Nocera Terinese (CZ)
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TETTO SPINGENTE, perchè e quando.
Questo articolo semi ragionato (in Italia la ragione ed il giusto è sempre opinabile!) cerca di chiarire il concetto di tetto spingente. La necessità di tale lavoro è motivata da giustizia “tecnica” ed ha il fine di acquietare le coscenze dei maestri del passato a cominciare da Leonardo, a finire ai più recenti illustri professori universitari che si sono affaticati a scrivere trattati di scienze delle costruzioni e tecnica delle costruzione (vari Belluzzi, Pozzati, Giangreco, ecc), tale che non siano cosi turbati o non si rivoltino nella tomba (..per chi non c'è più!) al primo convegno che parli di tetti e strutture spingenti.
Mi scuso con i più perché ritengo quasi offensiva la trattazione di qualcosa di “scontata” ma la pratica professionale ed i progetti esaminati, aggiunti ai convegni “sentiti”, rendono doveroso questo lavoro, per coscienza!
Ora a parte questa giustizia prettamente tecnica che ad ognuno può o meno interessare (almeno in Italia!) ci sarebbe anche un risvolto pratico che in modo constante ed evidente si manifesta appena la terra fa il suo mestiere, come ha sempre fatto da milioni di anni, ossia si muove! Per chi cerca di disconoscere tali problematiche l’unico modo di essere sicuro di dire il vero è un accordo a tempo indeterminato con il sistema delle masse tettoniche e varie discontinuità che "pare" si chiamano faglie, fratture, linee di rottura … giù di li.
Questo sistema ha lo stramaledetto vizio di non stare fermo e sembra che se pur varie leggi hanno per molto tempo affermato che tutto sta fermo, niente! Quando meno te l’ho aspetti si nuove… e patapum! Le case vengono giù, ma non per colpa di chi le ha fatte e di chi le ha volute fare in quel particolar modo, no! Perché questa benedetta Terra (suolo) non sta ferma! Che poi dico io se mossa per milioni di anni potrebbe pure stancarsi che gli costa? Cosi tutti quelli che volutamente o no, per ignoranza o colpevole e lucrosa condivisione con delle teorie fatte ad hoc per superare le problematiche costruttive, non farebbero danni, e purtroppo spesso anche morti (e questo penso che in Italia dovrebbe essere preso un po’ più seriamente! Anche se spesso ho i miei dubbi….).
Dal mio piccolo pensiero e “grande ignoranza” credo che sarà difficile ottenere questa proroga infinita all’immobilità del suolo cosi come continuerà a piovere, continueranno gli eventi sismici per cui rassegnatevi meglio costruire bene che “non prevenire” il sempre accaduto!
Questa premessa semiseria per affermare con la più totale certezza che le case, abitazioni, edifici in generale civili ed industriali non cadono per il sisma ma perché non sono stati costruiti con le “regole” che i nostri padri “tecnici”, alias “mastri” ossia maestri, ci avevano insegnato.
Rilevando che non si tratta di osservare delle norme ma di rispettare la natura, le elementari ed ormai corroborate nonché secolari norme del buon costruire, alias “regola d’arte”!
Questo può essere affermato con documentazione e testimonianza diretta di decine di sopralluoghi fatti nel post sisma, compilando decine di schede e parlando con decine, centinaia di persone che si sono ritrovate in condizioni di forti disaggi (economici e sociali!) a causa del “ non preoccuparti! vi dico che non si muove” oppure la fantomatica “ho sempre fatto cosi”.
Da tecnico del 2014 ovviamente sarebbe un lusso parlare di “regola d’arte” per cui mi limito alle espressioni di normativa ed elementari schemi di tecnica delle costruzioni.
Normativa tetti spingenti e tipologie strutturali
Riportiamo le dizioni della normativa in essere DM 14/01/2008
NORME IN ZONA SIMICA
7.2.1
CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE (…NOTARE TUTTE LE STRUTTURE!)
