Appunti sulle cerchiature

Le cerchiature in acciaio e in C.A. sono tra i più comuni interventi locali. Interstudio mette a disposizione le applicazioni WEB iT-cerchiature e iT-cerchiature-CA, nelle versioni free e premium, oltre ad una serie di fogli elettronici scaricabili dall’area download di Interstudio Tools.

Nel rapporto quotidiano con gli utenti si sono evidenziati nel tempo alcuni punti non sempre chiari riportati nel seguito di questo articolo.

Larghezza delle aperture

La larghezza delle aperture nelle murature deve essere quella lorda, comprensiva delle dimensioni della cerchiatura, altrimenti ci sarebbe una parte considerata due volte, come muratura e come cerchiatura.

Nelle applicazioni iT-cerchiature e iT-carchiature-CA deve essere inserita la larghezza lorda nella sequenza di setti e aperture e quella netta nei dati geometrici della cerchiatura.

Una cerchiatura per più aperture

Se le nuove aperture sono più di una, non è necessario eseguire una cerchiatura per ogni nuova apertura.

E’ normalmente più conveniente progettare una cerchiatura che compensi la perdita di rigidezza totale, garantendo nello stesso tempo che non ci sia una diminuzione di resistenza.

Più cerchiature

Sia le applicazioni iT-cerchiature e iT-cerchiature-CA, sia i fogli elettronici per le cerchiature disponibili nell’area download di Interstudio Tools sono predisposti per una cerchiatura, ma se le cerchiature hanno tutte la stessa altezza è sufficiente inserire cone numero di piedritti verticali il numero totale nelle cerchiature e come larghezza la maggiore tra le varie cerchiature.

Se le altezza sono diverse non è possibile fare il calcolo con iT-cerchiature e iT-cerchiature-CA- Con un po’ di attenzione è possibile modificare i fogli elettronici inserendo delle cerchiature fisse e lasciandone una sola variabile.

Saldature

E’ consigliabile eseguire saldature a completa penetrazione in modo che la sezione di saldatura sia uguale alla sezione del profilo e quindi abbia almeno lo stesso momento ultimo.

Se le saldature non sono a completa penetrazione allora è necessario calcolare il momento ultimo della sezione saldata, al quale corrisponde una forza ultima di tutta la cerchiatura.

Se la forza effettiva della cerchiatura risultante dal calcolo generale è superiore a quella dovuta alle saldature, allora deve essere modificata considerando la minore delle due

Collegamenti al piede

La situazione ideale si ha per una cerchiatura completa, con un collegamento al piede ad un profilo delle stesse dimensioni del resto della cerchiatura, ma questo non è sempre possibile.

Spesso non c’è lo spazio per inserire un profilo inferiore, ad esempio per cerchiature ai piani superiori di un fabbricato dove il piano inferiore è di una diversa proprietà. In questo caso il collegamento inferiore è costituito solo da elementi piatti o angolari che impediscono il movimento ma non la rotazione ed è sufficiente impostare lo schema di calcolo cerniera-incastro.

In altri casi è presente un cordolo in C.A. e quindi la cerchiatura è collegata al cordolo.

In questo caso è necessario calcolare il momento ultimo del collegamento con il cordolo e la relativa forza ultima in testa alla cerchiatura.

Se il momento ultimo del collegamento è minore di quello della sezione del profilo potrebbe essere necessario modificare lo schema di calcolo, passando dallo schema incastro-incastro a semicerniera-incastro.

In alternativa si può considerare come forza ultima resistente della cerchiatura la minore tra quelle di tutta la catena delle resistenze del sistema (profilo di acciaio, saldature, sezione di contatto con il cordolo, rifollamento, spessore della piastra di base, sfilamento delle barre).

Setti con rigidezza nulla

Setti completamente scarichi risultano con rigidezza nulla, non solo, ma anche con forza ultima nulla.

Il motivo è perché con le norme attuali le murature sono considerate non resistenti a trazione per cui, in caso di carichi nulli, qualsiasi azione orizzontale porta ad una azione di flessione pura che non può essere verificata senza una resistenza a trazione.

Quando i solai sono paralleli ai setti è necessario comunque considerare una striscia di carico sui setti. Ad esempio su un solaio tipo bausta ci sarà almeno il peso dovuto all’interasse tra i travetti, circa 25 cm, che in caso di soletta superiore possono arrivare a 50 cm considerando un effetto piastra. Questo piccolo carico è sufficiente ad evitare la mancanza di resistenza del setto.

Rigidezza verificata, resistenza no

Sia utilizzando le applicazioni che i fogli elettronici può succedere che la variazione di rigidezza sia verificata, ma che ci sia una diminuzione di resistenza.

Il calcolo prevede una determinazione automatica del profilo o della sezione in CA in base alla rigidezza mancante. Questo calcolo avviene mantenendo la variazione di rigidezza nell’intervallo -15% + 15%, per cui la rigidezza può anche diminuire, mentre la resistenza no. Puo’ anche succedere che la variazione di rigidezza rientri nei limiti anche senza aggiungere una cerchiatura.

In questo caso è necessario innalzare la percentuale minima in modo da utilizzare un profilo maggiore o di aggiungere una cerchiatura fino a chè non ci sia una diminuzione di resistenza.

Non è una verifica

Il calcolo delle cerchiature non è normalmente un calcolo di verifica, perché è utilizzato nell’ambito degli interventi locali. Non essendo stato fatto un calcolo globale della struttura non abbiamo la minima idea di quali possano essere in realtà le azioni applicate alla cerchiatura in caso di sisma.

L’obiettivo è di effettuare un intervento che impatti il meno possibile sulla situazione attuale e sull’equilibrio generale dell’edificio. Questo si ottiene modificando poco la rigidezza e comunque migliorando la resistenza rispetto alla situazione di partenza.

Non si tratta quindi di un calcolo di verifica, ma di un calcolo di confronto. La resistenza totale, costituita da quella dei setti più quella della cerchiatura, deve migliorare, questo confronto si ottiene sommando le forze in gioco al momento del collasso dei setti murari, situazione dove normalmente siamo molto lontani dalla situazione di collasso della cerchiatura.

La forza ultima da considerare per la cerchiatura è la minima tra quella di tutti gli elementi strutturali in gioco: profilati, saldature, collegamenti.

In conclusione non dobbiamo verificare la cerchiatura, dobbiamo calcolare rigidezza e resistenza della cerchiatura in tutti i suoi elementi e aggiungerle alle rigidezze e resistenze de setti e altri elementi di rinforzo, verificando che al momento del collasso non ci sia un peggioramento.