Coperture leggere strallate: qualche considerazione sull’accuratezza delle analisi

In questo documento si presenta una disquisizione riguardante l’accuratezza delle analisi atte al dimensionamento e verifica degli elementi facenti parte le coperture strallate leggere.
Esse, nella loro semplicità, presentano alcuni aspetti da valutare con molta diligenza; tra questi spiccano gli stralli meglio conosciuti come tiranti. Nella prima parte del documento si sottolineano quali siano le problematiche legate alle verifiche dei tiranti, ponendo l’attenzione sulle sollecitazioni a cui sono sottoposti. Nella seconda parte, invece, vengono riportati alcuni aspetti fondamentali per condurre delle analisi corrette e per tener in debita considerazione l’interazione tirante-struttura.

INTRODUZIONE
L’analisi di coperture e, in generale, di strutture strallate è un argomento interessante, che incita l’ingegnere moderno a tuffarsi tra le più disparate analisi strutturali: non-lineari, al passo, dinamiche ecc. Non che questo sia un concetto o una modalità operativa errata, ma in molti casi le valutazioni che vengono proposte sono sempre effettuate su una porzione limitata di struttura. In effetti il progetto e la successiva verifica strutturale, vengono condotte in modo minuzioso e maniacale per la “copertura” o per “l’impalcato” tralasciando, quasi sempre, gli stralli ed i tiranti.
Gli stralli, di fatto, sono gli elementi portanti che ricoprono, all’interno del progetto complessivo, un’importanza non minore (forse maggiore) degli altri componenti facenti parte dell’opera. Purtroppo a tali elementi, spesso e volentieri, non si pone abbastanza attenzione, vuoi per le difficoltà intrinseche, vuoi per il concetto “astratto” di tirante. In questo contributo si pone l’attenzione, invece, proprio sulla struttura portante e di stabilizzazione, ovvero, i tiranti.

PROBLEMATICHE CONNESSE
Nelle strutture civili, soprattutto coperture, gli stralli vengono spesso realizzati attraverso elementi in acciaio lineari quali profili rettangolari, o circolari. Questi sistemi, sebbene possiedono una caratteristica intrinseca di semplicità (sia per il calcolo sia per la realizzazione) possono produrre effetti indesiderati sull’impalcato sottostante. Infatti, è chiaro che per strutture di una certa complessità, lo strallo (chiamato in genere tirante) risulta composto da profili in acciaio, i quali, potrebbero essere caratterizzati da una dimensione tale che gli effetti prodotti dall’azione del vento non possono essere trascurati. È evidente, quindi, che nel modello numerico il ricorso ad elementi tipo truss non è più consono

Per fare un esempio, ipotizziamo che per una copertura strallata, sia necessario inserire un cavo D12 spiroidale inox 1x19 fili con carico di rottura pari a circa 106 kN e peso proprio pari a circa 0,71 kg/m. Per ottenere lo stesso carico a rottura, si deve impiegare un profilo CHS 193,7x8 con area pari a 46,7 mm2 ed un peso proprio pari a circa 36,6 kg/m; indubbiamente le due soluzioni producono diversi tipi di risposta, sia in termini di stabilità sia in termini di resistenza. Di seguito vengono analizzati tali aspetti.

STABILITÀ NEL PIANO
La stabilità locale del sistema strallato non è un problema da sottovalutare. Per le strutture leggere, quali tensostrutture e certe tipologie di ponti, il peso proprio della struttura di copertura risulta essere suscettibile a sollevamento da parte dell’azione del vento; questo aspetto provoca differenti risposte strutturali a seconda siano stati impiegati cavi oppure profili.



Con l’ausilio delle immagini sopra riportate, investighiamo il comportamento dei tiranti nelle varie configurazioni.

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