Necessaria premessa è l’analisi dei pertinenti contenuti nelle Norme Tecniche.

Il paragrafo 7.2.6 delle NTC 2018 relativo ai criteri generali di modellazione della struttura in caso di analisi sismica precisa che “a meno di specifiche valutazioni e purché le aperture presenti non ne riducano significativamente la rigidezza, gli orizzontamenti piani possono essere considerati infinitamente rigidi nel loro piano medio a condizione che siano realizzati in calcestruzzo armato, oppure in latero-cemento con soletta in calcestruzzo armato di almeno 40 mm di spessore, o in struttura mista con soletta in calcestruzzo armato di almeno 50 mm di spessore collegata agli elementi strutturali in acciaio o in legno da connettori a taglio opportunamente dimensionati.”

Non è però necessario prevedere una soletta in c.a. per poter considerare un orizzontamento in legno come rigido nel suo piano. Per quanto riguarda le strutture in legno infatti le NTC 2018, al paragrafo 7.7.4, specificano che nel modello strutturale gli impalcati “possono essere assunti come rigidi, senza necessità di ulteriori verifiche, se:

• per gli impalcati sono rispettate le disposizioni costruttive date nel successivo § 7.7.5.3 o, in alternativa e se pertinente, nel § 7.7.7.2;
• eventuali aperture presenti non influenzano** significativamente la rigidezza globale di lastra nel proprio piano***”.

Il paragrafo 7.7.5.3 riporta le disposizioni costruttive per gli impalcati da adottarsi in aggiunta rispetto a quanto indicato nei paragrafi dedicati al calcolo delle strutture in legno soggette a carichi non sismici:

Per quanto riguarda gli impalcati, si applica in generale quanto previsto al § 4.4, con le variazioni seguenti:

• eventuali fattori di incremento della capacità portante dei mezzi di unione ai bordi dei rivestimenti strutturali non devono essere utilizzati; nel caso di bordi discontinui dei pannelli non si deve incrementare l’interasse dei chiodi lungo i bordi medesimi;”

Nel paragrafo 4.4 delle NTC 2018, purtroppo, non vengono date indicazioni specifiche per il dimensionamento dei diaframmi di piano e questo può generare una certa confusione. Il paragrafo 7.7.5.3 deve quindi essere letto facendo riferimento al paragrafo 9.2.3 di Eurocodice 5 (UNI EN 1995-1-1).

L’Eurocodice 5, al punto 9.2.3.1 (2), indica che, per i diaframmi assemblati a partire da fogli di materiale a base legno fissati con mezzi di unione meccanici ad un telaio di legno, “la capacità portante dei mezzi di unione in corrispondenza dei bordi può essere aumentata di un coefficiente 1,2 rispetto ai valori forniti nella sezione” della medesima norma che tratta il calcolo delle resistenze dei collegamenti. Tale incremento della resistenza dei collegamenti è consentito in ragione del fatto che, essendo presenti nel diaframma un gran numero di connettori soggetti al medesimo carico, la probabilità che si raggiunga in tutti il valore di resistenza caratteristica è bassa; è quindi data la possibilità di utilizzare il valor medio della resistenza, assunto pari a 1,2 volte il valore caratteristico. Nel calcolo in condizioni sismiche le NTC 2018 non consentono tale aumento della resistenza delle connessioni utilizzate per collegare gli elementi di rivestimento alla struttura portante.

Al punto 9.2.3.2 (4) l’Eurocodice 5 indica che “nel caso in cui i fogli siano sfalsati, le spaziature di chiodi lungo i bordi discontinui del pannello possono essere aumentate di un coefficiente 1,5 (…) senza riduzione della capacità portante”. Anche in questo caso le NTC 2018 non consentono tale aumento per il calcolo in condizioni sismiche.

Il paragrafo 7.7.5.3 procede come di seguito riportato.

• "la distribuzione delle forze di taglio negli impalcati deve essere valutata tenendo conto della disposizione effettiva, in pianta, degli elementi di controvento verticali;
• i vincoli nel piano orizzontale tra impalcato e pareti portanti verticali devono essere di tipo bilatero.

Tutti i bordi dei rivestimenti strutturali devono essere collegati agli elementi del telaio: i rivestimenti strutturali che non terminano su elementi del telaio devono essere sostenuti e collegati da appositi elementi di bloccaggio taglio-resistenti.

Dispositivi con funzione analoga devono essere inoltre disposti nei diaframmi orizzontali posti al di sopra di elementi verticali di controvento (ad esempio le pareti).

La continuità delle travi deve essere assicurata, specialmente in corrispondenza delle zone di impalcato che risultano perturbate dalla presenza di aperture”.

Si tratta di indicazioni volte a incrementare l’efficacia del controventamento di piano offerto dal solaio, ed in particolare del collegamento a taglio dei bordi dei pannelli, dove è previsto l’inserimento di appositi elementi di fissaggio, e del collegamento tra il diaframma di piano e gli elementi portanti sottostanti.

