Pareti in cemento armato: progetto sismo-resistente e verifica a flessione

Un elemento strutturale si definisce parete se il rapporto tra le dimensioni della sezione trasversale, lunghezza l_w e larghezza b_w, risulta essere maggiore di 4, l_w/b_w > 4.

Detta h_w l’altezza totale della parete, misurata a partire dalla base, si definiscono:

• pareti snelle se risulta h_w/l_w>2
• pareti tozze se risulta h_w/l_w<2

In fase di progettazione sismo-resistente di pareti in cemento armato, nell’ipotesi di progettazione dissipativa, si deve tener conto la che zona di dissipazione (detta zona critica) sia localizzata alla base della parete.

Il comportamento della parete, sollecitata da azioni orizzontali, può schematizzarsi come quella di una mensola a tutt’altezza incastrata alla base; il grado di vincolo esercitato delle travi di piano è infatti poco rilevante rispetto alla configurazione a telaio.

Di conseguenza, la zona maggiormente sollecitata da momento è proprio quella in corrispondenza dell’incastro dove si suppone la formazione di un’unica cerniera plastica. Rispetto ai telai, dove il grado di iperstaticità è tale da prevedere un numero maggiore di zone dissipative, la parete ha un comportamento più sbilanciato nei confronti della resistenza rispetto alla duttilità.

Tutti i dettagli costruttivi e gli accorgimenti di calcolo, dettati dalle NTC, sono volti ad assicurare che la zona critica sia sufficientemente duttile da dissipare energia.

L’altezza della zona dissipativa h_r può essere valutata come:

   

purchè risulti:

essendo h_sl’altezza interpiano ed n il numero di piani.

Verifica a flessione

I momenti flettenti sono quelli derivanti dal calcolo. Se la parete è snella il diagramma del momento sollecitante va traslato verso l’alto di una quantità pari ad h_r; in tal modo si considera che nella zona critica il momento sia costante e pari, generalmente, al suo valore massimo.

Le NTC2018, prescrivono che nel caso in cui il fattore di comportamento sia maggiore di 2 si deve tener conto dell’azione assiale dinamica pari a +/- 50% dello sforzo normale relativo ai carichi gravitazionali in combinazione sismica.

Inoltre, al fine di garantire un comportamento duttile, la domanda a compressione non deve superare il 35% (CD“A”) o il 40% (CD“B”) della massima capacità della sola sezione in calcestruzzo. Il controllo avviene sul parametro ν:

   

Nella sezione trasversale, in corrispondenza della zona critica, si individuano due zone confinate, maggiormente sollecitate a flessione. In tali zone è necessario assicurare il confinamento del calcestruzzo, attraverso l’inserimento delle staffe in modo tale da aumentarne la deformazione ultima e di conseguenza la duttilità. È come se si individuassero dei pilastri all’interno della parete di dimensioni pari a b_o e l_c, per i quali le armature longitudinali e trasversali devono rispettare tutte le prescrizioni previste dalle NTC per le zone dissipative dei pilastri; b_o si assume proprio pari alla larghezza della parete b_w diminuita dello spessore del copriferro, mentre per l_c dovrebbe essere pari all’estensione della zona nella quale la deformazione del calcestruzzo supera il valore del 0.35%. In ogni caso deve risultare che la lunghezza della zona confinata sia pari almeno al 20% della lunghezza in pianta della parete e comunque non inferiore a 1,5 volte il suo spessore.

   

In particolare, la percentuale geometrica ρ di armatura longitudinale (rapporto tra area dell’armatura longitudinale e area della sezione del “pilastro”), deve rispettare i seguenti limiti:

   

Inoltre il passo delle staffe di diametro maggiore di 6mm non deve essere superiore al minore tra i seguenti valori:

• 1/3 e 1/2 del lato minore della sezione trasversale, rispettivamente del CD“A” e CD“B”;
• 12,5 e 17,5 cm rispettivamente per CD“A” e CD“B”;
• 6 e 8 volte il diametro delle barre longitudinali che collegano rispettivamente per CD“A” e CD“B”.

Ulteriori dettagli costruttivi previsti dalla Normativa prevedono che nelle zone non dissipative, in pianta e in altezza, è necessario che la percentuale geometrica di armatura ρ orizzontale e verticale sia almeno pari almeno a 0.2% e, poiché valgono le regole di progettazione dei pilastri riportate all’interno Capitolo 4, non deve superare il valore del 4%

Riassumendo, i dettagli costruttivi prevedono per tutta la parete che il rapporto di armatura ρ sia compreso tra 0.2% e 4%; nelle zone critiche, di dimensioni in pianta pari a l_c x b_o e altezza pari ad h_r, la percentuale di armatura longitudinale deve essere compresa tra 1% e 4% e in più, tali zone devono essere confinate attraverso staffe disposte con un passo minimo come illustrato in precedenza.

Tutte queste accortezze in IperSpace BIM devono essere specificate all’interno del criterio di verifica per muri, abilitando il check “Verifica come parete”. L’utente deve specificare:

• Il rapporto minimo di armatura orizzontale rispetto all’area della sola sezione in calcestruzzo (nella zona non critica):
• Il rapporto minimo e massimo di armatura verticale rispetto all’area del calcestruzzo sia in zona critica che nella restante parte della parete;
• Il coefficiente moltiplico per ottenere la larghezza della zona critica a partire dalla larghezza totale della parte (L_conf/L_sez).

Il massimo valore della percentuale di armatura, sia in classe A che in classe B.

Le armature di dettaglio, volte a garantire duttilità, devono essere specificate all’interno dei parametri disposizione ferri nell’ambiente Carpenteria.

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