Le peculiarità del sistema di alleggerimento COBIAX per i solai a piastra.

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1 Le peculiarità del sistema di alleggerimento COBIAX per i solai a piastra. L esperienza di Villa Lieta Area Ex Villa Lieta, via Carlo Ederle - via Francesco Anzani - Verona Il calcestruzzo si è tolto un gran peso

2 L EDIFICIO RESIDENZIALE VILLA LIETA NASCE COME INTERVENTO PRESTIGIOSO PER IL QUARTIERE DI BORGO TRENTO ADIACENTE AL CENTRO STORICO DI VERONA. LE ESIGENZE STRUTTURALI METTONO IN LUCE L UTILIZZO DEL SISTEMA DI ALLEGGERIMENTO COBIAX PER I SOLAI A PIASTRA. LA POSIZIONE DEL COSTRUENDO EDIFICIO IMPONE UN ATTENTA GESTIONE LOGISTICA DEL CANTIERE SVOLTA MOLTO BENE CON IL SISTEMA COBIAX. INOLTRE SI SONO RISOLTI ASPETTI LEGATI A: GEOMETRIE IRREGOLARI, ESIGENZE DI SPESSORE DI SOLAI RIDOTTI, AMPLIAMENTO DEGLI SPAZI LIBERI, ELIMINAZIONE DELLE TRAVI FUORI SPESSORE, RIDUZIONE DEGLI SCAVI DI FONDAZIONE, RIDUZIONE DI PILASTRI E PARETI, USO CONSAPEVOLE DELLE RISORSE

3 DESCRIZIONE PROGETTO L edificio si compone di 9 piani fuori terra e di 3 piani interrati. I pilastri e le pareti a sostegno dei solai fuori terra gravano in falso sul solettone H=100cm in getto pieno di piano terra. La progettazione statica dell edificio era vincolata da esigenze architettoniche, quali lo spessore dei solai che non poteva superare i 23cm ed il numero massimo dei pilastri che, per lasciare libertà nella progettazione degli interni, non poteva essere superiore a 27. Questo ha portato fin da subito a scartare la soluzione del sistema tradizionale monidirezionale in latero-cemento H=26cm (necessitava di 31 pilastri a sostegno della struttura e di travi ricalate, con conseguenti complicazioni architettoniche), orientando il team di progettazione verso il solaio con comportamento a piastra. Dal punto di vista sismico l edificio è inquadrabile come una struttura a pareti (resistenza al taglio alla base 65% della resistenza a taglio globale) in bassa duttilità (CD B ). Il calcolo dell edificio ad uso residenziale è stato affrontato studiando tre differenti soluzioni per i solai a piastra: 1) soletta piena di spessore H=20cm 2) soletta piena di spessore H=23cm 3) soletta Cobiax di spessore H=23cm Per ogni tipologia di solaio si sono prima verificati i benefici dal punto di vista statico/sismico, poi se ne è fatta una comparazione economica anche in riferimento ai costi del sistema tradizionale in latero-cemento scartato in partenza. Nella prima soluzione (soletta piena H=20cm) i solai dovevano poggiare necessariamente su 33 pilastri, 2 pareti ed i due vani scala in ca. Dal punto di vista statico la maggiore inerzia del solaio pieno H=23cm rispetto a quello H=20cm ha consentito l eliminazione di 6 pilastri ma ha necessitato dal punto di vista sismico (maggiore peso proprio del solaio) una ricalibrazione delle rigidezze con conseguente introduzione di due ulteriori pareti sismo-resistenti.

