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L.15 Criteri di scelta
L.15.1 Soluzioni preferenziali
La coesistenza di varie tipologie strutturali ad armatura pretesa e ordinaria è correlata in gran
parte ad esigenze di carattere merceologico ed a fattori di consuetudine costruttiva locale.
Tuttavia per quanto attiene gli aspetti statici, i solai ad elementi precompressi offrono le
maggiori garanzie per quanto concerne resistenza a fessurazione e minore deformabilità e su
di essi dovrebbe pertanto indirizzarsi la preferenzialità nelle scelte.
Dal punto di vista funzionale prevalgono considerazioni rivolte alla fisionomia organizzativa
dell’impresa ed alle condizioni d’impiego. Di specifica applicazione nelle medie costruzioni e
nella ristrutturazione edilizia risultano i solai a travetti.
Essi sono convenienti anche in cantieri grandi con edifici aventi una distribuzione
planimetrica complessa o non regolare.
I pannelli alveolari, particolarmente congeniali all’edilizia industriale (viste anche le
caratteristiche di autoportanza), possono trovare conveniente applicazione anche nell’edilizia
civile, soprattutto con le soluzioni di minor spessore.
I solai a lastre prefabbricate, specialmente adatti per medie e grandi portate, sono di
prevalente impiego nell’edilizia industriale, sociale e del terziario.
Le lastre tralicciate ad a.l. consentono maggiore flessibilità geometrica e vengono pertanto
utilizzate anche in edilizia civile, soprattutto come copertura di autorimesse, in virtù delle loro
caratteristiche antincendio.
L.15.2 Guida al predimensionamento
L’esigenza primaria da assolvere, nel senso che deve precedere il dimensionamento agli
effetti tensionali, è la definizione di un’altezza strutturale di solaio che preservi dall’eccessiva
deformazione elastica.
Per i solai in edilizia residenziale, costituendo di fatto il sovraccarico una invariante, risulta
più agevole la correlazione luce-altezza.
A copertura del vasto campo applicativo inerente all’edilizia industriale ed al terziario, con
solai generalmente su medie e grandi portate, caratterizzati inoltre da consistenti variazioni
nel valore del carico totale “s” (accidentale più permanente) si ritiene proponibile l’uso del
diagramma seguente.
Tale diagramma fornisce i valori di K (parametro dimensionale) in funzione della luce l ( in
metri) e delle condizioni vincolari, valore che inserito nella relazione:
[s] = [KN/m2]
H = 4, 64 K 3 s
permette di trovare l’altezza totale H del solaio in cm.
1° esempio:
l = 8,75 m
s = 11,00 KN/m2
vincolo: semplice appoggio
K = 4,70
H = 4, 64 4,70 111/ 3 = 48, 5 cm = l / 18
222
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Inserire figura:
ArtsPDF - SOLAI/pag 219.tif
Figura L.15.1 – Andamento dei valori del parametro dimensionale K in funzione della luce L e delle
condizioni vincolari del solaio.
2° esempio:
l = 7,50 m
s = 6,50 KN/m2
vincolo: continuità
K = 3,40
H = 4, 64 3,40 6, 501/ 3 = 29, 5 cm = l / 25
il metodo risponde alla condizione f l / 1000 (freccia in campata) pur limitando le
condizioni vincolari alle due situazioni fondamentali e tenendo conto delle variazioni del
sovraccarico s, costituisce un’utile e necessaria integrazione alle sommarie indicazioni sui
rapporti di snellezza contenute nelle norme.
Queste in particolare, per i solai alleggeriti con blocchi in laterizio forniscono i seguenti
valori:
H l/25 per solai ad armatura ordinaria
H l/30 per solai ad elementi precompressi.
Si può infine ricordare che un accettabile metodo di scelta dell’altezza di un solaio è quello di
abbinare alle imposizioni normative, il controllo della deformazione, di fondamentale
importanza anche per il comportamento strutturale delle opere sussidiarie gravanti sul solaio
quali pareti, tramezzi e carichi locali.
Naturalmente quanto detto sulla scelta dell’altezza di un solaio e delle sua rigidezza, può non
essere esteso alla generalità dei casi, ma costituisce un’utile indicazione, considerando che la
deformazione di un solaio deve essere valutata dal progettista in funzione delle condizioni
effettive di esercizio.
