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    Perché le porzioni di parate a telaio leggero contenenti aperture di porta o finestra non possono essere considerate come elementi controventanti?

    La Circolare Esplicativa al par. C4.4.11 ricorda che nelle strutture con pannelli di parete a telaio leggero è necessario escludere dal calcolo della capacità controventante il contributo della porzione di parete contenente un’apertura di porta o finestra. Qual è la ratio di questa indicazione?

    Risposta a cura di Mauro Andreolli, TimberTech

    Pubblicato il 03/01/2020

    La Circolare Esplicativa fa riferimento alle strutture a pareti lignee intelaiate, nelle quali le pareti hanno sia la funzione di assorbire i carichi verticali, sia quella di controventamento. Nelle Norme Tecniche per le Costruzioni (DM 17.01.18) non vengono fornite indicazioni specifiche a riguardo; si afferma che “qualora gli elementi di parete svolgano anche funzioni di controventamento nel loro piano (diaframma per pareti), la capacità di esplicare tale funzione con un comportamento a mensola verticale deve essere opportunamente verificata, tenendo conto delle modalità di realizzazione e delle caratteristiche dei mezzi di unione.

    Per determinare la resistenza nel piano di una parete intelaiata si deve far riferimento alla procedura di calcolo denominata Metodo A, descritta al par. 9.2.4 dell’Eurocodice 5 (UNI EN 1995-1-1). Al punto (6) di tale paragrafo “si raccomanda che i pannelli contenenti un’apertura di porta o finestra non siano considerati come in grado di contribuire alla capacità portante di piastra”. Ai fini della trasmissione delle azioni orizzontali i pannelli contenenti un’apertura di porta o finestra dovranno pertanto essere considerati come delle bielle, non in grado di trasmettere azione tagliante. Per questo motivo è quindi necessario introdurre delle connessioni a trazione prima e dopo ogni pannello contenente aperture. A tal proposito al punto (10) si specifica che “le forze esterne che si generano nei pannelli contenenti aperture di porta o finestra (…) possono essere trasmesse alla costruzione soprastante o sottostante”.

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    Parete contenente un pannello con un’apertura di finestra (modificata da UNI EN 1995-1-1)

    La Circolare Esplicativa prosegue sottolineando che “tutti i bordi dei rivestimenti strutturali devono essere collegati agli elementi del telaio: i rivestimenti che non terminano su elementi del telaio (ad esempio fogli di rivestimento giuntati in altezza) devono essere sostenuti e collegati da appositi elementi di bloccaggio taglio-resistenti.” Ciò deriva dal fatto che l'ipotesi alla base della procedura di calcolo dell’Eurocodice 5 è che i fogli di rivestimento siano chiodati lungo tutti i bordi, così da garantire la trasmissione del flusso di taglio in accordo con la figura riportata sotto. Se questo non accade allora il modello di calcolo non è più applicabile.

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    Azioni agenti sul telaio e il foglio di rivestimento di una parete intelaiata (modificata da UNI EN 1995-1-1)

    Nella pratica progettuale si presenta comunemente il caso in cui le pareti hanno i pannelli di rivestimento interrotti in altezza: questo accade quando l’altezza della parete è maggiore dell’altezza standard dei pannelli. In queste condizioni è dunque necessario prevedere l’inserimento di un traverso intermedio su cui sia possibile chiodare il bordo dei pannelli consentendo così il trasferimento degli sforzi di taglio.

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    Azioni agenti nel caso di parete intelaiata con il foglio di rivestimento interrotto in altezza e giuntato su un traverso intermedio

    Qualora tale elemento di bloccaggio taglio-resistente non fosse previsto allora ci si troverebbe in una situazione simile alla numero (4) della figura riportata sotto (tratta da Kallsner et al., 2009), in cui gli unici bordi collegati al telaio sono quelli verticali: si noti che la resistenza, nel caso di studio citato, è circa la metà rispetto al caso di fogli di rivestimento chiodati su tutti i bordi. Un discorso analogo può essere fatto per la rigidezza.

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    Capacità portante di pareti intelaiate leggere per azioni orizzontali al variare del tipo di chiodatura (modificata da Kallsner et al.)

    La Circolare ricorda inoltre che “la valutazione della rigidezza della parete dovrà tener conto della cedevolezza di tali connessioni” (connessioni dovute al giunto chiodato in corrispondenza del traverso intermedio).

    Si ricordi che lo spostamento elastico orizzontale di una parete intelaiata soggetta ad un carico orizzontale è dato principalmente dalla somma dei contributi evidenziati nella figura seguente.

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    Componenti di deformazione di una parete intelaiata soggetta ad un carico orizzontale: deformazione dovuta alle connessioni pannello-telaio, rotazione rigida per effetto della deformabilità delle connessioni a trazione, traslazione rigida per effetto della deformabilità delle connessioni a taglio, deformazione a taglio del pannello (modificata da Casagrande et al., 2016)

    E’ facile comprendere che qualora sia presente un pannello interrotto in altezza, collegato ad un traverso intermedio mediante chiodatura, la rigidezza della parete sarebbe ridotta a seguito della deformabilità aggiuntiva dovuta alla giunzione in corrispondenza del traverso.

    Riferimenti bibliografici: UNI EN 1995-1-1: Eurocodice 5 – Progettazione delle strutture di legno – Parte 1-1: Regole generali – Regole comuni per gli edifici B. Källsner, U. Girhammar, Analysis of fully anchored light-frame timber shear walls-elastic model, Materials and Structures 42, 2009 D. Casagrande, S. Rossi, T. Sartori, R. Tomasi - Proposal of an analytical procedure and a simplified numerical model for elastic response of single-storey timber shear-walls, Construction and Building Materials 102, 2016