Facciate continue: aspetti di statica e progettazione strutturale

Facciate continue: aspetti di statica e progettazione strutturale

Come indicato dalle definizioni fornite dalla normativa, la facciata continua non collabora al supporto dei carichi dell’edificio; in tal senso, essa grava completamente su di esso ed è quindi fondamentale studiare in quale modo questo risponda alle sollecitazioni imposte, sia dall’esterno (vento, sisma, ecc.), sia dalla facciata stessa.

La denominazione “leggeri” che in molti casi viene attribuita ai sistemi di facciata può risultare approssimativa, ma è finalizzata a distinguerli rispetto ai tradizionali sistemi di pareti perimetrali portanti.

Una facciata continua nel corso del proprio ciclo di vita utile è soggetta a una serie di azioni prevedibili generate da vari agenti:

  • peso proprio: comprende tutti gli elementi che compongono la facciata (reticolo strutturale, elementi di tamponamento, guarnizioni e sigillature, elementi di collegamento e fissaggio, accessori, ecc.);
  • vento: può provocare zone di pressione e depressione, sia distribuite che localizzate, e fenomeni torsionali;
  • movimentazione: azioni derivate dall’apertura e chiusura di parte degli elementi costituenti la facciata;
  • variazioni termiche: gli effetti dovuti alle variazioni di temperatura devono essere assorbiti mediante opportuni sistemi di aggancio/giunzione che permettano i movimenti relativi degli elementi.

A tali azioni prevedibili possono sommarsi altre sollecitazioni non usuali ma comunque prevedibili in fase di progetto (atti vandalici, effrazioni e azioni di intrusione, operazioni di manutenzione, pulizia e sostituzione di elementi, supporto di elementi estranei alla facciata quali insegne, ecc.), oltre a sollecitazioni non prevedibili ma i cui effetti possono essere deleteri per la resistenza statica della facciata, quali le azioni sismiche.

Non esistendo nel panorama italiano ed europeo una norma specifica per il calcolo statico delle facciate continue, si deve fare riferimento alle  Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) 20181 e agli Eurocodici , in particolare alla UNI EN 1991-1-1:20042 e alla UNI EN 1999-1-1:20143.

Il progetto statico di una facciata prevede una serie di passaggi, tra loro interdipendenti, finalizzati a definirne le caratteristiche di resistenza meccanica:

  • acquisizione dei dati di progetto;
  • analisi dei carichi;
  • definizione dello schema statico;
  • definizione delle condizioni di carico;
  • analisi strutturale;
  • analisi sezionale;
  • verifica degli ancoraggi;
  • statica locale.
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Facciate continue: i dati di progetto e l’analisi dei carichi

La fase di acquisizione dei dati di progetto è fondamentale in quanto permette di capire le specifiche condizioni ambientali dove verrà costruito l’edificio e di conseguenza la facciata. Tra i dati da acquisire in questa fase si individuano quelli sulla località, sull’edificio e sulla sua struttura portante, sulla facciata continua adottata e sui materiali; in questo caso sono importanti i dati riguardanti ad esempio la tipologia (a montanti e traversi, a cellule, ecc.), i sistemi di fissaggio, i materiali adottati (alluminio, acciaio, ecc.) gli elementi di tamponamento (vetro, pannelli ciechi, ecc.).

Secondo quanto definito dalle NTC 2018, in fase di progettazione si devono considerare i carichi permanenti, definiti come “i carichi presenti sulla costruzione durante il suo normale esercizio, quali quelli relativi a tamponature esterne, divisori interni, massetti, isolamenti, pavimenti e rivestimenti del piano di calpestio, intonaci, controsoffitti, impianti ed altro”. Le NTC 2018 definiscono, inoltre, le azioni permanenti come “azioni che agiscono durante tutta la vita nominale di progetto della costruzione, la cui variazione di intensità nel tempo è molto lenta e di modesta entità”.

Inoltre, nell’analisi dei carichi vanno considerati il peso proprio degli elementi strutturali di facciata (montanti, traversi, ecc.), degli elementi di tamponamento, delle vetrazioni, degli accessori, ecc., i carichi dovuti all’azione di vento e neve, i carichi di esercizio e le variazioni termiche.

Nell’analisi dei carichi, infine, vanno considerate anche le azioni eccezionali, definite dalle NTC 2018 come “quelle che si presentano in occasione di eventi quali incendi, esplosioni ed urti, e il carico dovuto al sisma”; in quest’ultimo caso, le NTC 2018 forniscono i criteri per gli elementi strutturali secondari e gli elementi costruttivi non strutturali: per quanto riguarda i primi, “nell’analisi della risposta sismica, la rigidezza e la resistenza alle azioni orizzontali di tali elementi possono essere trascurate. Tali elementi sono progettati per resistere ai soli carichi verticali e per seguire gli spostamenti della struttura senza perdere capacità portante”; con elementi costruttivi non strutturali, invece, “s’intendono quelli con rigidezza, resistenza e massa tali da influenzare in maniera significativa la risposta strutturale e quelli che, pur non influenzando la risposta strutturale, sono ugualmente significativi ai fini della sicurezza e/o dell’incolumità delle persone”.

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Facciate continue: definizione dello schema statico e analisi strutturale

La definizione dello schema statico è finalizzata alla messa a punto della configurazione strutturale della facciata il più possibile vicina al comportamento reale; attraverso l’analisi strutturale, inoltre, si definiscono le caratteristiche dimensionali degli elementi strutturali costituenti la facciata.

Le ultime fasi della progettazione strutturale di una facciata continua comprendono la verifica degli ancoraggi – la cui funzione è trasmettere i carichi alla struttura portante dell’edificio – generalmente soggetti a forze verticali e orizzontali e a momenti generati dall’eccentricità rispetto alla struttura dell’edificio. Infine, vanno considerati tutti quegli elementi, in primis i componenti vetrati, che pur non avendo funzione statica nel comportamento della facciata, possono essere soggetti a distacchi e costituire quindi un potenziale pericolo.

Il testo è tratto dal volume “L’involucro architettonico contemporaneo” di Massimo Rossetti, edito da Maggioli Editore.

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