Tamponature negli edifici esistenti in c.a.: quando influenzano davvero il telaio?

Negli edifici esistenti in calcestruzzo armato le tamponature vengono spesso trattate con due scorciatoie opposte: sono non strutturali, quindi non contano, oppure irrigidiscono il telaio, quindi vanno sempre modellate come diagonali equivalenti. Nessuna delle due regole è abbastanza robusta.

La domanda corretta è: la presenza reale delle tamponature modifica in modo significativo il comportamento che sto cercando di rappresentare? Se la risposta è sì, ignorarle può falsare rigidezza, distribuzione delle azioni, torsione, drift e alcuni meccanismi locali. Se la risposta è no o il loro contributo è troppo incerto per essere assunto come resistente, il modello può non attribuire loro capacità strutturale, ma deve comunque controllare gli effetti che restano rilevanti.

Per il quadro generale sulla valutazione degli interventi negli edifici esistenti secondo NTC 2018 conviene partire dalla pillar del cluster. Quando l’intervento modifica sensibilmente la risposta globale, è utile leggere anche il confronto tra intervento locale e miglioramento sismico e il metodo per confrontare modello ante e post intervento in pushover.

Non strutturale non significa meccanicamente irrilevante

Una tamponatura non progettata per far parte del sistema sismoresistente può comunque entrare in contatto con travi e pilastri durante la deformazione laterale del telaio. Nel proprio piano, il pannello può sviluppare un percorso compresso diagonale e aumentare in modo sensibile la rigidezza iniziale della campata.

Questo effetto non autorizza a contare automaticamente la tamponatura come risorsa resistente. Geometria, aperture, qualità muraria, collegamenti, degrado e dettagli di contatto introducono incertezza e possono portare a perdita rapida di rigidezza dopo il danneggiamento.

Il punto progettuale è diverso: anche una resistenza che non si vuole utilizzare come capacità può modificare la domanda sugli elementi strutturali.

I quattro effetti da separare

Conviene evitare una domanda generica come “considero o non considero le tamponature?” e separare almeno quattro fenomeni.

Effetto	Domanda progettuale	Possibile conseguenza
Interazione nel piano	il pannello irrigidisce la campata?	periodi, drift e tagli diversi rispetto al telaio nudo
Irregolarità distributiva	le tamponature sono disposte in modo non uniforme?	torsione e concentrazione della domanda
Interazione locale	il pannello modifica la deformabilità libera di un pilastro?	incremento del taglio, pilastro corto, crisi fragile
Sicurezza fuori piano	il pannello può espellersi o perdere l’ancoraggio?	rischio per persone e necessità di verifica/connessioni

Questi quattro problemi non si risolvono con un’unica scelta di modellazione.

Quando ignorare tutte le tamponature può diventare non conservativo

Il modello a telaio nudo viene spesso percepito come automaticamente prudente perché è più deformabile. Ma una struttura più deformabile non significa necessariamente una domanda più gravosa in ogni elemento.

Se nella realtà alcune campate sono fortemente tamponate, la loro maggiore rigidezza può:

• attrarre una quota superiore del taglio di piano;
• modificare il centro delle rigidezze;
• aumentare la risposta torsionale;
• ridistribuire le azioni tra pilastri e telai;
• generare concentrazioni locali non presenti nel modello nudo;
• cambiare periodi e forme modali;
• produrre discontinuità verticali di rigidezza.

Per questo “non considero la resistenza della tamponatura” e “la tamponatura non influenza la domanda” sono due affermazioni diverse.

Piano pilotis o piano poco tamponato: attenzione alla discontinuità

Un caso classico è quello di un edificio con piani superiori diffusamente tamponati e piano terra molto aperto per autorimesse, negozi o porticati.

Le tamponature dei piani superiori possono aumentare la rigidezza laterale effettiva rispetto al livello aperto. La conseguenza possibile è una concentrazione del drift nel piano meno irrigidito, con incremento della domanda sui pilastri di quel livello.

