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La messa in opera del telaio di cerchiatura si rende necessaria a seguito dell’apertura di un nuovo vano in una parete in muratura, nel caso in cui la parete subisca una diminuzione significativa di rigidezza, resistenza o capacità deformativa. Il telaio di cerchiatura ha lo scopo di ridurre la variazione di rigidezza e resistenza della parete dopo la realizzazione della nuova apertura.

In quest’articolo ti mostro come calcolare il telaio di cerchiatura per l’apertura di un vano in una parete portante, quale schema statico utilizzare ai fini del calcolo e quali sono i limiti geometrici da rispettare per la sua messa in opera.

telaio di cerchiatura

Contenere le variazioni di rigidezza, resistenza e capacità di deformazione della parete oggetto di intervento è indispensabile per poter classificare l’intervento di apertura vano come intervento locale, evitando in tal modo di eseguire l’analisi globale dell’intero edificio esistente.

Alla fine dell’articolo potrai scaricare un’applicazione che ti consentirà di progettare e verificare il telaio di cerchiatura ed eseguire la verifica dell’intervento di apertura vano in una parete in muratura.

Potrai inoltre scaricare nel corso dell’articolo il Focus Normativo PDF che raccoglie tutte le prescrizioni delle NTC2018, della Circolare 2019 e del documento tecnico emanato dal CTS Regione Toscana sull’intervento di apertura vano in una parete portante.

Telaio di cerchiatura: quando è necessario

In un post precedente ti ho parlato dell’intervento di apertura di un vano in una parete portante in muratura e dei limiti della Normativa Tecnica riguardanti la variazione di rigidezza, resistenza e deformabilità della parete. Ti ho spiegato anche come valutare tali variazioni. Per comodità ti riporto qui una sintesi.

La variazione di rigidezza, resistenza e capacità deformativa della parete fra stato di fatto e stato di progetto dovrà essere non significativa. La Circolare 2019 non quantifica numericamente il range ammissibile di variazione non significativa per la resistenza, rigidezza e deformabilità della parete.

A tal proposito si può fare riferimento ad un documento tecnico di comprovata validità emanato dal Comitato Tecnico Scientifico della Regione Toscana in data 3/10/2012 che affronta il problema del calcolo, verifica e realizzazione dell’intervento di apertura vano in una muratura e che quantifica una variazione ammissibile di rigidezza della parete pari al 15%.

Per controllare il rispetto delle condizioni sopra riportate, bisognerà valutare la rigidezza, resistenza e capacità di deformazione della parete nello stato di fatto (prima della realizzazione della nuova apertura) e di progetto (dopo la realizzazione della nuova apertura) relativamente al singolo interpiano oggetto dell’intervento. Non sarà necessario analizzare l’intera parete del fabbricato in tutta la sua altezza.

cerchiatura: analisi singolo piano

Se a seguito dell’apertura del vano nella parete si verificherà una riduzione significativa di rigidezza e resistenza, allora sarà necessario prevedere la messa in opera del telaio di cerchiatura.

Il telaio di cerchiatura sarà necessario solo se la rigidezza e resistenza della parete subiranno una diminuzione fra stato di fatto e stato di progetto, in quanto la presenza del telaio di cerchiatura incrementa la rigidezza e resistenza dell’intera parete

cerchiatura: variazione di rigidezza e resistenza

 

Telaio di cerchiatura: lo schema statico per il calcolo

Per valutare la rigidezza e resistenza del telaio di cerchiatura è indispensabile definirne correttamente lo schema statico ed è fondamentale che la realizzazione del telaio di cerchiatura e i dettagli costruttivi delle unioni fra gli elementi assicurino il grado di vincolo ipotizzato nel calcolo.

Una volta note la rigidezza e la resistenza della parete nello stato di fatto e di progetto (per valutare questi parametri potrai utilizzare l’app Wally), bisognerà dimensionare il telaio di cerchiatura in modo tale da rendere non significativa la modifica di rigidezza e resistenza della parete.

