Il giunto strutturale è un elemento fondamentale da prevedere in fase di progettazione nel caso in cui bisogna realizzare una nuova costruzione in aderenza ad una costruzione esistente oppure due nuove costruzioni contigue.
Il giunto strutturale evita seri danni alle strutture delle costruzioni contigue, scongiurando il fenomeno del martellamento fra due costruzioni che può verificarsi in presenza dell’azione sismica.
In quest’articolo ti spiego cos’è un giunto strutturale, come previene il fenomeno del martellamento e come va calcolato e verificato ai sensi delle NTC2018. All’interno dell’articolo potrai scaricare il Focus Normativo PDF che raccoglie tutte le prescrizioni delle NTC2018 e della Circolare 2019 sul giunto strutturale.
Giunto strutturale: la soluzione al problema del martellamento
Il giunto strutturale è un accorgimento progettuale molto semplice che si realizza assicurando un’adeguata distanza reciproca fra due costruzioni contigue. Tale distanza va prevista in fase di progetto, calcolando gli spostamenti, dovuti all’azione sismica, dei punti delle costruzioni che si fronteggiano e rispettando i limiti minimi previsti dalla Normativa Tecnica (li vedremo fra poco).
La distanza fra costruzioni contigue deve essere tale da impedire che le due costruzioni impattino l’una contro l’altra per l’effetto di azioni accidentali orizzontali come l’azione sismica o, in alcuni casi, l’azione del vento, dando vita al fenomeno del martellamento strutturale.
I casi più frequenti in cui occorre il giunto strutturale sono:
- nuove costruzioni contigue;
- nuova costruzione realizzata in adiacenza ad una costruzione esistente. Il caso più frequente è la realizzazione di nuove costruzioni in cemento armato in aderenza a costruzioni esistenti in muratura;
- costruzioni industriali realizzati in aderenza a costruzioni di elevata altezza come ciminiere in muratura o torri in acciaio.
Le cause del martellamento fra due costruzioni
Il martellamento strutturale è generato dalla differente risposta dinamica di due costruzioni adiacenti all’accelerazione del suolo o all’azione del vento, in termini di spostamento orizzontale. Due costruzioni, sottoposte alla stessa accelerazione del suolo, avranno una risposta temporale in termini di spostamento diversa in funzione della propria massa e rigidezza. Questo può portare a generare urti e collisioni fra i punti delle costruzioni che si fronteggiano.
Un fattore che influisce significativamente sulla differente risposta dinamica di una costruzione è l’altezza dell’edificio. Dall’altezza dipende il periodo di vibrazione della struttura.
Oltre all’altezza, anche la rigidezza e la massa della struttura giocano un ruolo importante. Edifici aventi stessa altezza, ma realizzati con diverse tecnologie costruttive, per esempio calcestruzzo armato e muratura portante, avranno periodi di vibrazione sensibilmente diversi.
Due costruzioni aventi stessa altezza e realizzate con la medesima tecnologia costruttiva, possono comunque presentare diverse rigidezze traslanti. Pensa al caso di una struttura a telaio in calcestruzzo armato e una struttura a pareti in calcestruzzo armato. La seconda sarà molto più rigida della prima.
Ora che conosci le principali cause del martellamento strutturale, capirai l’importanza di prevedere sempre un giunto strutturale fra due costruzioni contigue. Vediamo subito come progettarlo e verificarlo ai sensi delle NTC2018.
Giunto strutturale: le prescrizioni normative delle NTC2018
La Normativa Tecnica dà delle precise indicazioni sulla distanza reciproca da assicurare fra due costruzioni contigue. Tale distanza deve essere maggiore o uguale alla somma degli spostamenti orizzontali massimi di ciascuna costruzione, calcolati in combinazione sismica allo SLV (Stato Limite di Salvaguardia della Vita) eseguendo un’analisi modale con spettro di risposta oppure un’analisi statica non lineare (pushover).
