Aggregati edilizi: come procedere con l’analisi strutturale?

Torniamo a parlare d aggregati edilizi. Dopo aver analizzato gli aspetti che riguardano la sicurezza sismica con particolare attenzione alle vulnerabilità, analizziamo in questo articolo, estratto dal volume Apertura varchi su murature portanti  di Santino Ferretti, edito da Maggioli Editore, il concetto di unità strutturale e quali considerazioni è necessario fare nell’approccio all’analisi strutturale di un aggregato.  

Inoltre, ricordiamo che il tema è stato oggetto di una discussa analisi sull’applicazione del Super Sismabonus > ne abbiamo parlato meglio qui <

Spesso, come capita nei centri storici, i fabbricati sono tutti contigui ed anzi hanno compenetrazioni e sovrapposizioni dovute a edificazioni e trasformazioni avvenute nel tempo o anche a passaggi di proprietà di singole porzioni. In questi casi, in linea teorica,  dovremmo considerare l’intera struttura, che significa, a volte, l’intero paese o borgo.

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Ovviamente, una cosa del genere sarebbe inaccettabile, perché considerando la struttura nella sua contiguità, per ogni intervento dovrebbero essere coinvolti tutti i proprietari delle abitazioni. Inoltre va anche detto che se abbiamo un aggregato esteso, gli effetti su una porzione di esso, per cause agenti su una porzione distante, sono trascurabili tanto più quanto più esse sono lontane tra loro.

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Il concetto di unità strutturale

In tali casi la norma introduce il concetto di unità strutturale (US), ossia individua una porzione di aggregato, che ha continuità da cielo a terra, per quanto riguarda il flusso dei carichi verticali e, di norma, sarà delimitata o da spazi aperti, o da giunti strutturali, o da edifici contigui strutturalmente ma, almeno tipologicamente, diversi.

In tali casi vanno considerate le azioni che le unità adiacenti e continue applicano alla US in esame, come spinte di archi, azioni orizzontali dovute a piani dei solai sfalsati, differenze di altezza o di allineamenti delle facciate.

Una unità strutturale sicuramente risente delle unità adiacenti, tuttavia, in via semplificativa, può essere considerata una costruzione isolata, trascurando quindi gli effetti delle costruzioni contigue. In tal caso la modellazione, secondo i criteri relativi agli edifici isolati, genera delle evidenti approssimazioni, pertanto l’analisi strutturale verrà chiamata di tipo convenzionale, per cui la determinazione della capacità sismica globale dell’US può essere eseguita attraverso metodologie semplificate.

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Come procedere con l’analisi strutturale?

Qualora i solai dell’edificio siano di rigidezza trascurabile si può procedere all’analisi delle singole pareti dell’US, ciascuna analizzata singolarmente come struttura indipendente, soggetta ai carichi verticali ed all’azione orizzontale del sisma nella direzione parallela alla parete.

Nel caso in cui la parete oggetto di verifica abbia continuità con quella di una US adiacente è necessario stimare se l’azione sismica da prendere in considerazione non debba essere incrementata rispetto a quella derivante dalle sole masse dell’US in esame.

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Nel caso di solai infinitamente rigidi o di rigidezza significativa, la verifica agli stati limite ultimi o di esercizio di una US in aggregato può essere svolta, anche per edifici con più di due piani, mediante l’analisi statica non lineare analizzando e verificando separatamente ciascun interpiano dell’edificio e trascurando la variazione della forza assiale nei maschi murari dovuta all’effetto dell’azione sismica.

Con l’esclusione di unità strutturali d’angolo o di testata, così come di parti di edificio non vincolate o non aderenti su più lati alle US contigue (es. piani superiori di un edificio di maggiore altezza rispetto alle US adiacenti), l’analisi può anche essere svolta trascurando gli effetti torsionali, ipotizzando che i solai, infinitamente rigidi, possano unicamente traslare nella direzione considerata dell’azione sismica.

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Foto:iStock.com/Adam Smigielski