IQM: cos’è l’Indice di Qualità Muraria?

Nella fase preliminare al progetto di intervento su un edificio in muratura emerge la necessità di definire la qualità della muratura portante, cioè di conoscere la sua tipologia, i materiali che la compongono e la tecnica costruttiva impiegata. Individuare, in sostanza, il cosiddetto IQM o Indice di Qualità Muraria.

Le murature, in particolare quelle storiche, sono dei materiali compositi spesso fortemente disomogenei, essendo ottenuti dalla combinazione di elementi (mattoni, pietre), di forme regolari o irregolari o appena sbozzati, di giunti di malta di vario spessore e spesso costruiti anche a più paramenti. 

Indice di Qualità Muraria: cos'è l'IQM

Per poter intervenire su questi tipi di strutture è necessario condurre un’ispezione visiva iniziale che possa permettere di interpretarne, almeno qualitativamente, il comportamento meccanico attraverso la conoscenza dei seguenti parametri:

• geometria;
• caratteristiche della tessitura muraria e della sezione presenza di connessione tra gli strati, giunti a secco o con malta);
• caratteristiche dei materiali componenti;
• la risposta meccanica della muratura alle varie azioni.

Soprattutto nel caso di murature in pietra risulta molto più complessa la definizione della resistenza meccanica in funzione delle caratteristiche dei sui componenti (lapidei e malta). La capacità portante, infatti, è legata alla tecnica costruttiva adottata e ai materiali impiegati per la messa in opera della struttura.

Lo studio sistematico dei paramenti e della sezione muraria rivolto a comprendere l’organizzazione degli elementi componenti, il tipo di materiale impiegato, le proprietà chimiche, fisiche e meccaniche che determinano l’interazione con altri materiali, permette di dare una valutazione attendibile sul comportamento meccanico delle varie murature. 

Il rilievo della qualità muraria si propone di valutare i parametri costruttivi di maggiore importanza per determinare la risposta di una muratura alle azioni che la sollecitano, pervenendo ad un indice numerica caratterizzante, appunto l’indice di qualità muraria (IQM). Il tecnico che conduce questo particolare tipo di rilievo è chiamato ad esprimere un giudizio, sul rispetto dei parametri costruttivi nella muratura in esame, al quale si assegna un punteggio che concorre a definire il giudizio finale sulla muratura.

IQM: la procedura di analisi

L’analisi visiva del paramento murario e della sua sezione richiede innanzi tutto l’osservazione diretta della muratura e dunque la rimozione dell’intonaco se presente per una zona di almeno 1 metro quadro. È opportuno l’esecuzione di almeno un saggio murario o strumentale, possibilmente un’indagine sonica seguita da una analisi petrografica della malta, per valutare il livello di ammorsamento trasversale della muratura (per i casi in cui essa non sia evidente o non sia visibile alcuna sezione muraria) e la qualità del legante.

Quando si è resa osservabile la muratura, è necessario riconoscere la tipologia muraria definendo le sue principali caratteristiche, in modo da attribuirne un giudizio di qualità.

Per risolvere il problema della discrezionalità di giudizio durante il rilievo, Arch-Indagini ha messo a punto una serie di schede dedicate in cui raccogliere i dati necessari alla valutazione degli indici numerici utili al calcolo dell’IQM. I valori numerici di tali indici dipendono dal rispetto o meno di alcune condizioni relative alla corretta ed efficace messa in opera della muratura: i cosiddetti parametri della “regola dell’arte”.

La “regola dell’arte” è l’insieme di tutti quegli accorgimenti costruttivi che, se eseguiti durante la costruzione di un muro, ne garantiscono un buon comportamento e ne assicurano la compattezza ed il comportamento monolitico.

Poiché i parametri della regola dell’arte influiscono in maniera diversa sulla risposta del muro a seconda della direzione dell’azione che sollecita il pannello, l’indice di qualità IQM sarà distinto in: IQM per azioni verticali, IQM per azioni orizzontali fuori piano ed IQM per azioni orizzontali nel piano.

I parametri costruttivi presi in considerazione durante il rilievo sono:

• Qualità della malta/efficace contatto tra elementi/zeppe (MA)
• Presenza di diatoni/ingramento trasversale (PD)
• Forma degli elementi resistenti (F.EL.)
• Dimensioni degli elementi resistenti (D.EL.)
• Sfalsamento dei giunti verticali/ingramento nel piano (S.G.)
• Orizzontalità dei filari (OR.)
• Resistenza degli elementi resistenti (R.EL.)

