In quest’articolo vedremo nel dettaglio le caratteristiche che devono possedere le pareti in cemento armato, i dettagli costruttivi e tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica vigente relative al progetto e verifica di questi elementi strutturali.
Le pareti in calcestruzzo armato, anche dette shear wall, sono l’alternativa ai pilastri per la realizzazione degli elementi primari di una struttura in calcestruzzo armato.
Ma cos’è esattamente una parete? Quando un elemento strutturale verticale può definirsi parete e non pilastro? E quali vantaggi comporta utilizzare delle pareti nella struttura che stiamo progettando?
Se hai la necessità di progettare o verificare delle pareti in cemento armato allora sono certo che questo post ti sarà d’aiuto. Nel corso dell’articolo potrai scaricare gratuitamente il Focus Normativo PDF contenente tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica sulle pareti in cemento armato.
Buona lettura!
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Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018 e della Circolare 2019 sulle pareti in cemento armato 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.
Pareti semplici, pareti composte e limitazioni geometriche
Ai sensi della Normative Tecnica vigente la sezione di una parete in cemento armato deve essere rettangolare e il rapporto fra il lato maggiore e il lato minore deve essere superiore a quattro.
E’ importante tenere presente la limitazione relativa al rapporto fra i lati della sezione per evitare di calcolare e verificare come pilastri elementi strutturali che in realtà sono pareti.
Ad esempio, un elemento strutturale con sezione di dimensioni 30×140 non può essere progettato e verificato come un pilastro, ma sarà progettato e verificato come una parete perché il rapporto fra i lati è superiore a 4. Pertanto, dovranno essere applicate le limitazioni geometriche e i dettagli costruttivi relativi agli elementi a parete.
Pareti in cemento armato semplici e composte
Una parete in cemento armato può essere semplice o composta. Una parete semplice è composta da un singolo segmento di parete. Una parete composta è costituita da più segmenti rettangolari. Le pareti semplici possono avere appendici con rapporto fra i lati inferiore a 4.
Pareti in cemento armato tozze e snelle
Le pareti in cemento armato possono essere classificate come tozze o snelle. La snellezza della parete è data dal rapporto fra la sua lunghezza e la sua altezza. Per snellezza inferiore a 2, la parete sarà tozza, altrimenti sarà snella.
Pareti accoppiate
Due pareti in cemento armato si definiscono accoppiate se sono collegate da travi.
Ma non basta questa definizione. Ai sensi delle prescrizioni della Normativa Tecnica c’è un altro requisito da verificare per poter definire una struttura a pareti accoppiate.
Ti riporto di seguito l’estratto della Normativa Tecnica:
[…] una struttura si considera a pareti accoppiate se è verificata la condizione che il momento totale alla base, prodotto dalle azioni orizzontali, è equilibrato, per almeno il 20%, dalla coppia prodotta dagli sforzi verticali indotti nelle pareti dall’azione sismica.
par. 7.4.3.2 – NTC2018
Ti riporto di seguito uno schema esemplificativo per chiarire questa prescrizione della Normativa Tecnica.
Per le pareti in cemento armato collegate da travi è possibile calcolare il momento ribaltante generato dall’azione sismica e il momento stabilizzante generato dallo sforzo normale nelle pareti. Per stabilire se le pareti possono definirsi come accoppiate o meno, bisogna verificare che il momento stabilizzante eguagli almeno il 20% del momento ribaltante.
In fase di progettazione strutturale, non possiamo sapere a priori se la struttura che stiamo analizzando si classifica come una struttura a pareti accoppiate. Per stabilirlo dovremo conoscere l’azione sismica agente e gli sforzi normali nelle pareti.
Pertanto, possiamo assumere un’ipotesi di tentativo e in seguito verificare il rispetto della condizione sul momento ribaltante e sul momento stabilizzante, dopo aver eseguito l’analisi sismica globale della costruzione.
Perché utilizzare le pareti in cemento armato: un esempio numerico
Le pareti in cemento armato hanno una elevata resistenza al taglio dovuta alla forma allungata della sezione.
Se il tagliante sismico che sollecita una struttura assume valori molto elevati e dei semplici pilastri non sono sufficienti per assorbire tale sollecitazione allora è bene ricorrere all’utilizzo delle pareti.
La resistenza al taglio delle pareti infatti aumenta notevolmente. Ti riporto un esempio numerico ottenuto con Ver.Sez., l’app per il progetto e verifica di sezioni in c.a (puoi scaricarla a questo link).
Come puoi vedere, raddoppiando la dimensione maggiore del pilastro (da 70 cm a 140 cm) raddoppia anche la resistenza a taglio.
