40
137
PARET
296
(+0.13)
MURA
(+0.36)
MURA
(+0.36)
102
70
(0.00)
PILAS
488
H= Mt. 2.82
H= Mt. 2.87
223
(controsoff.)
(controsoff.)
TIPOLOGIA SO
483
LATER
832
2138
45
848
45
81
FERRO
SOLET
127
H= Mt. 3.08
104
TIPOLOGIA TR
ARCH
t
TRAV
50
94
51
H= Mt. 3.10
385
TIPOLOGIA LES
LESIONE
103
H= Mt. 3.40
106
287
100
307
106
316
105
286
100
170
H= Mt. 3.13
180
Scala 1:100
2042
280
3113
424
Figura 4: Pianta Piano Primo
324
538
Figura 5: Sezione trasversale
40
LESIONE
LESIONE
462
SEZIONE A-A
161
348
(+0.20)
173
2138
H= Mt. 3.08
213
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RILIEVO E CARATTERIZZAZIONE DEI MATERIALI
L'edificio è stato oggetto di un dettagliato rilievo strutturale che ha permesso di evidenziare la geometria
delle parti strutturali, le tipologie murarie presenti e i particolari costruttivi. Di seguito si riportano i valori
medi di riferimento per le tipologie murarie riscontrate, previste dalla circolare esplicativa delle NTC '08.
TIPOLOGIA DI MURATURA
Muratura in pietrame disordinata
Muratura
in
pietrame
disordinata
consolidata con intonaco armato
fm
0
E
G
[daN/cmq]
[daN/cmq]
[daN/cmq]
[daN/cmq]
14.00
0.26
8700
2900
35.00
0.65
221750
7250
FC
1.20
Al fine di confermare le caratteristiche meccaniche delle murature è stata effettuata una estesa campagna
d’indagini strutturali consistente in prove di compressione mediante doppi martinetti piatti nei setti murari
e prelievo e schiacciamento di carote di calcestruzzo (figg- 6-8).
Figura 6: Elementi murari oggetto di prove con martinetti piatti
Figura 7: Elementi murari oggetto carotaggi
Figura 8: Risultati prova con martinetto doppio
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MODELLAZIONE DELLA STRUTTURA
Per lo studio del comportamento della struttura è stato sviluppato un modello tridimensionale in
3DMacro® comprendente sia le strutture in muratura, sia gli elementi collaboranti in calcestruzzo
armato(figg.9-10).
Figura 9: Rendering del modello strutturale
In particolare sono stati impiegati i seguenti elementi computazionali:

macroelementi piani 2D per la modellazione dei pannelli murari;

diaframmi piani deformabili elasticamente per la simulazione dei solai;

elementi beam a plasticità concentrata con interazione completa N-M2-M3 per i pilastri;

elementi beam a plasticità concentrata M2/M3 per le travi, cordoli e architravi;

macroelementi non lineari a pressoflessione e taglio per la muratura;

elementi truss non lineari solo a trazione per catene e tiranti.
Figura 10: Modello strutturale computazionale
Sono state eseguite analisi non lineari, condotte applicando alla struttura una distribuzione di carico
orizzontale proporzionale alle masse, orientate in tutte le direzioni con una variazione angolare di 15°
rispetto all’asse X globale.
Nella figura 11 sono riportate le curve di capacità relative alle analisi orientate nelle direzioni 120° e 180°
che risultano essere associate rispettivamente alle condizioni di massima e minima resistenza della
struttura. Nella figura 12 sono, invece, riportate alcune deformate a collasso raggiunte dalle pareti
maggiormente sollecitate in corrispondenza dello stato limite di salvaguardia della vita (SLV).
(a)
(b)
Figura 11: Analisi pushover con distribuzione di forze proporzionale alle masse:
(a) curva di capacita’ associata alle direzioni di massima resistenza (120°)
(b) curva di capacita’ associata alle direzioni di minima resistenza (180°)
(a)
(b)
(c)
(d)
Figura 12: Deformate a collasso (SLV) delle pareti maggiormente sollecitate
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VERIFICA SISMICA DELL’EDIFICIO
L’operazione di verifica della struttura consiste nel confrontare l’impegno richiesto, in termini di
spostamento, dal sisma di progetto con la capacità disponibile della struttura, in corrispondenza del
raggiungimento degli stati limite considerati. Nelle figure seguenti vengono riportate, per ciascuna analisi,
la curva di push-over del sistema reale, quella del sistema ridotto e la bilatera equivalente. Sono inoltre
riportati graficamente, per ciascuno degli stati limite, il confronto - in termini di spostamento - tra capacità
e richiesta. Vicino a ognuna di tali linee è riportato un simbolo grafico per indicare a quale stato limite si
riferisce. Tale simbolo è di colore grigio in corrispondenza della capacità, di colore verde in corrispondenza
della richiesta (se questa è inferiore alla capacità), di colore rosso in corrispondenza della richiesta (se
questa è oltre la capacità).
Figura 13: Stime di Vulnerabilità relative alle analisi con distribuzione di carico appartenente al
“Gruppo1”
5
CAPACITY DOMINIUM
Le curve di capacità ottenute mediante le analisi push-over nelle diverse direzioni di carico possono essere
sintetizzate in una unica rappresentazione tridimensionale, detta capacity dominium (Caliò et al., 2006). In
tale grafico ogni curva di capacità è riportata in un piano perpendicolare al piano XY, in modo che il
coefficiente di taglio alla base sia leggibile sull’asse Z. La traccia del piano in cui è riportata ogni curva di
capacità sul piano XY identifica la direzione di carico.
In questa rappresentazione sono facilmente individuabili le direzioni che presentano maggiore resistenza e
quelle che presentano maggiore vulnerabilità. Il livello di resistenza risulta inoltre valutabile anche sulla
base della gradazione cromatica della superficie. Appare quindi evidente anche la rappresentazione della
duttilità della struttura al variare della direzione di carico.
Figura 14: Analisi pushover a scansione angolare – Capacity dominium
Dai risultati ottenuti dalla verifica allo stato attuale, tenuto conto delle distribuzioni di norma ma
soprattutto delle direzioni di verifica si possono fare le seguenti osservazioni:
 la capacità della struttura non è adeguata alla domanda sismica richiesta dalle norme per il sito in
esame (αUV =0.647<1.00) allo stato limite SLV;
 la capacità della struttura è adeguata alla domanda sismica richiesta dalle norme per il sito in esame
(αUV =1.084>1.00) allo stato limite SLD;
 la verifica in termini di resistenza sismica richiesta dalle norme per il sito in esame non è soddisfatta
allo stato limite SLV, αUV =0.647<1.00;
 le direzioni di minima resistenza e capacità di spostamento sono quella in direzione –X (180);
 le direzioni di massima resistenza e capacità di spostamento è quella a 120°;
 la struttura possiede una bassa duttilità se sollecitata da un’azione sismica orientata nelle direzioni
comprese tra gli angoli 150° e 210° e tra -45° e 15° rispetto all’asse X globale.

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