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Calastrelli

Calastrelli ed angolari per il rinforzo dei pilastri

Tempo di lettura stimato: 4 minuti

Verifica, dimensionamento e caratteristiche dei calastrelli per il miglioramento sismico delle strutture esistenti in cemento armato

L’incamiciatura metallica di pilastri in c.a. mediante angolari e calastrelli (steel jacketing) è una tecnica efficace, adottata per migliorare la capacità resistente e deformativa degli edifici esistenti. Scopri come calcolare e verificare l’efficacia di questo intervento migliorativo, utilizzando un software per l’adeguamento e il miglioramento sismico degli edifici in c.a.

Cosa sono i calastrelli

Tra le tecniche utilizzate per migliorare il comportamento sismico degli edifici esistenti, l’applicazione di sistemi di rinforzo dei pilastri in c.a., come la realizzazione di incamiciature in acciaio tramite angolari e calastrelli è ampiamente diffusa.

Le ragioni della diffusione di questa pratica includono la facilità e la velocità di installazione, oltre alla disponibilità immediata dei materiali necessari, che consentono un intervento tempestivo anche dopo un evento sismico. Tuttavia, va notato che tale approccio comporta costi significativi e lavori piuttosto impattanti. Questo tipo di intervento viene principalmente adottato per aumentare la capacità portante delle colonne in calcestruzzo armato ed aumentare la sua resistenza in caso di sisma.

L’intervento prevede l’applicazione di profili verticali lungo gli angoli della sezione della colonna e il fissaggio attraverso ancoraggi, al fine di garantire un’adeguata aderenza ed interazione tra la struttura di rinforzo e l’elemento preesistente. Successivamente, le piastre in acciaio vengono connesse tra loro lungo la lunghezza della struttura in calcestruzzo armato, ad intervalli definiti, mediante piastre in acciaio denominate appunto, calastrelli.

Sezione | Pilastro con rinforzi in acciaio realizzati con calastrelli ed angolari

Sezione pilastro con rinforzi in acciaio realizzati con calastrelli ed angolari

In pratica, i calastrelli sono profilati in acciaio paralleli tra loro e normali ad uno degli assi dei correnti angolari. La loro funzione è di conferire rigidezza e limitare l’inflessione laterale prodotta dai carichi assiali agenti sulla struttura esistente. Solitamente il rinforzo è eseguito rispetto all’asse debole della sezione del pilastro, che risulta meno resistente in caso di sollecitazioni sismiche. I calastrelli sono posti lungo la normale all’asse z (quella più sollecitata) e fungono da collegamento per i correnti.

L’assenza dei calastrelli provocherebbe, per effetto del carico assiale, un’unica deformazione di tipo sinusoidale, dipendente dal tipo di vincolo del pilastro.

Nell’asta calastrellata, invece, per effetto del carico assiale, il singolo corrente subisce solo delle deformazioni locali di sbandamento laterale, concentrate tra due calastrelli consecutivi e dipendenti dalla rigidezza del rinforzo. In prossimità del calastrello, sul montante si producono due deformazioni uguali e in senso opposto, che determinano sforzi di taglio, sulle rispettive sezioni. Lo sforzo di taglio totale sulle sezioni dei calastrelli, determina un momento che equilibra la coppia degli sforzi di taglio.

incamiciatura pilastri

Struttura in c.a. con pilastri interessati da interventi di incamiciatura con EdiLus-EE

Caratteristiche e raccomandazioni progettuali

Durante la progettazione e l’installazione dell’incamiciatura dei pilastri, è fondamentale assicurarsi che ci sia una perfetta connessione tra acciaio e calcestruzzo affinché l’intervento risulti efficace: questo può richiedere l’uso di ancoraggi aggiuntivi (come appositi tasselli) o l’ausilio di malte cementizie a ritiro compensato, per migliorare l’aderenza tra le superfici o basarsi solo sull’attrito tra i due materiali. È importante notare che gli ancoraggi, specialmente nelle zone più sollecitate dai movimenti sismici, possono danneggiare il calcestruzzo.

In generale, per la progettazione di un rinforzo con calastrelli ed angolari, occorre seguire le seguenti raccomandazioni:

  • prevedere un calastrello per ciascuna estremità delle membratura;
  • prevedere calastrelli nei punti intermedi della membratura, dove sono applicati carichi o dove sono previsti ritegni laterali;
  • dividere l’intera lunghezza della membratura in almeno 3 campi tra i punti considerati vincolati lateralmente nel piano dei calastrelli e possibilmente dimensionati uniformemente per tutta la lunghezza della membratura;
  • posizionare i calastrelli di ciascun piano in modo opposto a quelli dell’altro piano (se si progettano calastrelli posti su più piani);
  • quando la rigidezza a taglio è valutata trascurando la flessibilità dei calastrelli, si raccomanda che la larghezza di un calastrello di estremità lungo la membratura non sia inferiore alla distanza fra i baricentri dei correnti e la larghezza di un calastrello intermedio non sia minore di 5 volte la distanza fra i baricentri dei correnti.
calastrelli per il rinforzo dei pilastri

Calastrelli per il rinforzo dei pilastri | Progetto realizzato con EdiLus-EE

La verifica degli angolari e dei calastrelli va eseguita nel rispetto della normativa vigente ed utilizzando appositi software per l’adeguamento e il miglioramento sismico degli edifici in c.a. con cui è possibile:

  • individuare il livello di conoscenza e di resistenza dei materiali;
  • progettare interventi di miglioramento o adeguamento sismico, applicando rinforzi su elementi esistenti;
  • inserire nuovi elementi strutturali (pilastri, setti, controventi, ecc.);
  • procedere con il calcolo e la verifica completa dell’intero edificio;
  • ottenere tutti gli elaborati progettuali;
  • ottenere la classe di rischio sismico;
  • redigere in automatico la relazione di confronto tra lo stato di fatto e lo stato di progetto con riferimento all’indicatore di rischio.

La carpenteria con la relativa tabella di seguito riportata, dettaglia tutte le caratteristiche e i dati geometrici e dimensionali degli elementi strutturali utilizzati per l’incamiciatura di un pilastro a sezione rettangolare e ad uno a sezione circolare. Le informazioni includono, tra le altre, il tipo di acciaio dei profili, il passo dei calastrelli e degli anelli (per i pilastri circolari), l’altezza, lo spessore dei calastrelli, ecc.

Calastrelli per il rinforzo dei pilastri

Progetto calastrelli con EdiLus-EE

Da un apposito menu, puoi scegliere  il tipo di intervento di miglioramento sismico, tra cui:

  • placcaggio con FRP per flessione;
  • placcaggio con FRP per taglio
  • incamiciatura in c.a.;
  • incamiciatura in acciaio;
  • cerchiatura con FRP;
  • confinamento nodo;
  • rinforzo con betoncino armato su pareti portanti;
  • rinforzo con FRP su pareti portanti;
  • sottofondazioni.

Per approfondire, leggi anche “Tecniche e vantaggi dell’incamiciatura dei pilastri“.

Di seguito ti mostro un video con gli step da seguire per inserire gli elementi di rinforzo in una struttura esistente in c.a. con il software EdiLus-EE.

 

Edilus

 

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