Dopo aver analizzato le modalità di verifica degli elementi non strutturali e le teorie alla base dell’analisi del comportamento delle tamponature, di seguito è riportato un esempio applicativo effettuato con IperSpace BIM.
Affinché le tamponature assumano la funzione di elementi non strutturali la cui influenza sulla risposta globale è limitata ad un aumento di massa, è necessario rispettare alcuni requisiti che tengano conto delle eventuali irregolarità in pianta e in altezza determinate dalla presenza delle tamponature che condizionerebbero notevolmente la rigidezza strutturale dell’intera struttura.
Se le tamponature non sono correttamente distribuite, si inducono aumenti di sollecitazioni e deformazioni con conseguenti fenomeni di danneggiamento che possono interessare l’intera struttura portante. Alcuni esempi possono essere:
- tamponature che non si estendono per tutta l’altezza del piano, formando colonne corte;
- pilastri con tamponature solo da un lato e liberi dagli altri;
- tamponature irregolari in altezza, disposte in tutti i piani ad eccezione del piano terra.
In IperSpace BIM, tutte le proprietà di calcolo e verifica delle tamponature devono essere definite all’interno della finestra associata agli stessi.
Di seguito sono indicati i parametri che l’utente deve definire per procedere alla verifica delle tamponature.
| fcdb | Valore della resistenza di progetto a compressione del laterizio |
| fyd | Valore della resistenza a trazione dell’acciaio, qualora all’interno della tamponatura siano presenti barre di acciaio |
| Copriferro | Valore del copriferro relativo alle barre di armatura |
| Vincolato in testa | Tipologia di vincolo. Se è abilitato lo schema di calcolo è quello di trave su due appoggia, altrimenti di trave a mensola |
| Riduzione carico per vincolo laterale | Tiene conto che nella realtà la tamponatura è comunque vincolato lateralmente ai pilastri. In genere si assume un valore compreso tra 0.7 e 0.8; |
| qa | Valore del fattore di comportamento |
| Ricalcolo in automatico | Se abilitato, il software calcola in automatico il periodo proprio di vibrazione della tamponatura |
| Modello ta | Modello di calcolo per la valutazione del periodo proprio della tamponatura, a scelta tra schema di trave (vincolata in base alle scelte dell’utente) o piastra appoggiata su quattro lati. |
| ta | Periodo di vibrazione. Da inserire solo se il comando precedente non è stato abilitato |
| Quota della fondazione | Valore della quota della fondazione per il calcolo dell’altezza dell’edificio e della quota di applicazione della forza sismica sulla tamponatura |
| Norma | La norma da utilizzare per la determinazione dell’accelerazione sismica. EC8 fa riferimento a quanto riportato al 8 al paragrafo §4.3.5.2 dell’Eurocodice 8, mentre se si sceglie NTC2018 la procedura implementata è quella riportata nella Circolare Applicativa – formula [C7.2.11] |
| Usa quota utente | Permette di definire arbitrariamente il valore della quota della tamponatura |
Si riporta di seguito un esempio applicativo, relativo ad un edificio residenziale di nuova costruzione, realizzato con un sistema di travi e pilastri in calcestruzzo armato, situato nel comune di Napoli e caratterizzato da un’altezza complessiva, misurata dallo spiccato di fondazione pari a 19.80 metri, escludendo il torrino scala che si eleva fino a quota 23.1 metri.
Si esegue la verifica della tamponatura evidenziata nell’immagine seguente in riferimento allo SLV.
Le principali caratteristiche della struttura, del sito di realizzazione e della tamponatura oggetto di verifica sono riportate di seguito.
- Accelerazione al suolo allo SLV: ag =0.167
- Coefficiente di amplificazione topografica: Ss=1.2
- Coefficiente di amplificazione topografica: St=1
- Periodo di vibrazione struttura in direzione X: T1x=0.72 s
- Periodo di vibrazione struttura in direzione Y: T1y=0.84 s
- Altezza tamponatura: L=2.7 m
- Larghezza tamponatura b= 5.65 m
- Spessore tamponatura: t=0.30 m
- Modulo elastico tamponatura E=50000 Kg/cm2= 5 ∙109 N/m2
- Peso specifico tamponatura γ=800 kg/m3= 8000 N/m3 à ρ=800 kg/m3
- Resistenza di progetto fd=25 kg/cm2=2.5 MPa
Avendo schematizzato la tamponatura come vincolata in testa, il modello di riferimento è quello di trave appoggiata, per cui il periodo proprio vale:
Per la determinazione dell’accelerazione sismica di competenza alla tamponatura, si utilizza la formulazione riportata all’interno della Circolare Applicativa alle NTC2018. Considerando che la verifica in esame è nei confronti della stabilità fuori del piano e tenendo conto della configurazione strutturale, il periodo di riferimento T1 (periodo principale della struttura) è quello relativo alla direzione X. Essendo T1=0.72 s < 1.0 risulta a=0.3 e ap=4.0 (vedi tabella seguente).
E poiché Ta=0.021s < a∙T1=0.216 s, per la determinazione dell’accelerazione sismica di piano si considera la prima delle tre relazioni proposte dalla normativa.
Considerando che la tamponatura in esame è localizzata in corrispondenza del primo piano, la quota z del baricentro vale:3.30+2.70/2=4.65 m
A partire dal valore dell’accelerazione sismica si calcola la forza sismica, considerando un fattore di comportamento qa pari a 2.
A cui corrisponde un carico distribuito lungo l’altezza pari a:
Avendo schematizzato il tamponamento come una trave su due appoggi, il massimo momento flettente che si attinge in mezzeria del pannello vale:
Si procede al calcolo del momento resistente.
Si tratta di effettuare la verifica di una sezione presso-inflesse, in cui lo sforzo normale agente è dato la peso della tamponatura stessa. Effettuando la verifica nella sezione di mezzeria, il peso da considerare è quello relativo a metà altezza:
A cui si associa una tensione normale media:
Il momento resistente della tamponatura vale:
Con un coefficiente di sicurezza pari a:
Si riportano di seguito i risultati ottenuti con IperSpace BIM. La tabella è quella generata direttamente dal software. È da osservare che per i tamponamenti i risultati sono riportati per metro di lunghezza; pertanto, al fine di effettuare un confronto con quanto calcolato manualmente è necessario moltiplicare tutti i risultati per 5.65 m.