La Normativa impone una distanza minima da rispettare, al di sotto della quale non si può scendere. Tale distanza minima è data da:
Dmin = hp/100 ⋅ 2 ag/g ⋅ S
- Dmin = distanza minima reciproca fra due punti che si fronteggiano di due costruzioni adiacenti;
- hp = quota dei punti che si fronteggiano, misurata dallo spiccato della fondazione o dalla sommità della fondazione scatolare rigida (in caso di piano interrato);
- ag/g = accelerazione di picco al suolo allo SLV, espressa in frazioni di g (g = accelerazione di gravità);
- S = coefficiente di amplificazione che tiene conto dell’amplificazione topografica e stratigrafica (S = SS ⋅ St)
par. 7.2.1 – NTC2018
Nuova costruzione contigua ad una costruzione esistente
Nel caso in cui si realizzi una nuova costruzione in aderenza ad una costruzione esistente, sarebbe oneroso eseguire l’analisi sismica della costruzione esistente al fine di calcolare gli spostamenti massimi orizzontali e la distanza reciproca da assicurare fra le due costruzioni al fine di realizzare il giunto strutturale.
In tal caso la Normativa semplifica la vita del progettista, specificando che, nel caso di nuova costruzione contigua ad una costruzione esistente, la distanza reciproca fra le costruzioni deve essere maggiore o uguale alla somma degli spostamenti orizzontali massimi calcolati con la formula semplificata seguente:
Smax = H/100 ⋅ ag/g ⋅ S
- Smax = spostamento massimo della singola costruzione;
- H = altezza della costruzione, misurata dallo spiccato della fondazione o dalla sommità della fondazione scatolare rigida (in caso di piano interrato);
- ag/g = accelerazione di picco al suolo allo SLV, espressa in frazioni di g (g = accelerazione di gravità);
- S = coefficiente di amplificazione che tiene conto dell’amplificazione topografica e stratigrafica (S = SS ⋅ St)
par. 7.2.1 – NTC2018
Lo spostamento massimo Smax verrà calcolato per entrambe le costruzioni. La somma dei due spostamenti massimi ottenuti sarà la distanza minima fra le due costruzioni.
Giunto strutturale: un esempio numerico
Quale ordine di grandezza ha un giunto strutturale? Vediamolo subito con un esempio numerico in due differenti casi:
- due nuove costruzioni da realizzare in aderenza;
- un nuova costruzione da realizzare in aderenza ad una costruzione esistente.
Dimensione minima del giunto: caso di nuove costruzioni
Nel caso in cui gli edifici contigui siano entrambi nuove costruzioni, in fase di progettazione bisognerà calcolare gli spostamenti massimi dei punti che si fronteggiano mediante un’analisi sismica, considerando lo Stato Limite di Salvaguardai della Vita (SLV). La distanza reciproca, data dalla somma degli spostamenti massimi calcolati, non dovrà essere inferiore alla distanza minima prescritta della Normativa Tecnica.
Nell’immagine seguente ti riporto il calcolo della distanza minima fra due costruzioni di altezza 9 e 12 metri.
Dimensione minima del giunto: nuova costruzione contigua a costruzione esistente
Nel caso di nuova costruzione da realizzare in aderenza ad una costruzione esistente, bisognerà calcolare gli spostamenti massimi delle due costruzioni mediante la formula semplificata proposta dalla Normativa Tecnica. La somma dei due spostamenti massimi ottenuti sarà la dimensione minima da prevedere per il giunto strutturale.
Nell’immagine seguente ti riporto il calcolo della distanza minima fra due costruzioni di altezza 9 e 12 metri.
Scarica il Focus Normativo PDF sul giunto strutturale
Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018 e della Circolare 2019 riguardanti i giunti strutturali raccolte in unico documento PDF scaricabile gratuitamente. Clicca sul tasto qui sotto per scaricare il Focus Normativo PDF.
Conclusioni (e un caso studio interessante)
Il giunto strutturale ha il compito di evitare seri danni alle costruzioni contigue in presenza dell’azione sismica, evitando il fenomeno del martellamento. Il dimensionamento del giunto strutturale deve essere eseguito in fase di progetto e calcolato secondo quanto prescritto dalla Normativa Tecnica.
Nel caso di interventi su costruzioni entrambe esistenti, non è sempre possibile assicurare un’adeguata distanza fra le costruzioni. In alcuni casi approcciare il problema in maniera creativa può essere una soluzione.
Ne è un esempio lampante la Chiesa del Sacro Cuore di Firenze, in cui all’inadeguata dimensione del giunto strutturale fra la torre campanaria e il corpo di fabbrica della chiesa si è posto rimedio sfruttando in modo insolito le campane del campanile. Ti sembra incredibile? Leggi quest’articolo per scoprire come ciò sia stato possibile.
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Al prossimo post.
Marco
