Molto spesso le scale vengono realizzate con solette rampanti o con travi a ginocchio che per forze sismiche costituiscono un inopportuno irrigidimento alla traslazione orizzontale tra un piano e l'altro in quanto le solette o le travi rampanti sono collegate tra loro al livello del pianerottolo intermedio. I pilastri posti in corrispondenza del pianerottolo vengono così interrotti o dalle travi a ginocchio o dalle travi di sostegno delle solette rampanti. In corrispondenza di queste interruzioni ai pilastri vengono trasmesse forti azioni taglianti (otto volte più rigidi a taglio dei pilastri di altezza pari all'interpiano) da fronteggiare con l'incremento delle sezioni dei pilastri ma che comunque spesso vanno ad alterare una razionale distribuzione delle rigidezze creando pericolosi punti deboli (nei suddetti nodi intermedi dei pilastri) che il calcolo non può eliminare.
41.1 - Scala alla Giliberti
La soluzione ottimale al problema è quella schematizzata in figura 41.1 in cui le due rampe di scala di ogni piano sono tra loro indipendenti nel senso che, non essendo tra loro collegate, non consentono interazione laterale tra il piano inferiore e quello superiore. Questa scala (denominata alla Giliberti dal nome del suo ideatore prof. Aurelio Giliberti) realizza l'indipenza tra le due rampe grazie al giunto orizzontale del pianerottolo ed inoltre grazie a 2 aste verticali che collegano le due parti del pianerottolo rispettivamente alla trave di piano inferiore e superiore evita la presenza della trave di interpiano necessaria, negli altri casi, a sostenere il pianerottolo stesso. Le due rampe di uno stesso interpiano costituiscono così separate sottostrutture collegate a due distinti impalcati. Ognuna delle rampe forma, con il semipianerottolo e l'asta verticale di collegamento, una struttura secondaria (evidenziata a tratto pieno sia nella sezione X1-X1 che nella X2-X2) nel senso indicato al punto 7.2.3. delle NTC, in quanto non fornisce un apprezzabile contibuto alla rigidezza totale sotto le azioni orizzontali. Come strutture secondarie (§ 7.2.3) possono essere calcolate ed armate a parte per le sole forze verticali e sostituite nella struttura principale dalle sole reazioni vincolari (invertite di segno) calcolate nello schema della struttura secondaria. Per il calcolo separato delle rampe di scala alla Giliberti come strutture secondarie è stato predisposto (§ 6 SCALE) un apposito programma di servizio che consente il dimensionamento parametrico ed il calcolo delle solette e dei pilastrini; fornisce, inoltre, per le volute condizioni di carico, le reazioni dei vincoli da inserire (invertite di segno) nel modello generale dell'edificio (in genere come carichi sulle travi di piano).
Nel caso in cui si voglia (ad ogni costo!) inserire una scala con rampe a ginocchio (sconsigliata) come quella di figura 42.1 la modellazione nel programma parte dalla considerazione che il pilastro di arrivo P-Q va eliminato e sostituito, previa creazione del nodo fuori piano M_F, da due travi ad asse verticale aventi la stessa sezione del pilastro sostituito. Si ricorda che non è possibile sostituire un pilastro di piano con due pilastri in quanto per definizione i due estremi di ogni pilastro devono appartenere a due piani contigui. E' inoltre necessario creare un altro nodo fuori piano (K_F in figura) per individuare il ginocchio della rampa; vanno infine generate le due travi fuori piano L-K_F e K_F-M_F. I gradini a sbalzo ed il pianerottolo (in quanto strutture secondarie)vengono rappresentati da carichi e coppie distribuite lungo gli assi delle aste costituenti la trave a ginocchio. Se la struttura ricade in zona sismica 1, 2, 3 sarà quasi impossibile il rispetto della gerarchia delle resistenze espresso dalla (7.4.5) NTC in quanto a causa della ridotta lunghezza dei pilastri originati dalla creazione dei nodi intermedi (tipo M_F) il taglio di progetto risulterà elevatissimo e non verificabile lato calcestruzzo.
Figura 42.1 - Modellazione scala a ginocchio