223
Nome file: 5_(8).doc
L.15.3 Solai a tecnologia mista
L’importanza del recupero e della ristrutturazione in edilizia, viene sempre più evidenziata da
interventi e soluzioni che assicurano a questo comparto uno sviluppo sempre più crescente,
sia per la maggior sensibilità in tema di conservazione e recupero anche di edifici “comuni”,
sia per una rivalutazione ambientale e storica del patrimonio edilizio esistente. Solitamente si
tratta di interventi sul costruito che richiedono tecnologie particolari, materiali compatibili fra
vecchio e nuovo, prodotti di finitura adeguati all’architettura da conservare e restaurare,
arricchimento del confort ambientale. A questi fini, la gamma di componenti e prodotti
esistenti, si è ampliata con nuove tipologie costruttive anche al di fuori della tecnica specifica
del laterizio e del calcestruzzo. Il solaio a travetti in legno lamellare e normalmente tavelle in
cotto a vista come soffitto, si inserisce in questa linea di interventi non solo di recupero, ma
anche di nuova edilizia per quelle soluzioni di pregio già della tradizione costruttiva, ma
riproposte ora con una tecnologie industrializzata per componenti di qualità. Questa tipologia
di solaio per la sua morfologia, è caratterizzato da leggerezza, facilità di posa, adattabilità
planimetrica, semplicità di ancoraggio a strutture esistenti o di nuova realizzazione.
L.15.3.1 Solaio in legno lamellare e laterizio a vista
Costituito da travetti in legno lamellare a sezione rettangolare con piede di 12 cm, altezza
standard di 13,2 – 16,5 – 19,8 – 23,1 cm è caratterizzato da un’armatura metallica a traliccio
elettrosaldato e zincato fuoriuscente all’estradosso del travetto ed a questo saldato con resine
epossidiche in modo da realizzare a solaio gettato, una struttura mista legno-cemento armato
di adeguata portata e rigidezza. Sui travetti disposti normalmente ad interasse di 55 cm si
posano a secco delle tavelle forate in cotto di 5 cm di spessore appositamente sagomate ai
bordi per abbinarsi ad incastro e fungenti da cassero per il getto di una soletta superiore in
calcestruzzo armato come per un comune solaio a travetti e blocchi. Il legno dei travetti
normalmente è tinto color noce, ma può a richiesta essere adeguato a colorazioni di altre
essenze; le tavelle all’intradosso sono a vista con superficie sabbiata.
Inserire figura:
ArtsPDF - SOLAI/pag 222.tif
Figura L.15.2 – Schema di sezione di solaio in legno lamellare e laterizio a vista.
224
Nome file: 5_(8).doc
L.15.3.2 Elementi progettuali dei solai in legno lamellare e laterizio a vista
Solaio in
Legno lamellare e
laterizio a vista
Interasse i = 55 cm
Inserire figura:
ArtsPDF - SOLAI/pag 223.tif
19,8
24,8
23,1
28,1
[cm] [KN/m2]
22,2
1,70
23,2
1,95
25,5
1,73
26,5
1,98
28,8
1,76
29,8
2,01
32,1
1,79
33,1
2,04
tavolati
21,5
[cm]
4
5
4
5
4
5
4
5
pavimento
16,5
Peso proprio solaio
[cm]
18,2
Totale
Travetto e tavella
[cm]
13,2
Soletta
Travetto
LUCI LIMITE D’IMPIEGO (per montaggi con e senza rompitratta in presenza di tavolati divisori)
Altezza solaio
Sovraccarichi
Luci limite d’impiego
Per
Per montaggio
permanenti
accidenta
montaggio
senza
li
con
rompitratta
rompitratta
interasse
m 2,40
[KN/m2]
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
0,80
[KN/m2]
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
[KN/m2]
2,00
2,00
2,00
2,00
2,00
2,00
2,00
2,00
[m]
4,44
4,58
4,93
5,07
5,39
5,54
5,83
5,99
[m]
3,50
3,50
4,31
4,31
5,09
5,09
5,83
5,85
Le ipotesi per la determinazione delle caratteristiche prestazionali sono:
modulo di elasticità del
calcestruzzo
Ecls = 25000 N/mm2
Modulo di elasticità del legno
lamellare
Ell = 9000 N/mm2
Coefficiente di
omogeneizzazione
Ecls/Ell = 2,77
Nelle determinazioni dei dati utili d’impiego sono stati considerati i seguenti valori limite:
Materiali
Calcestruzzo
Legno lamellare
Resistenza caratteristica
[N/mm2]
Rck 25
Tensioni ammissibili
[N/mm2]
c = 8,5
ll 8 – taglio ll 0,6
La struttura in legno lamellare e laterizio, oltre che nei solai, può essere convenientemente
impiegata con falda inclinata di sottotetto a vista per ambienti di particolare utilizzo quali
mansarde e tavernette.
