Telaio di cerchiatura: come scegliere fra calcestruzzo armato e acciaio (+7 consigli utili)

Nel progettare l’intervento di apertura vano in una parete in muratura portante scommetto che almeno una volta, in qualità di progettista strutturale, ti sarai posto la seguente domanda: <<Come realizzo il telaio di cerchiatura? Con profili in acciaio o in calcestruzzo armato?>>. In quest’articolo vedremo quali sono i vantaggi e gli svantaggi del telaio di cerchiatura in acciaio e in calcestruzzo armato e quali criteri utilizzare per adottare la migliore scelta progettuale fra queste due tecnologie costruttive.

Alla fine dell’articolo condivido con te 7 consigli utili per risolvere alcuni problemi frequenti che si presentano nelle fasi di progetto e verifica del telaio di cerchiatura e che riguardano il mancato soddisfacimento delle verifiche di resistenza e deformabilità per l’intervento di apertura vano. Potrai inoltre scaricare gratuitamente Wally, l’app per il calcolo dell’intervento di apertura vano in una parete portante in muratura. Buona lettura!

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Scarica l’app Wally (xls di Microsoft Excel) per il calcolo dell’intervento di apertura vano

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Telaio di cerchiatura: quando è necessario per l’intervento di apertura vano

La messa in opera di un telaio di cerchiatura si rende necessaria per le realizzazione dell’intervento di apertura di un nuovo vano in una parete portante se la diminuzione di rigidezza e resistenza della parete, causata dalla nuova apertura (porta o finestra), assume valori significativi, solitamente oltre il 15% di variazione. In tal caso sarà necessario progettare il telaio di cerchiatura da collocare intorno alla nuova apertura per recuperare la riduzione di rigidezza e resistenza della parete. Il telaio di cerchiatura potrà essere realizzato in acciaio o calcestruzzo armato.

Per approfondire l’argomento relativo all’analisi dell’intervento di apertura vano e al calcolo del telaio di cerchiatura ti suggerisco questi due articoli del blog:

• Apertura vano in muratura portante: progetto e calcolo dell’intervento [NTC2018 e C.M.2019] +xls di Excel
• Cerchiatura: come calcolarla per l’intervento di apertura vano in una parete in muratura [+file xls di Excel]

Telaio di cerchiatura in acciaio: un problema frequente in fase di progettazione

Un telaio di cerchiatura in acciaio solitamente è composto da profili standard (HEA, HEB, IPE etc.) dimensionati in modo tale da far rientrare la variazione di rigidezza e resistenza dell’intera parete entro parametri ammissibili. Molti progettisti strutturali preferiscono utilizzare un telaio di cerchiatura in acciaio per la maggiore semplicità di montaggio e messa in opera e per la maggiore facilità che ne deriva nell’assicurare il contrasto con la muratura esistente, in particolar modo fra architrave e fascia di piano.

In fase di progetto però il telaio di cerchiatura in acciaio può generare problemi nel soddisfare entrambe le verifiche di rigidezza e resistenza richieste dalla Normativa Tecnica. Ho avuto riscontro diretto di tale problema in quanto, molto spesso, gli iscritti del blog che utilizzano l’app Wally mi inviano la seguente richiesta di assistenza:

<<Sto progettando il telaio di cerchiatura in acciaio. Se scelgo i profili in modo da rientrare nella variazione ammissibile di rigidezza, ottengo un eccessivo incremento della resistenza a taglio della parete. Se invece progetto il telaio in modo da rientrare nella variazione ammissibile di resistenza a taglio, non ottengo un incremento sufficiente di rigidezza. Mi sembra un problema senza soluzione. Come posso risolverlo?>>

Questo problema si verifica perché i profili standard in acciaio hanno determinate caratteristiche di rigidezza flessionale e resistenza flessionale. Questi due parametri (rigidezza e resistenza) non sono modificabili singolarmente. Mi spiego meglio: se aumento la dimensione del profilo in acciaio, aumenterà la rigidezza flessionale e di pari passo aumenterà anche la resistenza flessionale. In questi casi, optare per un telaio in calcestruzzo armato potrebbe risolvere il problema.

Telaio di cerchiatura in calcestruzzo armato: flessibilità di calibrazione

Per una sezione rettangolare in calcestruzzo armato è possibile calibrare separatamente la rigidezza flessionale e la resistenza flessionale. Per variare la rigidezza flessionale si agirà sulle dimensioni della sezione (base e altezza), per variare la resistenza flessionale si agirà sui quantitativi di armatura superiore ed inferiore presenti. Si tratta di un margine di libertà non da poco che il progettista strutturale potrà sfruttare a proprio favore.

Ovviamente aumentando le dimensioni della sezione aumenterà anche la resistenza flessionale, ma si potrà poi variare la sola armatura per riportare la resistenza flessionale al valore di cui si ha bisogno.

Pertanto, nel progettare il telaio di cerchiatura in calcestruzzo armato, potrò scegliere la base e l’altezza della sezione dei montanti e dell’architrave in modo da soddisfare il limite ammissibile sulla variazione di rigidezza. In secondo luogo potrò progettare i quantitativi di armatura in modo da rientrare nella variazione ammissibile di resistenza. Ovviamente i quantitativi di armatura dovranno rispettare i limiti di armatura prescritti dalle NTC2018. Tale controllo viene eseguito automaticamente nell’app Wally.

