Cordolo sommitale e di interpiano per edifici in muratura: a cosa serve e come dimensionarlo

La realizzazione di un cordolo sommitale o di interpiano è uno degli interventi di rinforzo più frequenti per gli edifici esistenti in muratura portante. In quest’articolo vedremo come si realizza un cordolo sommitale o di interpiano, quale effetto ha sul comportamento sismico globale di un edificio in muratura, come riduce la vulnerabilità sismica e come va dimensionato e verificato.

Nel corso dell’articolo potrai scaricare gratuitamente il Focus Normativo PDF contenente tutte le prescrizioni normative delle NTC2018, Circolare 2019 e del DPCM del 9/2/2011 sulla realizzazione dei cordoli negli edifici in muratura.

Cordolo sommitale e di interpiano: cos’è e come si realizza

Il cordolo sommitale e di interpiano deve avere una larghezza pari allo spessore della muratura e una adeguata sezione (vedremo più avanti come dimensionare il cordolo). Può essere realizzato in calcestruzzo armato, acciaio o in muratura. Ciascuna tecnologia costruttiva ha i suoi pro e contro, li vedremo tutti nel seguito del post.

Cordolo in calcestruzzo armato (c.a.)

Il cordolo in calcestruzzo armato è la tipologia utilizzata più di frequente. Il cordolo in calcestruzzo armato dovrà essere di altezza limitata per evitare eccessivi appesantimenti ed irrigidimenti, in particolar modo se realizzato sulla sommità dell’edificio (cordolo sommitale). In caso di altezza elevata del cordolo si avrà un’eccessiva concentrazione di massa in sommità con un conseguente incremento dell’azione sismica agente.

E’ opportuno prevedere un consolidamento della muratura sommitale prima della messa in opera del cordolo e un collegamento del cordolo alla muratura sottostante mediante realizzazione di perfori armati.

Le NTC2018 prescrivono alcuni dettagli costruttivi da rispettare per la realizzazione dei cordoli in calcestruzzo armato:

• l’altezza minima del cordolo deve essere pari all’altezza del solaio;
• la larghezza del cordolo deve essere almeno pari a quella della muratura;
• per muratura di spessore fino a 30 cm è consentito un arretramento massimo del cordolo dal filo esterno non superiore a 6 cm e ad 1/4 dello spessore;
• l’area dell’armatura longitudinale del cordolo deve essere almeno pari a 8 cmq;
• le staffe devono avere diametro minimo pari a 6 mm e un passo massimo pari a 25 cm.

Cordolo in muratura armata

I cordoli in muratura armata devono essere realizzati mediante una muratura a tutto spessore e di buone caratteristiche, generalmente in mattoni pieni. Tra i filari di mattoni deve essere alloggiata un’armatura metallica o in materiale composito, quale ad esempio reti o tessuti in FRP. Il collegamento fra il cordolo e la muratura sarà garantito dall’aderenza, l’ingranamento e l’attrito.

Cordolo sommitale in acciaio

I cordoli in acciaio rappresentano una valida alternativa per la loro leggerezza e la limitata invasività. Possono essere eseguiti in due modi:

• attraverso due strutture reticolari realizzate con angolari e piatti metallici sul paramento interno ed esterno della muratura e collegate fra loro mediante perfori armati;
• tramite piatti o profili collocati sui due paramenti della muratura e collegati fra loro mediante barre passanti.
• mediante una struttura reticolare realizzata con piatti metallici, di altezza pari allo spessore della muratura, e collocata sulla sommità delle pareti.

Cordolo sommitale e di interpiano: quali sono gli effetti benefici sul comportamento sismico dell’edificio

I cordoli sommitali servono a collegare le pareti in una zona, quella sommitale appunto, in cui la muratura risulta essere meno coesa e soggetta ad uno sforzo di compressione più basso rispetto alle pareti sottostanti. La presenza di un cordolo sommitale migliora l’interazione con le strutture di copertura e garantisce un comportamento scatolare dell’edificio. Inoltre evita il ribaltamento fuori piano della parete dell’ultimo livello se il cordolo viene ben collegato alla muratura sottostante e contribuisce ad assorbire la spinta del tetto nel caso sia presente un tetto spingente.

Il cordolo sommitale migliora la trasmissione delle azioni orizzontali, quali vento e sisma, dagli orizzontamenti agli elementi di controvento verticali, ovvero alle pareti in muratura sollecitate ad azioni nel piano.