Le costruzioni devono essere dotate di sistemi strutturali che garantiscano rigidezza e resistenza nei confronti delle due componenti ortogonali orizzontali delle azioni sismiche. La componente
verticale deve essere considerata solo in presenza di elementi pressoché orizzontali con luce superiore a 20 m, elementi precompressi (con l’esclusione dei solai di luce inferiore a 8 m), elementi a mensola di luce superiore a 4 m, strutture di tipo spingente, pilastri in falso, edifici con piani sospesi, ponti, costruzioni con isolamento nei casi specificati in § 7.10.5.3.2 e purché il sito nel quale la costruzione sorge non ricada in zona 3 o 4. Nei casi precisati in § 3.2.5.1 si deve inoltre
tenere conto della variabilità spaziale del moto sismico. Si deve tenere infine conto degli effetti torsionali che si accompagnano all’azione sismica. A tal fine gli orizzontamenti, ove presenti, devono essere dotati di rigidezza e resistenza tali da metterli in grado di trasmettere le forze scambiate tra i diversi sistemi resistenti a sviluppo verticale.
7.8 Costruzioni di Muratura - 7.8.1 Regole Generali
7.8.1.4 Criteri Di Progetto E Requisiti Geometrici
Le piante delle costruzioni debbono essere quanto più possibile compatte e simmetriche rispetto ai
due assi ortogonali. Le pareti strutturali, al lordo delle aperture, debbono avere continuità in elevazione fino alla fondazione, evitando pareti in falso. Le strutture costituenti orizzontamenti e coperture non devono essere spingenti. Eventuali spinte orizzontali, valutate tenendo in conto l’azione sismica, devono essere assorbite per mezzo di idonei elementi strutturali.
I solai devono assolvere funzione di ripartizione delle azioni orizzontali tra le pareti strutturali, pertanto devono essere ben collegati ai muri e garantire un adeguato funzionamento a diaframma.
Questi due articoli centrano la problematica e dicono principiamene una cosa che spesso è la prima ad essere confusa.
- Le coperture (strutture orizzontali) spingenti SONO ammesse in generale ma se ciò è vero (ossia siamo in presenza di una strutta spingente) ne deve essere calcolata la componente sismica verticale.
- Nel paragrafo (e solo nel paragrafo) dove sono normate le STRUTTURE MURARIE esiste la dizione “Le strutture costituenti orizzontamenti e coperture non devono essere spingenti”
Tradotto in modo semplice, ci dice che in tutte le strutture in c.a., acciaio, legno sono ammessi i tetti o coperture o strutture spingenti ma nel calcolo ne vanno valutate le spinte verticali e quindi progettati gli elementi a tal fine (punto!).
Questo concetto molto semplice viene spesso interpretato (anche in convegni e “para” Lectio Magistralis “per addetti e non ai lavori”) come i tetti spingenti per definizioni non sono ammessi, macroscopico errore! Chiedete a costui “maestro” dove viene detto ciò!
Se passiamo al secondo punto, ossia in riferimento alla tipologia costruttiva MURATURE, allora la norma è perentoria “NON SONO AMMESSE STRUTTURE SPINGENTI” e se ci sono, vedi varie norme di edifici esistenti in situazioni di adeguamento/miglioramento, devono essere eliminate, oppure ridotte.
Ossia punto
8.7.4 CRITERI E TIPI D’INTERVENTO
Per tutte le tipologie di costruzioni esistenti gli interventi di consolidamento vanno applicati, per quanto possibile, in modo regolare ed uniforme. L’esecuzione di interventi su porzioni limitate dell’edificio va opportunamente valutata e giustificata, considerando la variazione nella distribuzione delle rigidezze e delle resistenze e la conseguente eventuale interazione con le parti restanti della struttura. Particolare attenzione deve essere posta alla fase esecutiva degli interventi, in quanto una cattiva esecuzione può peggiorare il comportamento globale delle costruzioni. (concetto importante e che in generale negli ultimi 20 anni si verifica purtroppo molto di frequente!)
……..
Per le strutture in muratura, inoltre, dovranno essere valutati e curati gli aspetti seguenti:
- miglioramento dei collegamenti tra solai e pareti o tra copertura e pareti e fra pareti confluenti in martelli murari ed angolate.
- riduzione ed eliminazione delle spinte non contrastate di coperture, archi e volte;
- rafforzamento delle pareti intorno alle aperture.
Ancora una volta troviamo una puntualizzazione in modo esclusivo per le strutture murarie.
Direi quindi che possiamo (spero!) ritenere consolidato il concetto “le coperture spingenti non sono ammesse nel caso di costruzione in muratura nuova e negli interventi su strutture esistenti, in questo ultimo caso se ci sono vanno eliminati”.
Quando un tetto (struttura) è spingente.
