Una parete in muratura che supera gli 8 piedi di altezza va adeguatamente controventata contro ribaltamento e collasso, e i controventi devono restare in opera finché la struttura non offre vincoli laterali definitivi: è la prescrizione della norma federale statunitense per la sicurezza nei cantieri, 29 CFR 1926.706(b), affiancata all’obbligo di delimitare una zona ad accesso limitato intorno al muro in costruzione (1926.706(a)). Da qui scaturisce una questione da sempre divisiva nel settore, la ripartizione di means and methods: il progetto fissa l’obiettivo, al cantiere resta decidere come arrivarci. Nella muratura il percorso passa spesso per un ingegnere strutturista incaricato dall’impresa, tra le altre cose, del controventamento provvisorio. I cantieri che funzionano meglio sono quelli in cui team di progetto e di costruzione collaborano.
Il perimetro normativo del controventamento provvisorio
Le prescrizioni di riferimento hanno limiti riconosciuti. La TMS 602, Specification for Masonry Structures, all’articolo 3.3 E chiede all’impresa di muratura di progettare, fornire e installare controventi che assicurino la stabilità della muratura in costruzione: una formula capace di coprire ogni scenario sulla carta, ma talvolta irrealistica e vaga, poco attenta al comportamento reale del muro giovane. Ulteriori indicazioni arrivano da ASCE/SEI 37, Design Loads on Structures During Construction, che rimanda allo Standard Practice for Bracing Masonry Walls Under Construction della MCAA (edizione 2012), divenuto il riferimento di fatto per assicurare un livello accettabile di sicurezza delle persone nei cantieri murari.
Il documento della MCAA distingue una fase iniziale e una fase intermedia della costruzione, richiede che i controventi rimangano in opera finché elementi strutturali non assicurano il vincolo laterale finale e ammette due approcci: quello esterno, con puntone e ancoraggi disposti fuori dalla parete, e quello interno, che fa lavorare la muratura stessa.
Il muro come mensola provvisoria
Nello schema interno è la resistenza a giovane età della muratura, ridotta da opportuni coefficienti di riduzione della resistenza, a equilibrare il vento. Il modello usuale è quello del pannello armato che lavora a mensola verticale sul piede; resta aperta anche la variante non armata, efficace quando la muratura spanna in orizzontale e la flessione corre parallela ai giunti di letto: vani scala e ascensori, oppure pareti molto snelle, notevoli in altezza a fronte di una base stretta.
Il dimensionamento del sistema di controvento segue una velocità del vento di cantiere di 40 mph, da cui discende una pressione di 4,1 psf (0,20 kPa). Il valore è inferiore al vento di progetto di ASCE/SEI 37, che applica fattori di riduzione legati alla fase costruttiva, ma anni di riscontri favorevoli ne confermano l’adeguatezza. Spesso l’armatura calcolata per lo stato definitivo basta anche in cantiere; in talune occasioni è l’impresa a proporre ferri verticali aggiuntivi per soddisfare le regole del controvento interno.
Dowels da fondazione e vincolo al piede
Lo snodo critico del controvento interno è lo sviluppo dell’armatura alla base, senza il quale il muro non può comportarsi da mensola durante la costruzione. Una proposta inserita nell’edizione 2028 del TMS 402, Building Code Requirements for Masonry Structures, richiederà collegamenti minimi tra elementi in muratura e fondazioni, sul modello di quanto già vale per gli elementi in calcestruzzo armato: ferri che assicurano un livello di integrità strutturale sia in fase esecutiva sia per l’intera vita dell’opera. La prassi consolidata prevede dowels interamente sviluppati, con diametro e passo uguali a quelli dell’armatura verticale di parete.
Il commento proposto per la nuova disposizione chiarisce che la presenza di questa armatura non impone di contabilizzare la vincolazione della fondazione, che in fase di calcolo può essere assunta prudentemente come cerniera. Pettit e Noguez (2021) hanno documentato i benefici derivanti dal considerare la vincolazione rotazionale delle fondazioni nel progetto dei muri sollecitati fuori piano; ottenere un livello significativo di vincolo resta però difficile, perché la rotazione compatibile con un comportamento da cerniera è già di per sé esigua. Da qui la raccomandazione di prescrivere dowels a pieno sviluppo, calati su diametro e interasse dei ferri verticali.
