Tecniche e vantaggi dell’incamiciatura dei pilastri

Come rinforzare le strutture in c.a.? L’incamiciatura dei pilastri è sicuramente l’intervento più usato per l’efficacia e i costi contenuti

Nell’ambito dell’ingegneria civile e dell’architettura, il rafforzamento strutturale rappresenta un aspetto fondamentale per garantire la sicurezza e la durabilità delle costruzioni. Tra le varie tecniche utilizzate, l’incamiciatura dei pilastri si distingue per la sua efficacia nel migliorare la capacità portante e la resistenza sismica dei pilastri esistenti. La sua realizzazione è subordinata ad un attento studio delle condizioni di fatto della struttura e al calcolo e alle verifiche del nuovo intervento, secondo le disposizione delle normative tecniche vigenti in materia in merito agli edifici esistenti. Per non commettere errori di progettazione, è sempre opportuno utilizzare un software specializzato per l’adeguamento e il miglioramento sismico di edifici in c.a.

Cos’è l’incamiciatura dei pilastri

L’incamiciatura dei pilastri, o jacketing in inglese, è un intervento di rinforzo strutturale che prevede l’applicazione di uno strato aggiuntivo di materiale intorno ai pilastri esistenti per aumentarne la resistenza o migliorarne le prestazioni. Questo può essere necessario per una serie di motivi, tra cui l’aumento del carico che il pilastro deve sopportare per adattarsi a nuove esigenze di utilizzo, la correzione di difetti strutturali o per migliorare la resistenza sismica dell’edificio.

I materiali utilizzati per l’incamiciatura possono variare a seconda delle esigenze specifiche del progetto, ma possono includere calcestruzzo, acciaio, fibre composite rinforzate con polimeri (FRP), o una combinazione di questi materiali. L’obiettivo principale è quello di fornire un rinforzo che migliori le caratteristiche strutturali del pilastro senza comprometterne la stabilità o la funzionalità.

È moderatamente invasivo, abbastanza rapido nella sua realizzazione, relativamente poco costoso e consente di ottenere miglioramenti radicali in termini di sicurezza. In particolare consente di aumentare:

  • la capacità portante, secondo il cosiddetto fenomeno di “confinamento” del calcestruzzo. Sia la presenza del nuovo calcestruzzo (di caratteristiche migliori rispetto a quello esistente) che dell’acciaio garantisce una pressione laterale che si oppone alla dilatazione che avviene in risposta ai carichi assiali;
  • la resistenza a flessione e taglio, si può optare anche per interventi “selettivi”. Se il rinforzo mira ad aumentare solo la resistenza alla flessione, le barre longitudinali in acciaio dovrebbero essere ancorate anche negli elementi strutturali adiacenti, aggiungendo anche armature di connessione trasversale tra la camicia stessa e le travi esistenti. Al contrario, per aumentare solo la resistenza al taglio l’incamiciatura non dovrebbe essere ancorata, lasciando un giunto con il solaio di circa 1 cm (sia per il calcestruzzo che per l’armatura);
  • la capacità di deformazione, ovvero la capacità di rispondere alle sollecitazione mediante deformazione non strutturale (essenziale per assorbire energia).

L’incamiciatura dei pilastri è una tecnica tradizionale e definitiva, avendo dimostrato nel corso dei decenni tutta la sua efficienza.

Trova applicazione in una vasta gamma di scenari, dal restauro di edifici storici alla correzione di difetti strutturali, dalla risposta a carichi aggiuntivi alla mitigazione dei rischi sismici. In contesti in cui la demolizione e la ricostruzione sono impraticabili, non convenienti o non sostenibili, l’incamiciatura offre una soluzione efficace per migliorare le prestazioni strutturali senza compromettere l’integrità dell’edificio.

I materiali impiegati nell’incamiciatura del pilastro dipendono dalle specifiche esigenze del progetto e dalle condizioni della struttura esistente. Il calcestruzzo armato rappresenta una scelta comune per la sua versatilità e resistenza, mentre l’acciaio e i materiali compositi rinforzati con fibre offrono soluzioni alternative in termini di leggerezza e facilità di installazione. I metodi di applicazione variano dal getto tradizionale alla prefabbricazione, consentendo una personalizzazione in base alle necessità strutturali e progettuali.

Progetto incamiciatura pilastri

L’unico vero difetto dell’incamiciatura in c.a. consiste nell’aumento delle “masse”, ovvero della larghezza dei pilastri stessi, che potrebbero togliere metratura calpestabile. Questo svantaggio, però, potrebbe essere superato optando per incamiciature realizzate con fibre rinforzate, intervento meno comune rispetto all’incamiciatura in cemento e staffe d’acciaio ma altrettanto efficiente, soprattutto per migliorare la resistenza a trazione, senza aggiungere ulteriori carichi e masse sulla struttura esistente.

Le fasi di realizzazione dell’incamiciatura in acciaio

Il processo per realizzare l’incamiciatura dei pilastri può variare leggermente a seconda delle specifiche del progetto e dei materiali utilizzati. Il modo in cui si realizza l’intervento può fare la differenza sulla sua effettiva riuscita.

