I controventi di falda negli edifici monopiano

I controventi sono gli elementi di ogni struttura edilizia che hanno il compito di assorbire le forze orizzontali. Il controvento di falda serve per dare rigidezza al piano della copertura e per prevenire fenomeni di instabilità nelle capriate.

I controventi di falda sono disposti su piani orizzontali o in falda e stabilizzano gli elementi orizzontali trasmettendo le forze ai controventi verticali: in questo caso si hanno strutture reticolari e i diaframmi. I controventi possono essere disposti sia su piani verticali che orizzontali.

Di solito, negli edifici monopiano, notiamo strutture in acciaio, compresi i controventi verticali e orizzontali, i quali prevedono colonne incastrate o incernierate al piede nel senso sia longitudinale sia trasversale oppure incastrate in un senso e incernierate nell’altro. 

Nella direzione in cui le colonne sono incastrate assolvono la funzione di controventi verticali, mentre nel senso in cui possono essere incernierate sono necessari specifici controventi che vengono realizzati con semplicità tramite diagonali incrociate (croci di Sant’Andrea) oppure con elementi a K rovesciato; altri controventi orizzontali vengono previsti nelle falde e, insieme a quelli verticali, hanno il compito di mantenere invariata la geometria della struttura, garantendone stabilità.

La razionalità dell’impiego di grandi pannelli prefabbricati di legno o di prodotti con questo materiale, risulta evidente dove la rapidità di montaggio di grandi porzioni di superficie con un basso impiego di manodopera impiegata, talvolta a notevole altezza da terra, gioca certamente a favore dell'uso dei controventi di falda.

Nelle carpenterie metalliche oppure di legno, sono in grado di collegare tra loro gli elementi delle strutture principali, rendendole resistenti a forze che agiscono in senso orizzontale.

Per effetto del carico orizzontale da vento i controventi di falda vengono sollecitati da carichi nodali orizzontali e si comportano come delle travi reticolari appoggiate in corrispondenza degli elementi verticali che riprendono le forze orizzontali: colonne e/o controventi verticali.

Il funzionamento strutturale dei controventi di falda

Per il corretto funzionamento strutturale è necessario garantire che la struttura di copertura possa essere assunta infinitamente rigido nel proprio piano. Questo viene garantito dalla presenza dei controventi di falda costituiti da travi reticolari vincolate in corrispondenza di strutture verticali che hanno lo scopo riportare i carichi orizzontali agenti in copertura fino in fondazione.

Le azioni orizzontali possono essere trasmesse dalla copertura alle fondazioni attraverso diversi schemi:

• telai in ambedue le direzioni;

• telai in direzione trasversale e controventi reticolari in direzione longitudinale;

• strutture di controvento reticolari in entrambe le direzioni

Telai in ambedue le direzioni 

La soluzione intelaiata nei due sensi penalizza le colonne quando queste sono realizzate con sezioni ad I (snellezza elevata nel piano di flessione debole); il terzo schema riduce sensibilmente il regime flessionale sulle colonne ma necessità di un’organizzazione a trave della copertura. La soluzione a telai in senso trasversale e controventi longitudinali è la più frequentemente utilizzata.

I controventi longitudinali 

I controventi longitudinali sono destinati ad assorbire le forze orizzontali in direzione longitudinale.

Il carico da vento viene trasferito ai controventi longitudinali attraverso l’arcareccio di bordo (o la trave di bordo reggi-pannelli) che risulta pertanto compresso.

I controventi sono spesso disposti nelle campate centrali delle file longitudinali e si cerca di evitare il loro posizionamento nelle due campate terminali per non provocare la formazione di stati di coazione, dovuti a sbalzi termici che generano sforzi di compressione nelle membrature.