Anche a livello della copertura la presenza di un cordolo consente un effetto di cerchiatura delle pareti murarie perimetrali consentendo la ridistribuzione di forze orizzontali sugli elementi controventanti.

Tetto spingente: come assorbire la spinta grazie ad un cordolo

Le forze orizzontali che il cordolo sommitale o di interpiano ha il compito di assorbire e ridistribuire alle pareti di controvento sono generate dall’azione di vento e sisma. In presenza di un tetto spingente, alle azioni orizzontali di vento e sisma, si aggiungerà anche la spinta orizzontale esercitata dalla copertura.

Affinché il cordolo sia in grado di assorbire la spinta orizzontale del tetto, dovrà avere un’adeguata sezione e di conseguenza un’adeguata inerzia flessionale per evitare eccessive deformazioni flessionali nel piano orizzontale che potrebbero portare al ribaltamento della muratura. La capacità del cordolo di assorbire la spinta del tetto dipende anche dalla distanza fra due pareti di controvento successive a cui il cordolo dovrà trasferire l’azione della spinta orizzontale.

Se in fase di dimensionamento la spinta del tetto porta ad una sezione eccessiva del cordolo sommitale è consigliabile assorbire tale spinta mediante la messa in opera di catene metalliche. La Normativa Tecnica precisa che le strutture di copertura non devono essere spingenti e che la spinta, qualora presente, debba essere assorbita da idonei elementi strutturali.

Le strutture costituenti orizzontamenti e coperture non devono essere spingenti. Eventuali spinte orizzontali, valutate tenendo in conto l’azione sismica, devono essere assorbite per mezzo di idonei elementi strutturali.

par. 7.8.1.4 – NTC2018

Pertanto nel caso in cui l’intervento sull’edificio esistente preveda anche la sostituzione del tetto, sarà bene progettare l’assorbimento dell’eventuale spinta mediante l’utilizzo di catene di sezione adeguata, riservando al cordolo la sola funzione di ridistribuzione delle forze orizzontali generate dal vento e dal sisma.

Cordolo sommitale e di interpiano: schemi statici per il dimensionamento e calcolo

Per dimensionare la sezione minima del cordolo sommitale bisogna innanzitutto definire lo schema statico per il calcolo delle sollecitazioni e degli spostamenti. Lo schema statico da adottare sarà uno schema di trave continua su più appoggi in cui ogni appoggio rappresenta l’azione vincolare esercitata dalla parete di controvento.

Il carico orizzontale uniformemente distribuito agente sullo schema di trave continua sarà generato dalle seguenti azioni:

• azione sismica generata dalla massa delle pareti e dalla copertura collegate al cordolo;
• azione del vento agente sulle aree di influenza delle pareti collegate al cordolo;
• spinta del tetto nel caso di tetto spingente e in assenza di catene.

Combinando le azioni agenti nel modo opportuno per ottenere le combinazioni di carico allo SLU e allo SLE, utilizzando i coefficienti parziali di combinazione prescritti dalla Normativa Tecnica, si potranno calcolare le sollecitazioni allo Stato Limite Ultimo (SLU) e gli spostamento allo Stato Limite di Esercizio (SLE) per dimensionare il cordolo.

Per il calcolo delle sollecitazioni e degli spostamenti del cordolo puoi utilizzare Ca.Tel.2d, l’app gratuita del blog per la risoluzione di schemi statici piani di qualunque configurazione che ti permetterà di modellare e risolvere lo schema di trave continua.

Scarica Ca.Tel.2D – l’app per l’analisi di schemi statici piani

Per scaricare la risorsa compila i campi qui sotto, riceverai all’istante una mail con il link per eseguire il download.

Scarica il Focus Normativo PDF sul cordolo sommitale e di interpiano

Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018, della Circolare 2019 e del DPCM del 9/2/2011 riguardanti il cordolo sommitale e di interpiano raccolte in un unico documento PDF scaricabile gratuitamente. Compila i campi qui sotto, riceverai all’istante un’email contenente il link per eseguire il download.

Conclusioni

La realizzazione di un cordolo sommitale e di interpiano è fra gli interventi più frequenti per il miglioramento sismico degli edifici esistenti in muratura portante. L’azione benefica di un cordolo nei riguardi del comportamento sismico di un edificio esistente non è di immediata comprensione. Spero che quest’articolo abbia contribuito a fare chiarezza sulla funzione statica del cordolo e su come dimensionarlo e verificarlo per assicurarne il corretto comportamento in presenza di sisma.

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Marco