Non basta però osservare che “mancano le tamponature” per dichiarare automaticamente un meccanismo di piano debole. Il modello deve verificare quanto la differenza sia effettivamente significativa e come si distribuiscano deformazioni e azioni.

Tamponature irregolari in pianta e torsione

La distribuzione asimmetrica delle tamponature può spostare la rigidezza effettiva del piano rispetto alla distribuzione delle masse.

Il problema è particolarmente sensibile quando:

• un lato dell’edificio è molto chiuso e l’altro presenta grandi aperture;
• alcune facciate sono tamponate e altre sono quasi completamente vetrate;
• interventi successivi hanno rimosso o aggiunto pannelli solo in alcune campate;
• aperture di dimensioni molto diverse rendono disomogenea la rigidezza dei pannelli.

In questi casi un modello perfettamente simmetrico del solo telaio può nascondere una componente torsionale reale.

Tamponatura parziale e pilastro corto

L’effetto locale più pericoloso non richiede necessariamente che la tamponatura venga considerata nel modello globale.

Una tamponatura che occupa solo una parte dell’altezza della campata può contrastare lateralmente il pilastro fino alla propria sommità. La porzione libera superiore si deforma allora su una lunghezza efficace più corta di quella dell’interpiano.

A parità di drift di piano, ridurre la lunghezza libera aumenta la curvatura e può aumentare fortemente la domanda di taglio. Il risultato può essere una crisi fragile in un elemento che il modello a telaio nudo considera deformabile sull’intera altezza.

Questo è un buon esempio di perché l’assenza delle tamponature dal modello globale non elimina la necessità di controllarne l’interazione locale.

Aperture nei pannelli: non esiste una diagonale equivalente universale

Finestre, porte e cavedi modificano il percorso resistente del pannello. Due tamponature con stessa luce e stesso materiale possono avere comportamento molto diverso se una è piena e l’altra presenta una grande apertura eccentrica.

Un eventuale modello a puntone diagonale equivalente richiede quindi ipotesi motivate su:

• geometria e spessore del pannello;
• posizione e dimensione delle aperture;
• proprietà della muratura;
• contatto con il telaio;
• danneggiamento atteso;
• perdita di rigidezza e resistenza con l’aumentare della deformazione.

Attribuire a tutte le tamponature lo stesso puntone elastico senza una verifica di sensibilità può produrre un modello apparentemente raffinato ma meccanicamente poco credibile.

Cosa chiedono NTC 2018 e Circolare agli elementi non strutturali

Il §7.2.3 delle NTC 2018 stabilisce che gli elementi costruttivi senza funzione strutturale il cui danneggiamento può provocare danni alle persone devono essere verificati, insieme alle connessioni alla struttura, per l’azione sismica pertinente 1.

Questo requisito riguarda la sicurezza dell’elemento non strutturale e non va confuso con la decisione di attribuirgli un contributo resistente nel modello globale.

La Circolare 7/2019 fornisce istruzioni applicative per gli elementi non strutturali e per le costruzioni esistenti 2. Il principio operativo resta separare chiaramente:

1. capacità e stabilità del pannello come elemento non strutturale;
2. influenza del pannello sulla risposta del telaio;
3. eventuali meccanismi locali prodotti dall’interazione.

Quando vale la pena costruire due modelli

Negli edifici esistenti con tamponature influenti, una delle verifiche più informative può essere una analisi di sensibilità tra ipotesi diverse, anziché la ricerca di un unico modello “vero”.

Ad esempio si possono confrontare:

• modello a telaio nudo;
• modello con contributo delle tamponature ritenute efficaci;
• scenari con perdita o forte riduzione di rigidezza dei pannelli più vulnerabili.