Su tali parametri si è chiamati ad esprimere un giudizio che può essere di “rispetto” (R), “parziale rispetto” (PR) o di “non rispetto” (NR). In funzione del grado di rispetto attribuito si assegna ad ogni parametro un punteggio dato dalla seguente tabella (estratta da art. A. Borri, A. De Maria “Il metodo IQM per la stima delle caratteristiche meccaniche delle murature: allineamento alla circolare n. 7/2019”, XVII Convegno ANDIS, Ascoli Piceno, 15-19 settembre 2019).

Tabella 1. Punteggi da attribuire ai parametri della regola dell’arte

I punteggi ottenuti dalla tabella 1 sono poi inseriti nelle formule riportate di seguito, a meno di alcuni coefficienti correttivi da applicare in funzione del tipo di malta utilizzata e del tipo di muratura considerata, ottenendo un punteggio globale (IQM), compreso tra 0 e 10 per ogni tipo di azione sollecitante.

• Per muratura in mattoni pieni o blocchi di pietra:
  IQM = m × g × r × RE.EL.×(OR.+ P.D.+ F.EL.+S.G.+D.EL.+MA.)

• Per tutte le altre tipologie murarie:
  IQM = m ×  RE.EL.×(OR.+ P.D.+ F.EL.+S.G.+D.EL.+MA.)

Dove:

• m, g e r sono coefficienti correttivi relativi alla qualità della malta.
• RE.EL, OR., P.D., F.EL., S.G., D.EL. e MA. sono i punteggi associati ai parametri costruttivi oggetto di valutazione.

Maggiore è il valore IQM e migliore sarà la risposta della muratura nei confronti dell’azione sollecitante considerata.

È inoltre possibile determinare la correlazione fra gli indici IQM ed i valori meccanici tipici delle diverse tipologie murarie proposte dalle NTC 2018.

Tali correlazioni avvengono attraverso l’impiego di curve di approssimazione che mettono a confronto i valori medi dei parametri meccanici caratteristici dati da prove sperimentali eseguite su campioni analoghi di murature e il corrispondente indice IQM (si veda Borri 2019).

Ad esempio avremo una curva di correlazione tra la resistenza media a compressione f e il rispettivo IQM calcolato per le sollecitazioni verticali, oppure la resistenza media tangenziale τ_o/f_vo con l’indice IQM_np calcolato per le sollecitazioni agenti nel piano. 

Risulta a tal proposito molto utile avere una disposizione una metodologia di analisi che possa aiutare il tecnico progettista ad ottenere, seppure in modo indiretto, una stima dei valori della resistenza tangenziale media τ_o della muratura, correlandola all’indice IQM_NP, considerando la rilevanza e l’influenza di questo parametro nelle analisi strutturali che di norma vengono eseguite.

BIBLIOGRAFIA

1. Binda L., Borri A., Vignoli A., Sull’analisi della Qualità muraria e la Modellazione della Risposta Sismica del Costruito: verso un “Manuale delle Murature Storiche”, XI Congresso Nazionale “L’ingegneria Sismica in Italia”, Genova 25-29 gennaio 2004.
2. Borri A., De Maria A., Il metodo IQM per la stima delle caratteristiche meccaniche delle murature: allineamento alla circolare n. 7/2019, XVIII Congresso Nazionale “L’ingegneria Sismica in Italia”, Ascoli Piceno 15-19 settembre 2019.
3. Binda L., Borri, A., Cardani G., Doglioni F., 2009b. Linee guida per la compilazione della scheda di valutazione dell’IQM (Allegato 3b.1-UR06-2). Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica (RELUIS). Progetto esecutivo 2005 – 2008.
4. Borri, A., De Maria, A., 2009c. Esempi compilati di scheda di valutazione dell’IQM (Allegato 3b.1-UR06-3). Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica (RELUIS). Progetto esecutivo 2005 – 2008.
5. Binda L., Borri, A., Cardani G., 2008. Linee guida per la definizione della qualità muraria di murature di pietra e/o di mattoni. Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica (RELUIS). Progetto esecutivo 2005 – 2008.