Rinforzo con catene / tiranti in acciaio delle murature

Funzionamento, usi, corretta progettazione e posizione, voci di capitolato e prezzi delle catene e tiranti antisismici in acciaio.

Vediamo tutti gli aspetti che riguardano questa tecnica di rinforzo degli edifici in muratura.

Cosa sono?

Le catene e i tiranti costituiscono una tecnica di rinforzo strutturale di edifici in muratura largamente diffusa da sempre.

Si tratta di un sistema costituito da due componenti base:

- i capichiave: elementi di contrasto in acciaio avente varie forme (generalmente, a paletto o a piastra);

- la catena: elemento di collegamento tra i due capichiave, che una volta messa in tiro (tesatura), produce il "contrasto" richiesto tra le pareti murarie collegate. Di solito, la forma della sezione è circolare o rettangolare. 

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Funzione

Le catene possono essere utilizzate per:

1. ottenere un comportamento scatolare o monolitico della struttura, contro le azioni laterali causate dal vento e dal sisma;

2. impedire il ribaltamento dei pannelli murari non efficacemente ammorsati;

3. contrastare le spinte indotte da particolari schemi strutturali. Spinte indotte da:

- elementi voltati (archi, volte e cupole);

- coperture costituite da elementi spingenti (travi inclinate e capriate).

4. Inoltre, le catene vengono utilizzare in assenza di cordoli perimetrali e per contrastare i cedimenti differenziali delle fondazioni (migliorando il comportamento scatolare e limitando gli spostamenti relativi di differenti parti strutturali). 

Si tratta di un sistema efficace, dalla facile messa in opera, dalla minima invasività ma per certi aspetti "incerto".

Progettazione e posizione dei tiranti

La catena deve essere dimensionata:

-in base alla resistenza a trazione richiesta;

- in base alla lunghezza del tirante stesso, in maniera tale da assicurare un’adeguata rigidezza;

- garantendo una pre-tensione valutata su:

• entità del tiro in esercizio;

• cadute di tensione nel tempo;

• resistenza locale a compressione del muro di contrasto al capochiave.

Nel caso di edifici in muratura pluri-piano, le catene devono essere posizionate in corrispondenza e all'intradosso dei solai.

Converrebbe posare due catene gemelle (catene binate) nonostante,  considerata la forma e le dimensioni dei capichiave, si tratti di un sistema più costoso e antiestetico.

L'orientamento dei capichiave dipende dalle reazioni offerte dalle strutture sulle quali svolge l'azione. Sicuramente da escludere la posizione orizzontale o verticale dei paletti.

Al fine di garantire ad una catena posizionata in prossimità di un muro trasversale il miglior contrasto bisogna disporre il paletto a circa 45° rispetto alla verticale con il braccio superiore rivolto verso il muro.

Mentre, nel caso dell'arco, la risultante della spinta laterale esercitata, di solito, è a 1/3 della freccia dell'arco stesso. Ne segue che, la posizione più efficace della catena risulta a 1/3 della freccia dell'arco stesso. Tuttavia, se l’arco non fosse il punto debole ma lo fossero i piedritti, sarebbe opportuno disporre i tiranti al piano di imposta in modo da limitare la spinta sui pilastrini stessi.

Intervento locale

Secondo la circolare 7 del 2019 C8.4.1, ricadono nella categoria gli interventi che non alterano significativamente il comportamento globale della costruzione:

"Il ripristino o rinforzo dei collegamenti esistenti tra i singoli componenti o tra parti di essi o la realizzazione di nuovi collegamenti (ad esempio tra pareti murarie, tra pareti e travi o solai, anche attraverso l’introduzione di catene/tiranti, chiodature tra elementi lignei di una copertura o di un solaio, tra componenti prefabbricati) ricadono in questa categoria."

La fornitura e posa in opera delle catene è detraibile tramite il Supersismabonus. Mentre, per potersi detrarre le spese tramite Sismabonus ordinario, occorre che tali interventi, uniti ad ulteriori opere di miglioramento / adeguamento sismico, comportino l'incremento di almeno una classe sismica dell'edificio.

Procedura di posa

Vediamo le fasi di posa:

- formazione di fori passanti attraverso le pareti;

- nel caso di murature ammalorate o poco consistenti occorrono delle iniezione di preconsolidamento;

- inserimento dei tiranti;

- iniezione in pressione per creare il bulbo di ancoraggio;

- posa in opera della piastra di ancoraggio e contrasto;

- tesatura della catena:

Messa in tensione della catena

Per mettere in tensione le catene, l'allungamento ΔL richiesto può essere ricavato sia a caldo che a freddo.

Partiamo dal primo caso. Dopo aver forzato le zeppe di contrasto con i capichiave, viene riscaldato un tratto centrale con una fiaccola a benzina fino a che non si allentano le zeppe e si raggiunge l'allungamento richiesto. Dopodiché, bisogna forzare di nuovo le zeppe così che la catena sviluppi la sua azione progressivamente con il raffreddamento.

Mentre, per poter realizzare l'allungamento a freddo è necessario che le catene siano filettattate e che il capochiave sia forato. Il tiraggio avviene stringendo il dado sull'estremo filettato della catena. L'allungamento di progetto da raggiungere viene misurato col decimetro.

In alternativa al dado di testa, il tiraggio può avvenire tramite un manicotto intermedio. Quest'ultimo sistema permette la posa di un tirante costituito da due pezzi, comodo qualora la catene fosse lunga.

Voce di capitolato e prezzi

Prezzi aggiornati al 2023

Nuove catene

1. Perforazione di piccolo diametro (fino a 35 mm) in muratura di qualsiasi tipo, eseguita con trapano o fioretto a rotazione / roto-percussione veloce, di lunghezza fino a 100 cm e successiva pulitura ad aria compressa del foro. Prezzo al metro: 85.20

2. Fornitura e posa in opera di catene in acciaio di diametro non inferiore a 20 mm, complete di filettatura all'estremità, pezzi speciali, bulloneria, secondo i dettagli costruttivi forniti dalla D.L., compresi l’eventuale guaina di protezione dei tiranti stessi, il tensionamento secondo indicazione della D.L., la sigillatura, la riparazione delle parti smosse, la ripresa degli intonaci, l'applicazione di due mani di vernice antiruggine sulle parti metalliche rimaste in vista ed ogni onere e modalità di esecuzione, escluse le piastre e la realizzazione degli attraversamenti delle murature. Prezzo al kg: 13

3. Fornitura e posa in opera di piastre di ancoraggio del tipo a vista per tiranti a trefolo o catene, su nicchie già predisposte, compresa zincatura o trattamento anticorrosivo. Prezzo al kg: 10

4. Fornitura e posa in opera di paletto capochiave per l’ancoraggio di catene costituito da profilati in acciaio, compresi il taglio, le lavorazioni, le saldature, la zincatura o l'applicazione di due mani di vernice antiruggine e quanto altro occorre per dare il lavoro finito a regola d’arte in opera secondo le indicazioni della D.L.  Prezzo al kg: 15

Catene esistenti

Ritesatura di tirante metallico esistente, con chiave dinamometrica o B02026 rinzeppatura del paletto capochiave, per raggiungere una tensione pari a 10 MPa sulla sezione del tirante, previa verifica della muratura e del capochiave catene esistenti. Cadauno: 200 €

Spero che l'articolo ti sia stato utile, a presto, Vincenzo.