225
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L.15.3.3 Consigli per la posa in opera
Rompitratta
In fase di posa e getto è necessario predisporre un rompitratta intermedio ad interasse
variabile fra i 2,00 ÷ 2,50 metri in funzione della luce.
Posa travetti
I travetti, avvolti in una guaina protettiva in poliestere, dovranno appoggiare sulle
strutture portanti (travi o murature) per almeno 7 ÷ 10 cm.
Sul piano d’appoggio, ben costipato e livellato, verrà successivamente disposta l’armatura
dei cordoli di imposta in cui confluirà anche la sporgenza di testata del traliccio.
Posa tavelle
Lasciando protetto il legno, occorrerà liberare il traliccio metallico dall’avvolgimento di
polietilene ed accostare ad incastro le tavelle in laterizio sul bordo superiore dei travetti,
controllandone sempre la complanarità.
Getto di completamento
Il collegamento con le strutture portanti di perimetro o intermedie deve essere realizzato
con rete elettrosaldata appoggiata sui bracci sporgenti del traliccio e da eventuali armature
integrative d’appoggio.
Le tavelle dovranno essere adeguatamente bagnate e il getto della soletta e del cordolo di
bordo, da prevedersi di classe non inferiore ai 25,0 N/mm2, ben costipato, e non
eccessivamente fluido.
Disarmo
A stagionatura avvenuta si provvederà a liberare completamente i travetti dalla guaina di
protezione tagliando l’involucro a filo d’appoggio delle tavelle e ad eliminare eventuali
macchie o residui di conglomerato.
Inserire figura:
ArtsPDF - SOLAI/1 di pag 225.tif
Figura L.15.3 – Particolare d’incrocio complanare dei travetti mediante inserimento della testata in
apposite scarpe metalliche.
226
Nome file: 5_(8).doc
Inserire figura:
ArtsPDF - SOLAI/2 di pag 225.tif
Figura L.15.4 – Particolare d’appoggio dei travetti in legno sulle strutture portanti.
L.16 I solai nel contesto strutturale dell’edificio
L.16.1 Le azioni sui solai
Le azioni sui solai si esplicano essenzialmente sotto forma di forze verticali (distribuite e
concentrate) e vengono di norma considerate statiche, ossia tali da non imprimere
accelerazioni traducibili in incrementi significativi di intensità delle azioni medesime.
Le azioni possono essere distinte essenzialmente in:
Azioni permanenti:
peso proprio;
peso di elementi costruttivi portanti;
cedimenti di vincoli
precompressione
Azioni variabili:
di lunga durata:
neve e vento;
peso di mobili e suppellettili;
peso di merce immagazzinata;
peso di automobili parcheggiate;
effetti reologici
di breve durata:
carico dovuto a persone;
carico dovuto a veicoli in transito;
variazioni di temperatura;
azioni sismiche e/o dinamiche
Le azioni di tipo a) sono azioni fisse, vale a dire a dislocazione spaziale determinata, mentre
le b) sono azioni libere che comportano l’analisi della loro dislocazione più gravosa sul
solaio.
227
Nome file: 5_(8).doc
Nella verifica con il metodo delle tensioni ammissibili si assumevano i valori dei carichi
indicati nel D.M. 16/01/1996. Nella verifica con il metodo agli stati limite gli stessi valori
possono essere considerati ancora quali valori caratteristici di orientamento. Per ogni altra
azione si dovrà fare riferimento alle apposite regolamentazioni in vigore.
L.16.1.1 Carichi permanenti
In mancanza di conoscenza diretta, valori orientativi dei carichi permanenti si possono
valutare in base ai pesi unitari riportati nelle tabelle del D.M. 16/01/1996. Per gli
orizzontamenti delle ordinarie case di abitazione, il carico costituito da tramezzi di peso
minore di 1,50 KN/m2 potrà essere ragguagliato ad un carico uniformemente distribuito
quando i solai abbiano adeguata capacità di ripartizione trasversale.
L.16.1.2 Carichi accidentali di esercizio
L’entità dei carichi accidentali di esercizio, comprensivi degli effetti dinamici ordinari, a parte
quanto previsto da regolamenti specifici può desumersi dal prospetto riportato.
Per officine con servizio pesante, autorimesse, magazzini ed altri locali destinati a portare
carichi eccezionali i sovraccarichi dovranno determinarsi caso per caso in base ad analisi
specifica.
228
Nome file: 5_(8).doc
L.16.1.3 Valori dei sovraccarichi variabili per edifici (secondo il D.M. 16/01/1996)
Verticali
ripartiti
[KN/m2]
Verticali
concentrati
[KN]
Ambienti non suscettibili di affollamento (locali abitazione e relativi
servizi, alberghi, uffici non aperti al pubblico) e relativi terrazzi a
livello praticabili. …………………………………………………….