La modifica del fattore di comportamento in presenza di pareti
In presenza di pareti in cemento armato, il fattore di comportamento sarà ridotto per tenere conto del possibile collasso fragile di queste ultime. Riducendo il fattore di comportamento, aumenterà l’azione sismica agente. Il fattore di comportamento sarà ridotto mediante il seguente coefficiente Kw:
Kw = (1 + α0)/3 con la seguente limitazione: 0.5 ≤ Kw ≤ 1
α0 (snellezza della parete) è il valore assunto in prevalenza dal rapporto tra altezza totale (dalle fondazioni o dalla struttura scatolare rigida) e lunghezza delle pareti; nel caso in cui gli α0 delle pareti non differiscano significativamente tra di loro, il valore di α0 per l’insieme delle pareti può essere calcolato assumendo, come altezza, la somma delle altezze delle singole pareti, come lunghezza, la somma delle lunghezze.
Fattore Kw – par. 7.3.1 NTC2018
Per snellezza α0 ≥ 2, il fattore Kw assume valore unitario e non ci sarà alcuna riduzione del fattore di comportamento.
La riduzione entra in gioco per pareti tozze (α0 < 2), che saranno soggette al pericolo di un collasso fragile.
Tieni presente che il parametro Kw solitamente non viene calcolato in automatico dai software di calcolo strutturale. Pertanto dovrai provvedere a calcolarlo manualmente per ottenere il corretto valore dell’azione sismica sollecitante.
Ti riporto di seguito uno schema esemplificativo per valutare la snellezza α0 da utilizzare nel calcolo del fattore Kw.
Come disporre in pianta le pareti in cemento armato
In fase di progettazione è bene porre attenzione al collocamento in pianta delle singole pareti.
Le pareti infatti hanno una rigidezza flessionale molto maggiore rispetto ai pilastri. Ad una lunghezza doppia della parete rispetto alla massima dimensione di un pilastro, corrisponde un incremento della rigidezza flessionale pari a ben 8 volte.
L’elevata rigidezza delle pareti influenza significativamente la posizione del baricentro delle rigidezze. L’obiettivo pertanto è quello di disporre in pianta le pareti in posizione quanto più simmetrica possibile, riducendo in tal modo gli effetti torsionali dovuti all’eccentricità fra baricentro delle masse e delle rigidezze.
Le sollecitazioni nelle pareti in cemento armato
La verifica di resistenza delle pareti in cemento armato non si limita a considerare le sollecitazioni flettenti e taglianti derivanti dall’analisi della struttura.
Ai sensi della Normativa Tecnica, bisogna eseguire la traslazione del diagramma del momento flettente e applicare un incremento al valore del taglio sollecitante.
Vediamo di seguito, nello specifico, le prescrizioni normative in merito.
Traslazione del diagramma del momento flettente
L’inviluppo del momento flettente per le pareti richiede una modifica delle sollecitazioni. Ti riporto di seguito la prescrizione della Normativa Tecnica:
Per le sole pareti snelle, sia in CD”A” sia in CD”B”, la domanda in termini di momenti flettenti lungo l’altezza della parete (linea c di fig. 7.4.4) è ottenuta per traslazione verso l’alto dell’inviluppo del diagramma dei momenti (linea b di fig. 7.4.4) derivante dai momenti forniti dall’analisi (linea a di fig. 7.4.4);
l’inviluppo può essere assunto lineare se la struttura non presenta significative discontinuità in termini di massa, rigidezza e resistenza lungo l’altezza.
par. 7.4.4.5.1 – NTC2018
Incremento del taglio sollecitante
Anche le sollecitazioni da taglio derivanti dall’analisi subiscono una modifica ai fini della verifica degli elementi strutturali a parete così come prescritto dalla Normativa Tecnica:
Nelle strutture miste, il taglio nelle pareti snelle deve tener conto delle sollecitazioni dovute ai modi di vibrare superiori.
A tal fine, il taglio derivante dall’analisi (linea a di fig. 7.4.5) può essere sostituito dal taglio incrementato (linea b di fig. 7.4.5) e quest’ultimo dal diagramma inviluppo (linea c di Fig. 7.4.5);
hw è l’altezza della parete, VA è il taglio alla base già incrementato, VB è il taglio ad 1/3 dell’altezza hw, che comunque deve essere assunto almeno pari a VA/2.
par. 7.4.4.5 – NTC2018
Pareti in cemento armato: armatura minima e limitazioni geometriche [NTC2018]
La Normativa Tecnica prescrive delle limitazioni geometriche sullo spessore delle pareti e sulla distribuzione delle aperture. Ti riporto di seguito l’estratto della Normativa Tecnica.
Lo spessore delle pareti, anche se estese debolmente armate, deve essere non inferiore al massimo tra 15 cm (20 cm nel caso in cui nelle travi di collegamento siano da prevedersi, ai sensi del § 7.4.4.6, armature inclinate) e 1/20 dell’altezza libera d’interpiano.
Possono derogare a tale limite, su motivata indicazione del progettista, le strutture a funzionamento scatolare a un solo piano non destinate ad uso abitativo.
Devono essere evitate aperture distribuite irregolarmente, salvo che la loro presenza non sia specificamente considerata nell’analisi, nel dimensionamento e nella disposizione delle armature.par. 7.4.6.1.4 – NTC2018
La Normativa Tecnica fornisce anche le limitazioni riguardanti l’armatura orizzontale e verticale da disporre nelle pareti, il passo massimo dei ferri e la quantità minima di legature.