I passaggi base, da seguire a regola d’arte per l’incamiciatura dei pilastri sono:

  • valutazione strutturale: prima di iniziare l’intervento, è necessario condurre una valutazione approfondita della struttura esistente, incluso prove e indagini sui materiali e definire il grado di conoscenza dell’edificio. Questo aiuterà a identificare le condizioni strutturali attuali, eventuali difetti o danni esistenti, e determinare i requisiti di rinforzo necessari;
  • progettazione dell’incamiciatura: basandosi sui risultati della valutazione strutturale, si determina il tipo di materiale da utilizzare, lo spessore dell’incamiciatura e altri dettagli tecnici. La progettazione dovrebbe anche prendere in considerazione le normative locali e gli standard di sicurezza;
  • puntellamento dei pilastri interessati: accorgimento di carattere preventivo capace di preservare la struttura dell’elemento durante le attività;
  • verifica dello stato di conservazione del calcestruzzo del pilastro su cui intervenire e possibile demolizione delle porzioni di cemento ammalorate;
  • in caso di lesioni profonde, si procede con iniezioni di malta;
  • raddrizzamento delle barre longitudinali, in caso di deformazione;
  • preparazione del piano di posa mediante pulizia della superficie e umidificazione;
  • posa in opera di barre e staffe aggiuntive in acciaio;
  • applicazione del calcestruzzo: questo può includere getto, applicazione manuale o uso di forme prefabbricate, a seconda del metodo scelto e delle dimensioni del pilastro;
  • rimozione delle puntellature.

Occorre ricordare che nelle strutture esistenti la conoscenza della struttura e dei materiali utilizzati è molto importante. Definire il livello di conoscenza ed i conseguenti fattori di confidenza, a partire dalle prove e dalle ispezioni eseguite, permette infatti di individuare le resistenze medie dei materiali da usare nelle verifiche.

Tutto questo processo è supportato e automatizzato grazie all’utilizzo di un software specializzato per l’adeguamento e il miglioramento sismico di edifici in c.a. che ti supporta anche in fase di verifica e confronto tra lo stato di fatto e lo stato di progetto con riferimento all’indicatore di rischio.

Quando è necessario il rinforzo strutturale dei pilastri?

Di base, il rinforzo strutturale dei pilastri mediante incamiciatura è sempre utile, soprattutto in casi in cui si riscontrano danni alle strutture esistenti, sottodimensionamento dei pilatri, impiego di materiali scadenti o degradatisi nel tempo. Tuttavia, persistono anche casi che ricoprono un carattere di urgenza.

Ecco le diverse casistiche in cui si ricorre più di frequente all’incamiciatura dei pilastri:

  • incremento di carico: se un edificio subisce una modifica della sua destinazione d’uso o una riconversione che comporta un aumento del carico strutturale sui pilastri, potrebbe essere necessario rinforzarli per garantire che possano sopportare i nuovi carichi in sicurezza;
  • deterioramento strutturale: nel corso del tempo, i pilastri possono subire deterioramento a causa di fattori come corrosione, danni da incendio, attacchi chimici, erosione o azioni sismiche. In questi casi, è essenziale intervenire con interventi di rinforzo per ripristinare l’integrità strutturale e garantire la sicurezza dell’edificio;
  • aggiornamento normativo: le normative e i regolamenti edilizi possono essere soggetti a modifiche nel tempo, con l’introduzione di nuovi standard di sicurezza e resistenza sismica. In risposta a tali aggiornamenti normativi, potrebbe essere necessario rinforzare i pilastri esistenti per garantire la conformità agli standard attuali;
  • ristrutturazione, ampliamento e sopraelevazione: durante lavori di ristrutturazione o ampliamento di un edificio esistente, potrebbe essere necessario rinforzare i pilastri per adattarli alle nuove esigenze di progettazione e per garantire la stabilità dell’intera struttura durante e dopo i lavori di costruzione;
  • prevenzione del  collasso: in situazioni in cui vi è il rischio imminente di cedimento strutturale a causa di danni o debolezze significative nei pilastri, il rinforzo strutturale può essere impiegato come misura preventiva per prevenire il collasso dell’edificio e proteggere la sicurezza del pubblico;
  • miglioramento del valore economico dell’edificio: a prescindere dalle reali necessità, procedere con l’incamiciatura dei pilastri significa migliorare le garanzie di sicurezza dell’immobile e di conseguenza il suo valore economico. Un dettaglio importante, se la prospettiva è la vendita di immobile, magari a distanza di qualche anno.

In generale, il rinforzo strutturale dei pilastri è necessario quando vi è una compromissione della capacità portante o della stabilità dei pilastri stessi, che potrebbe mettere a rischio la sicurezza dell’edificio o delle persone che lo abitano o lo frequentano. La valutazione accurata delle condizioni strutturali e l’adozione di misure appropriate sono fondamentali per garantire la durabilità e la sicurezza delle costruzioni nel tempo.

Ci sono, invece, altri casi in cui è possibile intervenire sul miglioramento della resistenza dei pilastri con tecniche meno invasive:

  • ripristino della camicia esterna: piuttosto che procedere con l’applicazione di una nuova camicia, si può intervenire sul ripristino di quella esistente. Lo scopo è “pulire” gli elementi metallici, rinforzarli con materiali a rapido rilascio, contenere le eventuali deformazioni;
  • applicazione di lamine in FRP: spesso basta la posa di materiali sottilissimi e poco invasivi come le fibre composite rinforzate a matrice polimerica (FRP) per aumentare la resistenza di un pilastro. Questi interventi generano un effetto simile a quello che si otterrebbe con l’aumento dell’armatura;
  • applicazione di calce idraulica modificata: anche la calce idraulica, se opportunamente integrata con pozzolane naturali, può garantire una maggiore resistenza ai pilastri.

 

 

 

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Pubblicato da Redazione Tecnica

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