2,00
2,00
Ambienti suscettibili di affollamento (ristoranti, caffè, banche,
ospedali, uffici aperti al pubblico, caserme) e relativi terrazzi a
livello praticabili. ……………………………………………………
3,00
2,00
Ambienti suscettibili di grande affollamento (sale convegni, cinema,
teatri, chiese, negozi, tribune con posti fissi) e relativi terrazzi a
livello praticabili. …………………………………………………….
4,00
3,00
Sale da ballo, palestre, tribune libere, aree di vendita con esposizione
diffusa (mercati, grandi magazzini, librerie, ecc.) e relativi terrazzi a
livello praticabili, balconi e scale. …………………………………...
5,00
4,00
5
Balconi, ballatoi e scale comuni (esclusi quelli pertinenti alla Cat. 4).
4,00
2,00
6
Sottotetti accessibili (per sola manutenzione). ………………………
1,00
2,00
7
Coperture:
non accessibili; ………………………………………….
accessibili: secondo categoria di appartenenza (da 1 a 4);
speciali (impianti, eliporti, altri): secondo il caso. ……...
0,50
––
––
1,20
––
––
2,50
2 10,0
6,00
6,00
Cat.
Tipo di locale
1
2
3
4
8
9
Rimesse e parcheggi:
per autovetture di peso a pieno carico fino a 30 KN; …...
per transito di automezzi di peso superiore a 30 KN: da valutarsi
caso per caso.
Archivi, biblioteche, magazzini, depositi, laboratori, officine e
simili: da valutarsi secondo il caso, ma comunque: …………………
229
Nome file: 5_(8).doc
L.16.1.4 Sovraccarichi permanenti (pesi propri e portati)
PESI PER ELEMENTI COSTRUTTIVI
MATERIALI
Calcestruzzi
Calcestruzzo ordinario (non armato)
Calcestruzzo armato, ordinario e precompresso
Malte
Malta di calce
Malta di cemento
Malta bastarda (di calce o cemento)
Malta di gesso
Intonaco
Peso dell’unità
di volume o di
superficie
[KN/m3]
24
25
18
21
19
12
20
Manti di copertura
Manto impermeabilizzante di asfalto o simile
Manto impermeabilizzante prefabbricato con strati bituminosi di feltro, di vetro e
simili
Tegole maritate (embrici e coppi)
Sottotegole di tavelloni forati (spessori 3 + 4 cm)
Lamiere di acciaio ondulate o nervate
Lamiere di alluminio ondulate o nervate
Lastre traslucide di resina artificiale, ondulate o nervate
Lastre ondulate di amianto-cemento
[KN/m2]
0,03
Materiali di costruzione
Sabbia
Ghiaia e pietrisco
Sabbia e ghiaia bagnata
Sabbia e ghiaia asciutta
Calce in polvere
Cemento in polvere
Cenere di coke
Ceneri volanti
Gesso
Pomice
[KN/m3]
17
15
20
19
10
14
7
10
13
7
Laterizio
Muratura di mattoni pieni
Muratura di mattoni semipieni
Muratura di mattoni forati
0,10
0,60
0,35
0,12
0,05
0,10
0,20
18
10
9
230
Nome file: 5_(8).doc
I sovraccarichi verticali concentrati formano oggetto di verifiche locali distinte e non vanno
sovrapposti ai corrispondenti ripartiti; essi vanno applicati su un’impronta di 50 50 mm,
salvo che per la cat. n. 8, per la quale si applicano su due impronte di 200 200 mm, distanti
1,60 metri. I valori riportati nel prospetto sono da considerare come minimi, per condizioni di
uso corrente delle rispettive categorie. Altri regolamenti potranno imporre valori superiori, in
relazione ad esigenze specifiche. I sovraccarichi indicati nel presente paragrafo non vanno
cumulati, sulle medesime superfici, con quelli relativi alla neve. In presenza di sovraccarichi
atipici (quali macchinari, serbatoi, depositi interni, impianti, ecc.) le intensità andranno
valutate caso per caso, in funzione dei massimi prevedibili; tali valori dovranno essere
esplicitamente indicati nelle documentazioni di progetto e di collaudo statico.