Sovrapposizioni di aderenza: due codici a confronto
Per il controvento interno lo sviluppo integrale dei dowels è condizione essenziale, ma le lunghezze di sovrapposizione richieste dai due riferimenti non coincidono. Il paragrafo 5.3.3.2 dello Standard Practice, per la fase intermedia, impone una lunghezza minima che, con la tensione ammissibile (F’_s) di 24.000 psi ivi assunta (ferri da 60 ksi), si riduce a (48d_b). L’Equazione 6-1 del TMS 402 edizione 2016 conduce in genere a lunghezze di aderenza e di sovrapposizione inferiori per armature di medie dimensioni: il confronto tipico si fa, ad esempio, con ferri centrati in un muro da 8 pollici e valori di (f’_m) di 2.000 oppure 4.000 psi.
Le prove di McGinley e Latham (2024) indicano che le sovrapposizioni richieste dallo Standard Practice per il controvento interno risultano conservative rispetto alla capacità dei giunti confinati dal grout a 24 ore dal getto; nei pannelli provati con cemento ad alta resistenza iniziale nel grout, una sovrapposizione dimensionata secondo TMS 402 è bastata già 12 ore dopo il getto. Mancano ancora verifiche su una gamma più ampia di formati degli elementi, diametri delle barre e tipi di grout. L’indirizzo per i progettisti resta quello di prescrivere le sovrapposizioni secondo TMS 402, con la consapevolezza che le imprese che adottano il controvento interno possono chiedere un allungamento.
Gli autori del contributo, esaminando i crolli seguiti a eventi di vento intenso, non hanno mai riscontrato cedimenti delle fondazioni. La rottura compare di regola al piede del muro, per snervamento o rottura del ferro oppure per taglio (shear breakout).
I conti del cantiere
Il risparmio potenziale è una leva concreta e non tocca la priorità della sicurezza: il controvento interno elimina acquisto o noleggio di puntoni e accessori (deadmen, ancoraggi, piastre di montaggio), le manovre di posa e di rimozione e buona parte delle interferenze con gli altri mestieri; il sistema, inoltre, non si smonta e matura riserva di resistenza con il procedere della muratura.
I riscontri numerici non mancano. Al Lake High School di Millbury, in Ohio, sono stati eliminati 150 controventi esterni, con il 97% delle pareti controventabile internamente con la sola armatura di progetto e un risparmio di circa 75.000 dollari. Su un lavaggio veicoli (wash bay) di 3.800 piedi quadrati (353 m²), il passaggio da un ferro verticale #5 ogni 48 pollici a due #5 ogni 32 pollici ha cancellato 22.500 dollari di costo dei controventi, con un risparmio netto di 16.500. Donnie Williams, presidente di DRP Masonry, stima in oltre 250.000 dollari il risparmio rispetto ai puntoni tubolari tradizionali da quando, circa tre anni fa, l’impresa è passata al controvento interno. Kent Bounds, presidente di Brazos Masonry, elenca i difetti del controvento esterno: interferisce con ponteggi e accessi, rallenta gli altri mestieri, crea rischi per la sicurezza a partire dalla congestione del piazzale, costa caro all’acquisto e assorbe molta manodopera per installazione, spostamento e rimozione.
Cinque indicazioni per l’Engineer of Record
- Inserire lo Standard Practice nei documenti contrattuali tramite riferimento esplicito.
- Prescrivere dowels da fondazione completamente sviluppati, calati su diametro e interasse dell’armatura verticale di parete; nel muro i dowels vanno interamente inglobati nel grout secondo le disposizioni del TMS 402/602 edizione 2016.
- In sede di progetto definitivo assumere la base del muro come cerniera, salvo che la fondazione possa effettivamente fornire vincolo: in quel caso vanno valutate le forze indotte in parete e in fondazione dallo spostamento della sommità.
- Evitare giunti di controllo nei vani scala e ascensori, salvo che le prestazioni dell’edificio li rendano necessari.
- Accogliere le richieste di armatura aggiuntiva dell’impresa di muratura, purché l’area di armatura resti entro i limiti del TMS 402, l’apporto di peso sismico resti modesto e non sorgano interferenze con altri lavori o mestieri.
L’armatura e il grout già previsti nel muro possono fare da controvento: la sicurezza in cantiere arriva senza costi aggiuntivi, e la parete completata non lascia a terra sistemi provvisori da smontare.
Firmano il contributo Philippe Ledent, direttore esecutivo del Masonry Institute of Michigan e segretario del codice TMS 402/602, Todd Dailey, presidente di Dailey Engineering con oltre quarant’anni di progettazione strutturale e licenza P.E. in 18 stati, e Kyle Lochonic, muratore di seconda generazione attivo da oltre cinquant’anni nella formazione muraria.
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