In ambito prettamente tecnico sarebbe una parte della trattazione superflua in quanto chiunque abbia “fatto”, sostenuto, superato un sufficiente esame di scienza delle costruzioni o statica che dir si voglia dovrebbe aver superato tale problematica. Purtroppo cosi non è, senza entrare in discorsi retorici che nulla centrano con l’argomento diremo che se un professionista o tecnico di qualsiasi ordine e grado , oppure un operatore di settore (anche non diplomato o laureato!), che voglia esprimere un qualsivoglia concetto tecnico ad una platea di tecnici, o ritenuta tale, debba conoscere e sapere quello che dice, non per sentito dire, ma per studi e conoscenza tecnica diretta e corroborata da teorie “di affermata letteratura” in caso contrario penso sia meglio imparare o in alternativa a “desistere!”.
Utilizzando un semplice disegno si può chiarire questo concetto in modo semi-professionale
In modo più elementare e pratico possiamo rappresentare gli schemi
Tecnicamente quindi osserviamo che la definizione di tetto NON spingente è “non esistono spinte orizzontali da contrastare” oppure se esistono sono eliminate con opportuni elementi strutturali (tiranti).
Questa spinta può essere grande, piccola, nulla. Il fatto che possa essere piccola non significa che sia nulla! Cosa che ragionevolmente è quasi sempre “azzerata per definizione”
Nella pratica (effetti sismici) e nella teoria il campo intermedio (poco spingenti) è sempre confuso con un ottimista NON spingente. Questo concetto finché le dimensioni e le forze in gioco sono piccole funziona ma dove una delle due (o tutte e due) non sono tali sono “cavoletti” amari.
Tralasciando i due casi ovvi per tutti analizziamo i casi intermedi che suscitano “ilarità” professionale ed “ipocrita superiorità” in molti operatori del settore.
Senza essere smentito diremo che nella configurazione di tetto inclinato l’assenza di spinta laterale per la muratura equivale all’assenza di sforzo normale nell’asta inclinata, o meglio in configurazione di asta bloccata sulla muratura l’esistenza di sforzo normale essendo un sistema a vincoli fissi verrà trasmesso alla muratura che reagirà tramite le due componenti (x,y) ossia verticale ed orizzontali non essendoci presente altro elemento strutturale atto ad assorbire tale sforzo! Quindi senza alcun dubbio se l’asta (trave/arcareccio) è vincolata (anche semplice appoggio con sviluppo dell’attrito muro trave) al muro o murata su di esso il suo sforzo normale proveniente dai carichi è origine di spinta orizzontale sulla muratura ossia il sistema è spingente.
Ciò è dimostrato dalle due semplici configurazioni esaminate. Ad esempio consideriamo il calcolo travi con orientamento colmo –gronda
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 Assenza di vincolo al colmo(trave libera o su trave di colmo)
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Il sistema per non trasferire spinta orizzontale sulle murature è annullare lo sforzo normale ponendo l’asta in orizzontale o quasi, oppure farsì che il vincolo sia un carello perfetto che scivola sulla muratura e quindi non trasferisce taglio ma solo sforzo normale. In questo caso il carico verrà assorbito con deformazione elastica del sistema tetto. Ovviamente la soluzione ovvia in questo caso non viene appicata in quando si deve garantire la fruibilità dell volume sottostante!
In sisntesi, se la disposizione delle travi va da colmo alla gronda senza alcun elemento orizzontale che possa annullare la spinta il tetto E' SICURAMENTE spingente poco o tanto dipenderà dai vincoli, per togliere ogni dubbio si riporta la mappatura delle tensioni nei muri (fuori piano) e gli sforzi normali nelle aste in una della situazione classica definita "dagli improvvisati strutturisti" non spingente ma che in effetti provoca danni in caso di sisma. 
Nel caso di vincolo scorrevole sono da valutare attentamente gli spostamenti in fase di esercizio e la compatibilità degli elementi con l’elasticità della struttura. Quindi vanno curare le analisi in campo sismico e come mantenere una compatibilità nel tempo fra spostamenti del tetto e decori interni.
CASI REALI
Primo caso rilevato personalmente nella campagna di agibilatore Emilia 2012
Edificio in muratura foto frontale
Falda con arcarecci Colmo-Gronda (spingenti vedi immagine analisi)
Stesso tetto zona con travi longitudinali paralleli al colmo (non spingenti) 
Si riportano degli estratti di un lavoro del prof Ceravolo molto eplicativi con relativa foto Post Sisma.