Il confronto non serve a scegliere il risultato più favorevole. Serve a capire quali grandezze dipendono realmente dalle tamponature: periodi, drift, torsione, tagli di piano, domanda sui pilastri, meccanismo globale e distribuzione delle cerniere.

Se una conclusione progettuale cambia radicalmente tra scenari plausibili, quell’incertezza deve diventare parte esplicita della valutazione.

Edificio esistente: prima del modello serve il rilievo delle tamponature

Il contributo delle tamponature non si ricostruisce dal solo disegno strutturale originario.

Nel rilievo conviene documentare almeno:

• posizione dei pannelli piano per piano;
• spessore e tipologia;
• aperture e loro geometria;
• discontinuità verticali;
• eventuali distacchi dal telaio;
• lesioni e danneggiamenti;
• modifiche edilizie intervenute nel tempo;
• tamponature parziali che possono interagire con i pilastri;
• condizioni di vincolo e collegamento rilevanti per la stabilità fuori piano.

In un edificio molto trasformato nel tempo, assumere la distribuzione delle tamponature dai vecchi elaborati può essere più pericoloso che adottare un modello semplificato ma coerente con un rilievo aggiornato.

Interventi sulle tamponature: attenzione all’effetto sul sistema

Anche un intervento apparentemente non strutturale può modificare il comportamento del telaio se cambia significativamente rigidezza, massa o condizioni di contatto.

Esempi da valutare sono:

• sostituzione diffusa di pannelli con tipologie molto diverse;
• chiusura di grandi aperture;
• rimozione sistematica di tamponature a un piano;
• rinforzo diffuso dei pannelli;
• creazione di giunti o distacchi destinati a ridurre l’interazione con il telaio.

La classificazione normativa dell’intervento non dipende dal fatto che l’opera venga descritta come “tamponatura”, ma dagli effetti prodotti sulla costruzione. Se la modifica entra nel comportamento globale, il ragionamento torna ai criteri del Capitolo 8 e alla distinzione tra intervento locale, miglioramento e adeguamento.

Un metodo decisionale pratico

Per un edificio esistente in c.a. la sequenza più robusta è questa.

1. Rilevare la distribuzione reale

Non solo presenza o assenza, ma aperture, spessori, continuità e tamponature parziali.

2. Cercare prima i meccanismi locali

Pilastro corto, interazioni anomale, espulsione fuori piano, connessioni carenti e pannelli già lesionati possono essere governanti anche senza un modello sofisticato.

3. Valutare la possibilità di un effetto globale

Verificare se la distribuzione può alterare rigidezza di piano, torsione, drift o percorso delle azioni.

4. Fare analisi di sensibilità quando l’incertezza è materialmente rilevante

Se il modello nudo e quello tamponato conducono a conclusioni molto diverse, non nascondere la dipendenza dal modello: documentarla.

5. Non usare la tamponatura come capacità affidabile senza giustificazione

Riconoscere che un pannello influenza la domanda non significa automaticamente utilizzarne la resistenza come risorsa progettuale garantita.

Il punto professionale da portare in relazione

Una relazione convincente non dovrebbe limitarsi a scrivere “tamponature trascurate nel modello”. Dovrebbe spiegare perché tale scelta è compatibile con l’edificio reale oppure quali effetti sono stati comunque considerati separatamente.

Allo stesso modo, se le tamponature vengono modellate, servono ipotesi leggibili su rigidezza, aperture, danneggiamento e affidabilità del contributo assunto.

La documentazione tecnica ReLUIS sulle tamponature e partizioni costituisce un utile riferimento sui meccanismi di danno e sulle tecniche di riparazione e rafforzamento 3, ma la decisione progettuale sul modello resta legata al caso concreto.

Il criterio finale è semplice: la semplificazione è accettabile quando non cancella un meccanismo rilevante. Negli edifici esistenti, le tamponature meritano attenzione proprio perché possono essere non strutturali nella classificazione e, nello stesso tempo, molto strutturali nei loro effetti sul telaio.