Il paragrafo 7.7.5.3 prevede inoltre che:

“Quando gli impalcati sono considerati, ai fini dell’analisi strutturale, come rigidi nel loro piano, in corrispondenza delle zone nelle quali si attua il trasferimento delle forze orizzontali agli elementi verticali (per esempio le pareti di controvento) si deve assicurare il mantenimento della direzione di tessitura delle travi di impalcato.”

L’obiettivo della norma è ancora una volta quello di garantire un’efficace trasmissione delle azioni orizzontali tra impalcato e pareti di controvento: tale obiettivo si raggiunge tramite la progettazione di un dettaglio costruttivo in grado di assicurare tale trasferimento di forze.

Ulteriori disposizioni sono fornite al paragrafo 7.7.7.2:

“In assenza di elementi di controvento trasversali intermedi lungo la trave, il rapporto altezza/spessore per una trave a sezione rettangolare deve rispettare la condizione h/b ≤ 4. In siti caratterizzati da un valore ag S ≥ 0,2 g, particolare attenzione deve essere posta alla spaziatura degli elementi di fissaggio in zone di discontinuità.”

La norma sottolinea la necessità di evitare, in assenza di elementi di bloccaggio intermedi, travi troppo snelle e, in presenza di zone ad elevata sismicità, di adottare una spaziatura minore dei connettori nelle aree di discontinuità.

La Circolare chiarisce ulteriormente tali aspetti e fornisce indicazioni aggiuntive per i diaframmi diversi da quelli assemblati a partire da fogli di materiale a base legno fissati con mezzi di unione meccanici ad un telaio di legno (trattati, come detto, al punto 9.2.3.1 (2) dell’Eurocodice 5), quali gli impalcati a cassone o in X-lam. Il paragrafo C7.7.4 prevede che:

"Gli impalcati (solai, orizzontamenti, coperture, ecc.), ai fini dell’analisi strutturale, devono essere dotati di opportuna rigidezza e resistenza nel piano e devono altresì essere collegati in maniera efficace agli elementi verticali che li sostengono. La capacità di esplicare la funzione di diaframma deve essere opportunamente verificata, tenendo conto delle modalità di realizzazione, dei materiali impiegati e delle caratteristiche dei mezzi di unione.

Possono essere considerati rigidi nel proprio piano:

• gli impalcati lignei realizzati mediante travi ed elementi di rivestimento (pannelli, tavolato, tavoloni, ecc.) per i quali il trasferimento delle azioni orizzontali sia affidato al rivestimento, che rispettino tutte le disposizioni competenti riportate al punto 7.7.5.3 delle NTC e al punto C7.7.5.3;
• gli impalcati lignei realizzati mediante elementi prefabbricati (ad esempio cassoni, pannelli di tavole incollate incrociate, ecc.) che rispettino tutte le disposizioni pertinenti al punto C7.7.5.3.”

Il paragrafo C7.7.5.3 fornisce utili indicazioni al fine della comprensione del relativo paragrafo delle Norme Tecniche:

“Negli impalcati (solai, orizzontamenti, coperture, ecc.), realizzati mediante travi ed elementi di rivestimento (pannelli, tavolato, tavoloni, ecc.), gli elementi di rivestimento dovranno essere collegati meccanicamente o mediante incollaggio alle travi del solaio e ad elementi trasversali opportunamente inseriti (elementi di bloccaggio taglio resistenti o a un secondo strato di elementi di rivestimento).

Nei solai, specialmente in corrispondenza delle aperture, è necessario che le travi garantiscano la continuità nel trasferimento delle azioni orizzontali, eventualmente mediante elementi di collegamento specificamente progettati e verificati.

In corrispondenza delle zone nelle quali si attua il trasferimento delle forze orizzontali alle pareti di controvento il mantenimento della tessitura delle travi può essere evitato purché il dettaglio costruttivo adottato garantisca la trasmissione delle azioni orizzontali tra impalcato e pareti di controvento.”

La Circolare chiarisce che il collegamento degli elementi di rivestimento può avvenire su appositi elementi di bloccaggio taglio resistenti o anche su un secondo strato di elementi di rivestimento e che per “continuità delle travi” in corrispondenza delle zone di solaio vicine alle aperture si intende che queste siano in grado di garantire una continuità nel trasferimento delle azioni orizzontali, anche mediante specifici elementi di collegamento.

Il paragrafo C7.7.5.3 prosegue con indicazioni in merito ai solai a cassone o in X-lam:

“Negli impalcati (solai, orizzontamenti, coperture, ecc.), realizzati mediante elementi prefabbricati (ad esempio cassoni, pannelli di tavole incrociate incollate) valgono le seguenti prescrizioni:

• il collegamento reciproco tra gli elementi deve essere progettato e realizzato in modo da assicurare il trasferimento delle forze sismiche di piano;
• i vincoli tra gli elementi di solaio e i sistemi resistenti a sviluppo verticale devono essere di tipo bilatero”.

Va sottolineato che la verifica della resistenza dell’impalcato nel piano e il rispetto delle disposizioni costruttive sopra riportate, vanno comunque sempre adottate, indipendentemente dal fatto che nell’analisi il solaio sia modellato come rigido o meno nei confronti delle azioni orizzontali.