Come selezionare i giusti tipi di contropareti per il vostro sistema di copertura?

La spina dorsale che nessuno vede finché qualcosa non cede

Un sistema di copertura trascorre la propria vita contrastando il sollevamento causato dal vento, il carico della pioggia e i movimenti termici. Le contropareti (purlins) sono gli elementi strutturali orizzontali che trasferiscono tali carichi dai pannelli di copertura ai telai rigidi principali. Scegliere il tipo o le dimensioni sbagliati non comporta soltanto un aumento del quantitativo di acciaio necessario: porta inoltre a ristagni d’acqua, a collegamenti sovraccarichi e a una copertura che, dopo un paio di stagioni, inizia ad apparire ondulata. Definire correttamente la specifica delle contropareti già nella fase progettuale garantisce stabilità e tenuta all’asciutto dell’intero involucro edilizio per decenni.

Profilati a C, profilati a Z e il loro campo di applicazione

Le contropareti in acciaio formati a freddo sono generalmente disponibili in due profili: C e Z. Le sezioni a C hanno una forma simmetrica con ali uguali. Sono semplici da fissare con bulloni e funzionano bene per campate semplici e più corte, in cui non è necessario sovrapporre la controparete. Le sezioni a Z, invece, sono asimmetriche ma puntualmente simmetriche. Questa geometria consente loro di essere impilate e sovrapposte sui supporti, creando un effetto di trave continua che permette di coprire campate più lunghe e sostenere carichi maggiori senza un notevole aumento della profondità della sezione. Molti progettisti scelgono di default le contropareti a C per i montanti di parete e per le coperture con campate più piccole, mentre le contropareti a Z diventano la soluzione preferita per la struttura principale del tetto per campate superiori a circa 6 metri.

Come il grado del materiale e i rivestimenti determinano la durata di servizio

ASTM A653 è la norma che disciplina le lamiere d'acciaio zincate utilizzate per le capriate a freddo. Un errore comune consiste nel concentrarsi esclusivamente sullo spessore del metallo base, trascurando invece il peso del rivestimento. Un rivestimento G90, che fornisce 0,90 once di zinco per piede quadrato, è adatto alla maggior parte degli edifici industriali situati nell'entroterra. Entro 10 miglia dalla costa o in ambienti di lavorazione chimica, l’adozione di un rivestimento G115 o addirittura G140 determina una differenza misurabile nella resistenza delle capriate alla ruggine rossa. Il costo aggiuntivo si attesta intorno all’8–15%, ma smontare un tetto dopo 12 anni per sostituire le capriate corrode comporta costi molto più elevati.

Controventatura, angolari antiflessione e sistema di stabilità

Un corrente singolo non resiste molto bene al fenomeno di instabilità laterale e torsionale. Le file di controventatura, dette anche angolari di caduta o tiranti anti-caduta, trasformano una serie di correnti isolati in un sistema controventato. Secondo le linee guida dell'Associazione dei Produttori di Edifici in Acciaio (MBMA), la controventatura deve essere installata a intervalli non superiori a 60 volte l’altezza del corrente; tuttavia, molti ingegneri riducono tale valore a 40 volte l’altezza nei contesti soggetti a venti particolarmente intensi. Omettere anche una sola fila di controventatura per risparmiare sui componenti hardware può innescare una cascata di instabilità laterale. Quando il personale addetto al fissaggio dei pannelli di copertura cammina sui correnti durante l’installazione, la mancanza di controventatura è spesso avvertita prima ancora di essere visibile.

Una scoperta effettiva in cantiere che ha modificato la specifica

Un magazzino di distribuzione in costruzione nel Kentucky aveva listelli di copertura a sezione Z specificati con un’altezza di 8 pollici, con una luce di 25 piedi e lunghezze standard di sovrapposizione. Durante il montaggio, l’equipaggio ha notato una deformazione visibile sotto il solo peso dei pannelli a giunto rialzato, ancor prima che qualsiasi carico accidentale agisse sulla copertura. L’altezza della sezione era tecnicamente conforme ai requisiti normativi previsti dalle combinazioni di carico ASCE 7, ma la freccia di esercizio superava il limite di L/180, causando un avvallamento visibile anche dopo una leggera pioggia. La soluzione adottata ha previsto la sostituzione con listelli a sezione Z alti 10 pollici nelle campate più gravemente interessate; i 2 pollici aggiuntivi di altezza hanno eliminato completamente il problema dello stagnamento dell’acqua. L’insegnamento è stato chiaro: le frecce devono essere verificate tenendo conto del reale drenaggio della copertura inclinata, non soltanto dei valori di conformità normativa.

Integrazione dei listelli con la struttura portante rigida

I profilati di copertura non si limitano a sostenere il peso dei pannelli di copertura. Essi rinforzano il risalto superiore dell'elemento inclinato della struttura rigida contro l'instabilità laterale. Quando un progettista specifica una copertura a giunti verticali, che presenta un'azione da diaframma limitata, i collegamenti dei profilati di copertura devono garantire una maggiore stabilità del telaio principale. L’uso di staffe scorrevoli anziché di staffe fisse consente alla copertura di espandersi e contrarsi termicamente senza allentare i fissaggi. Un sistema di profilati di copertura considerato come un elemento secondario, scelto da una tabella generica senza verificare i requisiti di controventatura del risalto del telaio, trasforma una struttura teoricamente controventata in una struttura soggetta a instabilità già a carichi ben inferiori alla capacità calcolata.

Scegliere il profilato di copertura adatto al progetto, non solo al listino prezzi

Ogni edificio si colloca da qualche parte su uno spettro che va da un semplice fienile a un impianto farmaceutico climatizzato. Il tipo di contropilastro, il rivestimento, la disposizione dei collegamenti trasversali e i dettagli dei collegamenti devono tutti essere adeguati di conseguenza. Un produttore in grado di modificare questi parametri senza prolungare i tempi di consegna di mesi aggiunge un valore reale. Zhongwei ha realizzato una linea di produzione basata su attrezzature flessibili per la formatura a freddo, in grado di passare con tempi di fermo minimi dai profili a C ai profili a Z, rendendo pratico definire esattamente la specifica del contropilastro richiesta da un progetto, anziché accontentarsi di quanto è disponibile in magazzino.