Calcestruzzo armato o acciaio? Un criterio di scelta consigliato

Come hai potuto vedere, la scelta della tecnologia costruttiva del telaio di cerchiatura per l’intervento di apertura vano in una parete portante non può essere presa a priori, ma andrà studiata per ogni singolo caso. Il mio consiglio è quello di ipotizzare inizialmente un telaio in acciaio, in quanto semplifica la messa in opera in cantiere. Se il telaio in acciaio non ci consente di soddisfare entrambi i limiti ammissibili sulla variazione di rigidezza e di resistenza, allora conviene optare per il calcestruzzo armato, in quanto ci assicura maggiore libertà nella progettazione dei parametri di resistenza e rigidezza.

Intervento di apertura vano: 7 consigli utili per soddisfare le verifiche di resistenza e deformabilità

Una scelta ponderata della tecnologia costruttiva da utilizzare per realizzare il telaio di cerchiatura talvolta non è sufficiente per soddisfare tutte le verifiche dell’intervento di apertura vano. Per questo motivo nel seguito dell’articolo voglio condividere con te sette consigli che potrebbero tornarti utili nel calcolo dell’intervento di apertura vano in una parete in muratura portante, consentendoti di raggiungere rapidamente una soluzione progettuale rapida.

Sono i consigli che spesso do agli utenti di Wally premium che mi contattano via mail per ricevere assistenza, in caso di verifica dell’intervento non soddisfatta. Spero possano essere utili anche a te! Vediamoli di seguito:

1. tecnologia costruttiva del telaio di cerchiatura: il primo consiglio riprende il tema di quest’articolo. Solitamente il telaio di cerchiatura viene progettato con profili in acciaio. L’acciaio rende senz’altro più agevole la messa in opera e il montaggio del telaio. In alcuni casi però un telaio in calcestruzzo armato consente di calibrare meglio la rigidezza e la resistenza, consentendo di variare questi due parametri in maniera indipendente, agendo sulle dimensioni delle sezioni e sui quantitativi di armatura;
2. collocazione del telaio di cerchiatura in un’apertura diversa dalla nuova apertura: dove sta scritto che il telaio di cerchiatura debba essere collocato per forza a coronamento della nuova apertura? In alcuni casi può essere conveniente mettere in opera un semplice architrave sulla nuova apertura e collocare il telaio di cerchiatura in una differente apertura esistente nella parete oggetto di intervento. Tale soluzione può risultare vantaggiosa se, ad esempio, l’altezza della nuova apertura è molto accentuata. In tal caso collocare il telaio in un’apertura esistente di altezza ridotta può renderlo più rigido;
3. collocazione di due o più telai di cerchiatura nelle aperture delle pareti: se il recupero di rigidezza e resistenza che si ottiene mettendo in opera il telaio di cerchiatura nella nuova apertura non risulta sufficiente, si può tentare di collocarne un secondo o addirittura un terzo nelle restanti aperture presenti nella parete;
4. intervento con intonaco armato: la messa in opera di intonaco armato sulle facce della parete oggetto di intervento è senz’altro un’alternativa valida al telaio di cerchiatura. L’intonaco armato è in grado di incrementare fino al 50% i parametri di resistenza e deformabilità della muratura. Inoltre tale intervento, se necessario, può essere realizzato insieme con un telaio di cerchiatura;
5. ipotesi su metodo di calcolo dell’altezza dei setti murari: anche la scelta dell’altezza dei setti murari da utilizzare nel calcolo influisce sull’esito della verifica. L’altezza dei setti murari entra in gioco nel calcolo della rigidezza traslante. Ipotizzare setti tozzi (ipotesi di fasce di piano rigide) o snelli (setti a tutt’altezza) o una via intermedia (Metodo Dolce), può influire sull’esito della variazione ammissibile di rigidezza;
6. ipotesi su vincolo alla base del telaio di cerchiatura: altro parametro sui cui si può agire per regolare l’incremento di rigidezza e resistenza apportato dal telaio di cerchiatura è il vincolo da creare alla base del telaio. Passando da incastro a cerniera alla base dei montanti del telaio, l’incremento di rigidezza sarà molto meno marcato. L’ipotesi di cerniera alla base del telaio deve essere comunque adottata con cautela in quanto il dettaglio costruttivo della connessione alla base dei montanti dovrà essere realizzato in modo da consentire le rotazioni alla base;
7. ipotesi sulla rigidezza delle fasce di piano: la rigidezza delle fasce di piano influisce sulla rotazione alla testa dei maschi murari. Per fasce di piano deformabili i setti murari sono modellati come aste verticali con incastro alla base e rotazione libera in testa (schema a mensola). Per fasce di piano rigide, alla testa dei maschi murari ci sarà un doppio pendolo ad asse verticale, pertanto rotazioni impedite, ma traslazione consentita. Tale ipotesi influisce sulla rigidezza complessiva della parete oggetto di intervento.

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Scarica Wally: l’app per il calcolo dell’intervento di apertura vano in una parete portante

Wally è l’app per il calcolo dell’intervento di apertura vano in una parete portante implementata in Microsoft Excel. Puoi scaricare la versione gratuita dell’app compilando i campi qui sotto. Riceverai all’istante una mail contenente il link per eseguire il download.

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Conclusioni

Come hai potuto vedere, la scelta della tecnologia costruttiva del telaio di cerchiatura va eseguita con criterio, in quanto una scelta ponderata potrebbe consentirci di raggiungere una soluzione progettuale fattibile con meno tentativi.

Spero che i contenuti di quest’articolo sulla scelta della tecnologia costruttiva da adottare per la realizzazione del telaio di cerchiatura e i 7 consigli proposti per risolvere eventuali verifiche non soddisfatte possano esserti d’aiuto nella pratica professionale.

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Al prossimo post.

Marco

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Codice articolo: 232