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Puntone

La modellazione a "tirante e puntone" di una mensola tozza in calcestruzzo armato.
La modellazione a "tirante e puntone" di una mensola tozza in calcestruzzo armato.

Definizione

Elemento strutturale soggetto prevalentemente a compressione. Accrescitivo di punta, dal verbo puntare (spingere, concentrando la forza in un punto). Può essere un elemento isolato o inserito in strutture composite.
All’interno di strutture composite, come ad esempio le strutture reticolari, caratterizzate da un insieme di aste snelle collegate alle estremità, sottoposte prevalentemente a sforzi monoassiali di trazione o di compressione, si definisce puntone ogni elemento compresso, in contrapposizione ai tiranti che sono gli elementi tesi. In particolare, nella classica capriata triangolare di copertura, i puntoni sono gli elementi inclinati che sostengono le travi di copertura, determinandone la pendenza. Nelle capriate i puntoni sono soggetti a presso-flessione e generano delle spinte alla loro base che sono assorbite dalle catene, o tiranti, rendendo tali incavallature nel complesso non spingenti sugli appoggi. Da notare che nelle capriate più complesse possono essere presenti altri elementi compressi o presso-inflessi, che però non vengono definiti puntoni (ad esempio le saette).
Come elemento isolato può essere usato per contrastare localmente fenomeni di ribaltamento, con funzione analoga ai contrafforti, o per limitare l’inflessione di travi e solai (in questo caso più frequentemente viene indicato come puntello), ma il notevole ingombro lo rende applicabile principalmente come intervento emergenziale o comunque provvisionale come, ad esempio, negli scavi per contrastare la spinta del terreno. Può essere inserito inclinato – utilizzando come elemento di contrasto il terreno – orizzontale – quando sia presente un elemento verticale di contrasto a breve distanza – o verticale – quando è utilizzato come sostegno per una trave o altro elemento orizzontale.
Si definiscono falsi puntoni le travi disposte lungo la pendenza della copertura. La definizione deriva dal fatto che questi elementi strutturali, se correttamente realizzati, rispondono allo schema statico di una trave su due appoggi, sottoposta solo a flessione e taglio. Il reale stato di sollecitazione all’interno della trave, però, dipende dal grado di vincolo realizzato alle estremità: il falso puntone può quindi a seconda dei casi essere teso o compresso e in quest’ultimo caso risulta spingente nei confronti dell’appoggio alla base. Questa situazione è una delle più frequenti cause di dissesto in caso di sisma, quando alla spinta statica del puntone si somma quella sismica, se non efficacemente contrastata da cordoli o tiranti.

Materiale – Teconologie

I puntoni sono realizzati per lo più in legno o acciaio, meno frequentemente in calcestruzzo armato o muratura. I puntoni, essendo sottoposti prevalentemente a sforzo normale, sono soggetti al problema dell’instabilità. Pertanto i puntoni non dovranno essere eccessivamente snelli e le sezioni trasversali dovranno essere dimensionate non solo in funzione dello sforzo normale, ma anche con lo scopo di garantire un momento di inerzia adeguato.
Nel caso di puntoni facenti parte di strutture composite, particolare cura deve essere posta alle connessioni con gli altri elementi alle estremità, dove si concentrano gli sforzi. In particolare nel caso del legno, la reazione del materiale in queste zone è influenzata dall’ortotropia, data l’inclinazione dei carichi agenti, con il rischio di schiacciamento del materiale sollecitato perpendicolarmente alle fibre.
Nel caso dei puntoni inseriti come elementi provvisionali, è necessario metterli in carico perché siano immediatamente attivi. Questo può essere fatto mediante l’inserimento di cunei o con martinetti.

Metodo tirante e puntone

Il metodo “tirante e puntone” (o metodo strut and tie) è un tecnica per l’analisi strutturale di elementi (o porzioni di elementi) in calcestruzzo armato mediante una schematizzazione a traliccio equivalente, nei casi in cui non si possano applicare le ipotesi di Navier-Bernoulli e di De Saint Venant. Esso si basa sulla scomposizione ideale di un elemento in calcestruzzo armato in aste tese (tiranti) rappresentative dell’armatura e aste compresse (puntoni) che simulano il comportamento del calcestruzzo; le azioni agenti su ciascun elemento sono determinate attraverso la risoluzione di una semplice travatura reticolare.

Architettura fortificata

Nell’architettura fortificata, il termine puntone definisce lo spigolo di un baluardo e, per estensione, viene talvolta usato come sinonimo per lo stesso baluardo, in particolare se caratterizzato da un angolo acuto. Il termine è particolarmente diffuso in Toscana, dove ha dato origine a diversi toponimi.

Bibliografia

Giuriani E., Consolidamento degli edifici storici, UTET Scienze Tecniche, Torino, 2012.

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