Come detto in precedenza, la Circolare 2019 non specifica i limiti entro i quali la variazione di rigidezza e resistenza può essere considerata non significativa. A tale scopo può essere utilizzato come riferimento il documento tecnico del CTS Regione Toscana che indica un valore limite del 15% per la variazione della rigidezza e resistenza della parete. Troverai l’estratto nel Focus Normativo PDF che potrai scaricare fra poco.

Vincoli alla base e alla testa dei montanti

Il vincolo interno fra architrave e montanti dovrà essere obbligatoriamente un incastro al fine di assicurare il coretto comportamento statico del telaio metallico ed evitare labilità nel caso in cui non si riesca a realizzare un incastro alla base dei montanti.

Il vincolo alla base dei montanti può essere modellato come:

  • un incastro: questo vincolo viene applicato quando il giunto di base dei montanti è collegato ad un cordolo in cemento armato tramite dei tirafondi. Il cordolo corre lungo l’intera lunghezza dell’apertura, collegando i montani al piede. In alternativa il collegamento può essere realizzato tramite la messa in opera di un traverso in acciaio collegato alla base dei piedritti;
  • una cerniera*: questo vincolo viene applicato quando non è presente un cordolo inferiore che collega i due montanti, né un traverso inferiore di collegamento.

cerchiatura: schema statico

(*) Attenzione: l’adozione del vincolo a cerniera alla base dei montanti deve essere valutata con cautela. Nella pratica infatti non è possibile realizzare una cerniera perfetta. Il collegamento alla base dei montanti offrirà sempre un certo grado di vincolo nei confronti delle rotazioni. Ne deriva che la rigidezza reale del telaio sarà maggiore rispetto a quella calcolata utilizzando lo schema statico con cerniere alla base. Si suggerisce di prevedere, quando possibile, dei dettagli costruttivi che assicurino un  incastro alla base e assumere tale ipotesi nel calcolo. 

Schema statico semplificato per il dimensionamento dei montanti

Un primo dimensionamento della sezione dei montanti può essere eseguito ipotizzando il traverso infinitamente rigido. Sotto tale ipotesi è possibile calcolare la rigidezza traslante dei montanti adottando uno fra i due seguenti schemi statici semplificati:

  • incastro scorrevole in testa e incastro alla base del montante, nel caso di presenza di cordolo o traverso inferiore;
  • incastro scorrevole in testa e cerniera alla base del montante, nel caso di assenza di cordolo o traverso inferiore.

cerchiatura: schema statico semplificato

Da questi schemi statici è possibile calcolare la rigidezza traslante dei montanti e valutare la sezione necessaria per ridurre al massimo la variazione di rigidezza dell’intera parete.

Schema statico completo per il calcolo della rigidezza traslante

Lo schema statico semplificato visto in precedenza può essere utilizzato ai fini del predimensionamento, ma non è abbastanza accurato per il calcolo definitivo dell’intervento. Tale schema sovrastima la rigidezza traslante del telaio di cerchiatura in quanto non tiene conto dell’effettiva rigidezza flessionale del traverso, che nella realtà non sarà infinitamente rigido.

Per calcolare la rigidezza traslante del telaio di cerchiatura bisognerà risolvere lo schema completo del telaio considerando le sezioni adottate per i montanti e per il traverso. Nell’app Wally è implementata la risoluzione completa del telaio di cerchiatura per il calcolo della rigidezza traslante.

cerchiatura: wally analisi del telaio

Calcolo della resistenza del telaio di cerchiatura: analisi non lineare con ridistribuzione dei momenti

La resistenza del telaio di cerchiatura sottoposto ad azioni orizzontali va valutata eseguendo un’analisi non lineare che tiene conto della formazione delle cerniere plastiche all’aumentare dello spostamento laterale del telaio.

Per massimizzare la resistenza e duttilità del telaio è possibile applicare il principio di gerarchia delle resistenze, facendo in modo che le cerniere plastiche si formino prima nel traverso e poi alla base dei montanti. 

Il legame taglio-spostamento del telaio di cerchiatura terrà conto della formazione delle cerniere plastiche. Ti mostro di seguito una schermata dell’app Wally con i risultati dell’analisi non lineare del telaio di cerchiatura.

wally analisi non lineare

Lo spostamento ultimo del telaio può essere calcolato in maniera semplificata sulla base dello spostamento al limite elastico, adottando un valore della duttilità pari a 2.5. Lo spostamento ultimo sarà dato dalla duttilità moltiplicata per lo spostamento al limite elastico.