Le armature, sia orizzontali sia verticali, devono avere diametro non superiore ad 1/10 dello spessore della parete, devono essere disposte su entrambe le facce della parete, ad un passo non superiore a 30 cm, devono essere collegate con legature, in ragione di almeno 9 legature ogni metro quadrato.
par. 7.4.6.2.4 – NTC2018
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Conclusioni
Gli elementi strutturali a parete sono soggetti a specifiche prescrizioni della Normativa Tecnica. Nel caso in cui il tagliante sismico che sollecita la struttura che stai progettando assuma valori elevati, conviene prevedere la presenza di pareti in cemento armato.
In quest’articolo ho riportato solo alcune delle prescrizioni relative ai dettagli costruttivi e alla verifica di questi elementi strutturali. Si tratta però delle prescrizioni essenziali che ti permetteranno di progettare e verificare correttamente le pareti della struttura oggetto del tuo calcolo. Nel Focus Normativo PDF allegato a quest’articolo troverai tutti gli estratti della Normativa Tecnica e della Circolare relativi a questa tematica.
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Al prossimo post.
Marco
Codice articolo: 282. Pubblicato il 4/2/2019. Aggiornato il 3/6/2026.
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Buongiorno
Stavo seguendo con interesse i vari articoli da lei pubblicati in merito al percorso informativo passando dalle pareti in muratura a quelle in cemento armato. Ero interessato a conoscere quale fosse l’espetto da curare nel caso in cui si procedesse ad aprire una apertura in una parete in c.a. dove, concordo con lei, sembrerebbe diverso l’approccio rispetto a quello di aperture su pareti in muratura dove la maggior parte delle volte si finisce con ripristinare quanto tolto (rigidezza e resistenza) con telai in c.a (ormai desueto) con telai in acciaio. Aspetto di conoscere quale dovrebbero essere le condizioni di intervento per un simile intervento in quanto non penso che un telaio in acciaio possa supplire alla parete in c.a che si va a rimuovere. Sinceramente non riesco a comprendere come fare.
Ciao Nino, nelle prossime settimane sarà pubblicato un articolo di approfondimento proprio su questo tema. Sarai avvisato della pubblicazione tramite newsletter. Se non sei iscritto alla newsletter, puoi rimediare a questo link: https://www.marcodepisapia.com/iscrizione-newsletter/
Grazie principalmente per la risposta
Sono già iscritto alla sua newsletter che seguo in ogni articolo (generalmente ogni lunedi) che lei pubblica in quanto ho interesse a tenermi aggiornato e, perchè no, anche ad imparare qualcosa di nuovo, Chiarimenti su modellazione o approcci alla stessa che mi possono essere di aiuto nella progettazione anche usuale e che tante volte prendo come scontate ma che tali non sono
Grazie per l’articolo, utile come sempre.
Nel caso di pareti estese al piano terra (non con comportamento scatolare) dalla quale proseguono sviluppi in elevazione di pareti a taglio, come comportarsi con il calcolo della snellezza?
Più in generale, nel caso di rastremazioni e riduzioni della sezione in altezza, come conteggiare tali differenza nel calcolo della lunghezza totale e dell’altezza totale?
A mio avviso puoi considerare l’altezza della parete al netto della parete estesa di base per il calcolo della snellezza. Se le rastremazioni in altezza non sono molto marcate, potresti considerare una lunghezza media.
Ciao Marco,
in una struttura possono coesistere pareti estese deb. armate, pilastri e pareti duttili? nello specifico, potrei sfruttare quindi una o più pareti a cui affidare gran parte del tagliante alla base e inserire pilastri per portare principalmente i carichi verticali?
Se si, la tipologia strutturale poi segue normalmente il punto 7.4.3.1?
A mio avviso sarebbe preferibile scegliere una sola tipologia, pareti duttili oppure pareti estese debolmente armate.
Ciao
Marco
Ottimo articolo, mi chiedo se condividi questa riflessione.
Le ntc 18 impongono 9 legature al mq.
Nel caso ho una parete ipotizziamo 30×150, inserisco una staffa/20 a due braccia lungo tutto lo sviluppo, per tali ragioni ho già due legature ogni 20 cm, quindi posso inserire meno ganci giusto?
A mio avviso le staffe non vanno conteggiate nel calcolo a metro quadro delle legature.
Ciao
Marco
Ottimo articolo come al solito.
Se io volessi dimensionare i ferri di una parete in c.a., una volta ottenuto l’inviluppo delle sollecitazioni con qualsiasi software, dovrei utilizzare le solite formule che si usano per le sezioni, ad esempio la NRd = 0.85 fcd Ac + fyd As per lo sforzo assiale? Oppure la Mrd= fyd [As (d-0.4 x ) A’s ( 0.4x- c )] per la flessione semplice con doppia armatura?
Grazie in anticipo per la risposta.
Esatto. Puoi utilizzare le formule per l’equilibrio alla traslazione e alla rotazione per ricercare l’asse neutro e calcolare il momento resistente.
Ciao
Marco
Grazie per la risposta !