Travi Vierendeel

Nella travata Vierendeel, come noto, la maglia quadrangolare fa si che la statica della struttura sia assicurata solo a prezzo di flessioni e tagli nei montanti. Il calcolo di una Vierendeel viene condotto attraverso il metodo di Grinter, assumendo come incognite gli spostamenti verticali dei montanti e quello orizzontale del corrente superiore. Nei casi più comuni in tale soluzione si possono trascurare le deformazioni assiali delle aste, essendo l’influenza di queste limitata sempre a qualche unità percentuale. Spesso la Vierendeel è simmetrica e simmetricamente caricata: risultano in tal caso uguali gli spostamenti verticali dei nodi simmetrici rispetto all’asse verticale di mezzeria e nullo lo spostamento orizzontale del corrente superiore. Per affrontare il calcolo nel modo suddetto è conveniente passare attraverso lo studio successivo degli schemi di figura 59.

Di essi il primo serve a determinare la ripartizione dei carichi tra le due travi di inerzia Js e Ji, costituite dai due correnti ed il secondo permette di tener conto (anche se solo in forma approssimata) dell’incastro dei correnti nei montanti di estremità (che sono in genere i più rigidi).

Figura 60

Si comprende allora quale possa essere il contributo dei montanti interni: essi, a causa delle rotazioni delle loro sezioni di estremità, di valore abbastanza prossimo fra loro (uguali, invece, se risulta Js=Ji e un unico valore del carico applicato ai due correnti) e decrescenti verso la mezzeria, sono sottoposti a momenti flettenti intrecciati, come mostra la figura 60.

In figura 61, è indicata la disposizione delle armature in una Vierendeel a tre campi; si può rilevare l’armatura dei nodi e la disposizione delle barre piegate nei correnti, ma soprattutto nei montanti soggetti a sollecitazioni taglianti molto elevate. Allo scopo di non indurre flessione nei pilastri, inferiori e superiori, rispettando fra l’altro esattamente lo schema statico assunto, si realizza una cerniera all’attacco dei pilastri nella travata, dove sono disposte le usuali armature di “frettage” a maglie fitte di piccolo diametro. Negli edifici industriali, la travata Vierendeel è gradevolmente accettata nei capannoni a shed, gettando ad esempio sulle travate una normale soletta inclinata che va dal corrente superiore di una Vierendeel al corrente inferiore di quella adiacente (figura 62).

Figura 62

Uno schema molto interessante è rappresentato nella figura 74: la Vierendeel contiene un tracciato di precompressione spezzato (a cavi scorrevoli), molto utile nei riguardi del regime statico e per ridurre la deformabilità della trave.

Ma si può anche avere la precompressione con tracciati contenuti nelle aste della Vierendeel (correnti e montanti), tracciati che per essere concordanti sono

fatti comodamente rettilinei, in quanto sotto carichi applicati nei nodi i momenti flettenti hanno un andamento rettilineo⁶.

Il vantaggio che si ottiene con la precompressione delle aste, come si è già detto, è quello di impedire la fessurazione e di ridurre nel complesso la deformabilità della struttura.

Figura 63

La trave Vierendeel conserva i due correnti (teso e compresso) tipici degli elementi inflessi, ma riduce l’anima ad una serie di montanti destinati ad assorbire il taglio; la rigidezza dei nodi serve poi a sopperire all’assenza delle aste di parete. Si deve sottolineare che, siccome i montanti, prevalentemente sollecitati a taglio, non sono orientai secondo la direzione più idonea per fronteggiare tale caratteristica di sollecitazione interna, i materiali (calcestruzzo e acciaio) non sono utilizzati nel modo più razionale.

Inoltre l’alto grado di iperstaticità rende le travi Vierendeel molto sensibili alle distorsioni termiche. Tuttavia la semplicità di realizzazione rappresenta un notevole vantaggio dal punto di vista economico ed anche per la riduzione dei tempi di produzione.

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La concordanza a flessione non è accompagnata dalla concordanza assiale, ma in genere l’effetto negativo connesso a questo problema è decisamente trascurabile.

Una travatura reticolare può essere composta da due o tre conci, per il rispetto delle sagome limite imposte per legge; in genere, per campate dai 18 ai 24 m, si hanno capriate in un unico pezzo, per luci maggiori (2530 m) in due pezzi giuntati in mezzeria (figure 64 e 65).

Figura 64

In effetti la casseratura viene preparata per l’intera capriata e la separazione in conci è effettuata prima del getto inserendo nelle sezioni desiderate un lamierino metallico di spessore sufficiente ad impedire che le sue deformazioni possano creare irregolarità nelle superfici tagliate.

L’assemblaggio in opera é effettuato rispettando l’ordine di produzione per avere un perfetto combaciamento delle facce separate e questo, all’atto della loro ricostruzione, garantisce dalla presenza di irregolarità e quindi di punti in cui ci sia una concentrazione di sforzi con temibili plasticizzazioni locali.

Gli assemblaggi si effettuano raramente con giunti ad umido, perché questi immobilizzano le opere di presidio provvisorio fino a quando non si è certi della raggiunta efficienza dell’unione. Si impiega invece la saldatura in opera delle barre di attesa fuoriuscenti dai singoli conci.

elementi tra loro intercambiabili e dal cui assemblaggio, generalmente ottenuto con cavi post-tesi, è possibile risalire allo schema di progetto; per esempio, assortendo differentemente i quattro elementi della figura 65, è possibile comporre strutture reticolari la cui campata va dai 12 ai 24 m.

Figura 65

La divisione in conci di una struttura prefabbricata comporta dei vantaggi importanti; in fase di preparazione e getto si possono confezionare gabbie metalliche più piccole e quindi più maneggevoli e facilmente sistemabili nelle casseforme; inoltre si limitano i danni prodotti dalla vibrazione del getto che si trasmettono lungo i ferri sui calcestruzzi già vibrati ed in fase di maturazione; in fase di disarmo è possibile adoperare attrezzature più leggere e si gode di una più agevole manovrabilità all’interno dello stabilimento; in fase di trasporto è possibile impiegare mezzi usuali; in fase di montaggio i tempi sono ridotti e risulta possibile l’impiego di mezzi semoventi di minor mole e più veloci.

E’ importante sottolineare che per questo tipo di soluzione strutturale è particolarmente sentito il problema della fessurazione per la presenza di un numero elevato di elementi tesi che in ambienti aggressivi diventano le parti più vulnerabili della struttura.