Verifica del comportamento strutturale della muratura in RFEM

Articolo tecnico

Per cogliere il comportamento realistico della muratura in RFEM, è necessario selezionare un materiale e definirne il modello. Poiché la muratura si fessura a trazione, è necessario specificare un materiale con comportamento non-lineare. Ciò può essere fatto con l'aiuto del modulo aggiuntivo RF-MAT NL.

Materiale e modello del materiale

A differenza di quanto accade per il calcestruzzo e per l'acciaio, non ci sono materiali predefiniti per la muratura a causa delle svariate combinazioni possibili. Quindi, è necessario creare un nuovo materiale per ogni combinazione che sarà poi salvato in RFEM per le modellazioni successive. È possibile modificare il materiale muratura successivamente, se necessario.

Figura 01 - Materiale

Oltre alla definizione delle proprietà del materiale, è necessario assegnare anche un modello di comportamento appropriato. Ad esempio, è possibile utilizzare il modello di materiale "Muratura isotropa 2D" incluso in RF-MAT NL per tener conto della rottura a trazione e la corrispondente formazione di fessure. È possibile specificare le tensioni limite a trazione parallele e perpendicolari al giunto separatamente. Se si imposta un valore di tensione limite pari a zero, un valore di 1 x 10 -11 N/mm² sarà applicato nel calcolo per ragioni di stabilità. Quindi, è possibile che si verifichino delle tensioni a trazione minime nonostante si fosse specificato un valore nullo.

Figura 02 - Modello del materiale

Modellazione e valutazione

A mo' di esempio, è stata modellata e calcolata una parete secondo [1]:
Il carico verticale è distribuito lungo l'intera lunghezza della parete. La stessa procedura è stata applicata per il carico orizzontale. Altrimenti si sarebbe verificata una singolarità nel punto di applicazione di un carico concentrato. Ciò avrebbe potuto portare alla rottura del modello perché le tensioni di trazione ammissibili sarebbero state superate in questo nodo.

Figura 03 - Carico e deformazioni

L'analisi delle deformazioni ci indica la distribuzione delle forze interne e delle tensioni.
L'analisi tensionale della parete dopo il calcolo non-lineare mostra le tensioni di trazione e compressione ammissibili.

Figura 04 - Tensioni massime in direzione x e y

Figura 05 - Tensioni massime in direzione x e y

La convergenza non viene raggiunta in caso di rottua della parete di muratura o nel caso in cui le tensioni limite sono superate. Quindi, è necessario modificare il materiale o le dimensioni. Ad esempio, se si incrementa lo spessore della parete, le tensioni di trazione risultanti possono essere distribuite su un'area maggiore incrementando la capacità portante complessiva.

La modellazione della muratura descritta in questo articolo e l'analisi tensionale non può essere sostitutiva della verifica della parete. Tuttavia, può aiutare il progettista a determinare il materiale e le dimensioni della parete.

Riferimento:
[1] Graubner, C. -A. & Rast, R. (2015). Mauerwerksbau Aktuell 2016. Berlin: Beuth Verlag, p. C.45.

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