Telaio di cerchiatura: suggerimenti per la corretta posa in opera

Ti riporto di seguito le prescrizioni e i suggerimenti di buon senso per la corretta realizzazione del telaio di cerchiatura contenuti nel documento tecnico Orientamenti interpretativi in merito a interventi locali o di riparazione in edifici esistenti emanato dal Comitato Tecnico Scientifico della Regione Toscana.

Non sono ammissibili, all’interno della tipologia degli “interventi locali”, i seguenti interventi:

  • inserimento di cerchiature a cavallo nelle intersezione delle murature;
  • inserimento dei montanti nello spessore dei muri trasversali (ovvero nell’incrocio murario).

suggerimenti posa in opera

La corretta posa in opera del telaio di cerchiatura è fondamentale per garantire l’efficacia dell’intervento. Molto importante è la messa in carico della cerchiatura all’interno della muratura perimetrale, in particolare nei confronti dei carichi verticali. L’operazione di caricamento può avvenire mediante l’utilizzo di martinetti o zeppe inserite fra l’architrave e la muratura per garantire il contrasto.

I montanti devono essere collegati alle murature laterali mediante idonee zancature. Le unioni fra montani e traverso superiore (e inferiore se presente) devono assicurare il grado di vincolo ipotizzato nel calcolo. 

Lo spostamento di un’apertura nell’ambito della stessa parete è consentito. Nell’eseguire tale intervento sarebbe auspicabile garantire l’allineamento delle aperture. In tal caso non è necessario mettere in opera il telaio di cerchiatura, ma solo l’architrave.

Scarica il Focus Normativo PDF sul telaio di cerchiatura

Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018, della Circolare 2019 e del documento tecnico emanato dal CTS Regione Toscana riguardanti l’intervento di apertura vano in una muratura portante raccolte in unico documento PDF scaricabile gratuitamente. Compila i campi qui sotto, riceverai all’istante un’email contenente il link per eseguire il download.

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    Wally: l’app per il calcolo del telaio di cerchiatura per l’intervento di apertura vano in una parete in muratura

    wally app analisi cerchiatura

    Wally è l’app per il calcolo dell’intervento di apertura vano e del telaio di cerchiatura in una parete portante in muratura. L’app Wally ti consentirà di analizzare la parete nello stato di fatto, nello stato di progetto e nello stato di progetto con telaio di cerchiatura.

    Oltre al modulo per il calcolo dell’intervento di apertura vano, potrai usufruire delle seguenti funzionalità:

    • progetto e verifica di un nuovo architrave;
    • resistenza nel piano dei maschi murari per pressoflessione, fessurazione diagonale e taglio-scorrimento;
    • resistenza fuori piano dei maschi murari per pressoflessione;
    • archivio delle tipologie di murature esistenti prescritte dalla Circolare 2019;
    • stampa di dettagliate relazioni di calcolo per ogni modulo di verifica, in formato A4 e con un layout professionale.

    Puoi scaricare l’applicazione cliccando sul tasto qui sotto:

    scarica l'applicazione

    Conclusioni

    La realizzazione di un’apertura di un vano in una parete portante in muratura dovrà essere accompagnata dalla messa in opera di un telaio di cerchiatura al contorno del nuovo vano nel caso in cui nello stato di progetto risulti una riduzione significativa della rigidezza e resistenza della parete.

    Spero che le informazioni contenute in questo post ti siano state d’aiuto per capire a cosa serve il telaio di cerchiatura e quando va previsto in concomitanza all’intervento di apertura vano in una parete in muratura.

    Quest’articolo finisce qui. Se ti è piaciuto puoi suggerirlo ai tuoi colleghi su Linkedin e ai tuoi amici su Facebook cliccando sui tasti di condivisione social in fondo alla pagina.

    Al prossimo post.

    Marco


    Pubblicato il 18/3/2019, aggiornato il 13/7/2020.

    Cerchiatura: come calcolarla per l’intervento di apertura vano in una parete in muratura

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