Chiedo gentile chiarimento sul comportamento strutturale di una copertura formata da capriate lignee.

05.01.2012 | Nr.: 6400

Risposta

La teoria dice che i vincoli della capriata sono su un lato un appoggio e sull'altro un carrello, dove il primo permette la trasmissione di forze verticali e orizzontali, mentre il secondo permette la sola trasmissione delle forze verticali.

L'applicazione pratica della teoria dice, invece - ma si tratta della medesima cosa, che la catena deve potersi allungare per potere svolgere il suo ruolo strutturale di elemento teso. A permettere questo allungamento c'è lo spostamento orizzontale dei vincoli; tale spostamento è prima di tutto uno spostamento relativo che ne aumenta la distanza, senza definire in modo esatto su quale lato questo spostamento effettivamente si manifesta. In altre, e scientificamente meno esatte, parole: alla catena non interessa molto quale dei due vincoli si comporta come un carrello, ma dal momento che questi cedono orizzontalmente, aumentando la distanza fra loro, essa impedisce il crollo delle diagonali assumendosi la spinta orizzontale da essa generata. Essendo tale spinta simmetrica, il sistema è strutturalmente efficace.

Perché la capriata funzioni come tale, è quindi necessario che i due vincoli alle sue estremità possano spostarsi in modo relativo. Non è essenziale che ciò sia ottenuta per cedimento della struttura sottostante o per scorrimento in un carrello appositamente concepito.

Spesso, in caso di strutture di dimensioni non eccessive, la capriata è semplicemente fisicamente appoggiata sulla muratura o comunque sulla costruzione sottostante, e lo scorrimento (l'effetto del carrello) è affidato allo scorrimento locale della superficie di contatto e alla deformazione orizzontale della sottostruttura. I problemi cominciano quanto questo spostamento orizzontale non è più compatibile con la sottostruttura. Si pensi ad una muratura che sostiene una capriata di grandi dimensioni, che impone uno spostamento orizzontale di una decina di centimetri, con conseguenze tragiche per la muratura. In questi casi diventa indispensabile aggiungere un carrello - che sia tale anche fisicamente - in modo da permettere lo scorrimento della capriata sulla muratura, senza che quest'ultima debba subire uno spostamento.

Nel caso di forze orizzontali, queste sono trasmesse dalla capriata alla struttura sottostante; la catena non ha nessuna funzione, se non quella di collegare le due estremità della capriata. In presenza di un carrello "fisico e reale", la forza orizzontale sarà trasmessa alla struttura sottostante dall'appoggio. Resta solo da discutere sull'idoneità della struttura sottostante a assorbire questa forza: gli elementi interessati sono l'eventuale cordolo, la muratura sottostante o altri sistemi previsti per questo scopo. In assenza del carrello, cioè quando la capriata fosse appoggiata in modo simile - come descritto sopra - alle due estremità, la catena assicura e impone lo spostamento orizzontale identico delle due estremità della capriata, distribuendo quindi la forza orizzontale sui due appoggi, in funzione delle rispettive rigidezze, o "cedevolezze" orizzontali. Trattandosi di forze, e di spostamenti, ridotti, ciò non impedisce il corretto funzionamento strutturale della capriata in caso di sollecitazioni verticali: la spinta orizzontale è infatti ben maggiore - e non potrebbe essere sopportata dalla struttura sottostante - delle forze dovute ai carichi orizzontali.