L.16.1.4 Effetti termici
Per le strutture in c.a. e c.a.p. si ammettono scarti di temperatura rispetto alla media locale
pari a ± 15°C per le strutture direttamente esposte e 10°C per quelle non direttamente esposte
alle variazioni atmosferiche. In generale la variazione di temperatura potrà essere considerata
uniforme per tutte le membrature di una costruzione: qualora però siano prevedibili differenze
sensibili di temperatura per la diversità di esposizione ed altro, ne dovrà essere tenuto debito
conto. A tale proposito si può ritenere che l’effetto termico sia di scarso rilievo nei normali
solai intermedi non esposti a escursioni termiche rilevanti, mentre assume notevole
importanza nei seguenti casi:
solai confinanti con l’esterno (porticati, coperture piane, coperture a falda);
solai in edifici con impianto di riscaldamento caratterizzato da un forte grado di
intermittenza (edifici scolastici).
In questi casi oltre a proteggere mediante adeguate coibentazioni le superficie dei solai a
contatto con l’ambiente esterno, giova interrompere la continuità trasversale mediante giunti
di dilatazione ogni 4 cm circa, come indica il prospetto che segue.
Inserire figura:
ArtsPDF - SOLAI/pag 231.tif
Figura L.15.5 – Particolari di interruzione della continuità mediante giunto di dilatazione.
L.16.1.5 Effetti reologici
Sono essenzialmente dovuti alla viscosità ed al ritiro dei conglomerati. Il fenomeno viscoso si
traduce principalmente in un aumento delle deformazioni. Al ritiro conseguono un aumento
della c in zona compressa e della ct in zona tesa con migrazione di tensioni al laterizio che
può portarsi ad uno stato microfessurato. Ne deriva come sia del tutto sconsigliabile l’uso di
cementi che diano luogo ad eccessivi fenomeni di ritiro.
231
Nome file: 5_(8).doc
L.16.2 I solai in zona sismica
Ai solai in zona sismica è essenzialmente richiesto un efficiente funzionamento a “diaframma
orizzontale rigido” per assicurare il trasferimento e la ripartizione delle azioni sismiche sugli
elementi strutturali verticali.
La funzione di collegamento orizzontale, di importanza fondamentale per la stabilità globale
di una struttura in zona sismica, è imperniata su tre requisiti che il solaio deve possedere:
resistenza adeguata alle azioni previste in esercizio;
rigidezza sia trasversale che nel proprio piano;
collegamento efficace con le strutture verticali.
L.16.2.1 Criteri generali di dimensionamento
Il conseguimento dei tre suddetti requisiti si fonda sull’applicazione dei seguenti criteri pratici
di dimensionamento sia del solaio che dei collegamenti:
l
rapporto di snellezza (solai ad elementi in c.a.p.
25 , solai ad armatura ordinaria
H
l
20 );
H
larghezza massima blocchi in laterizio (al netto di alette e naselli) 42 cm;
tensione di esercizio massima armatura ordinaria 240 N/mm2;
spessore minimo soletta collaborante (per qualunque tipologia) 4 cm;
armatura minima soletta (trasversale alla luce) 6/25 cm;
interasse massimo nervature trasversali di collegamento 2,2 metri;
armatura minima nervature di collegamento 4 10;
staffatura minima nervature di collegamento 6/25 cm.
Qualora la tipologia del solaio non consenta la realizzazione di nervature trasversali di
collegamento sarà opportuno incrementare adeguatamente lo spessore minimo della soletta e
la relativa armatura di distribuzione.
Per applicazioni su muratura valgono le seguenti ulteriori indicazioni:
larghezza cordolature orizzontali
= spessore del muro - 6 cm;
altezza cordolature orizzonatli
= altezza solaio; 15 cm;
staffatura cordolature orizzontali
= 6/25 cm.
Per assicurare il richiesto effetto di incatenamento le intersezioni delle armature dei cordoli
potranno avere le disposizioni rappresentate nella fig. L.15.6.
232
Nome file: 5_(8).doc
Inserire figura:
ArtsPDF - SOLAI/pag 233.tif
Figura L.15.6 – Particolari delle intersezioni delle armature dei cordoli di solai in zona sismica.
L’appoggio dei solai sulle murature deve estendersi almeno per una profondità pari a metà
cordolo, con un minimo di 12 cm. Per i solai realizzati con travetti prefabbricati in cemento
armato ordinario e precompresso la costituzione di un ancoraggio efficace agli effetti dei
momenti e delle azioni orizzontali e verticali può compendiarsi nel modo raffigurato in fig.
L.15.7, da cui si ravvisa anche l’opportunità di presidiare i nodi anche con armatura atta a
sopperire ad inversioni di segno del momento.
Inserire figura:
ArtsPDF - SOLAI/pag 234.tif
Figura L.15.7 – Particolari delle armature integrative agli estremi della campata del solaio per
l’inversione dei momenti.
233