4 DESCRIZIONE PROGETTO Il solaio Cobiax H=23cm con elementi tipo S100/315 determina un peso proprio ridotto in campata di 140kg/mq mantenendo quasi inalterata l inerzia (ridotta solo del 4% rispetto al solaio H=23cm in getto pieno); questo conferisce alla soletta Cobiax prestazioni flessionali decisamente superiori a quello del solaio pieno di egual spessore. Tutto ciò porta notevoli vantaggi al comportamento statico della struttura che si ritrova sgravata di circa il 20% del peso proprio, con possibilità dunque di eliminare 6 pilastri (con tutti i benefici architettonici del caso) e di portare lo spessore definitivo del solettone a H=100cm consentendo allo stesso una freccia a tempo infinito agli SLE quasi permanenti inferiore a L/1000 a garanzia degli elementi fuori terra sensibili ai cedimenti differenziali. La riduzione in peso porta con se anche una riduzione delle forze orizzontali del 12% rispetto al solaio in getto pieno dello stesso spessore. Tale riduzione delle forze sismiche in gioco ha permesso di eliminare anche le due pareti sismo-resistenti necessarie con la soluzione a soletta piena H=23cm. In conclusione il solaio Cobiax è l unico a soddisfare le esigenze statico/architettoniche (nr. massimo di pilastri pari a 27) e quelle sismiche volte a non aumentare il numero delle pareti sismo-resistenti. Infine si è proceduto alla comparazione economica delle 3 soluzioni prese in esame assieme a quella del solaio tradizionale in latero-cemento. Nella prima comparazione dei costi si è tenuto conto della sola struttura fuori terra spalmando i costi di travi, pilastri e pareti sul mq di solaio delle differenti soluzioni. La seconda comparazione prende in conto la struttura nella sua interezza; nel costo a mq delle varie tipologie dei solai, oltre a pilastri, travi e pareti, si sono spalmati anche i costi del solettone e delle fondazioni. In entrambe le comparazioni economiche il solaio Cobiax è risultato il più economico. Il risparmio rispetto alla soletta piena di egual spessore è di 19,18 /mq, ovvero di sull intera struttura.

5 SCHEMA DELLE STRUTTURE DELL EDIFICIO DELL'EDIfICIO cm Copertura in legno in falso su soletta piena da 24 cm cm PIANO 9: soletta piena da 24 cm PIANO 8: soletta cobiax sp. 23 cm PIANO 7: soletta cobiax sp. 23 cm PIANO 6: soletta cobiax sp. 23 cm PIANO 5: soletta cobiax sp. 23 cm L' EDIFICIO FUORI TERRA GRAVA IN FALSO SUL SOLETTONE DI SPESSORE 100 CM DEL PIANO TERRA PIANO 4: soletta cobiax sp. 23 cm PIANO 3: soletta cobiax sp. 23 cm PIANO 2: soletta cobiax sp. 23 cm PIANO 1: soletta cobiax sp. 23 cm P. TERRA: solettone sp. 100 cm PIANO -1: soletta cobiax sp. 24 cm PIANO -2: soletta cobiax sp. 24 cm cm PLATEA: sp. 120 cm sp. 140 cm (vani scala) Opere speciali a sostegno degli scavi PIANTA PIANO TIPO fuori TERRA: COBIAX SP. 23 CM Opere speciali a sostegno degli scavi DATI DI PROGETTO Carichi statici Sistema sismo-resistente N piani fuori terra Estensione piani fuori terra N piani interrati Estensione piani interrati N totale impalcati Pilastri e Pareti Pareti mq mq 12 STRUTTURE verticali ELIMINATE RISPETTO A SOLETTA PIENA SP. 20 CM STRUTTURE verticali ELIMINATE RISPETTO A SOLETTA PIENA SP. 23 CM Il peso della struttura fuori terra ha influenzato le dimensioni di: - strutture verticali fuori terra - solettone al Piano Terra - fondazioni e strutture dell'interrato

6 1 SOLETTA PIENA H = 20 cm 2 SOLETTA PIENA H = 23 cm 3 SOLETTA H = 23 cm

7 soletta piena 20 cm

8 soletta piena 23 cm SOLETTA COBIAX H = 23 CM SCALA 1:150 STRUTTURE verticali ELIMINATE STRUTTURE verticali AggIUNTE STRUTTURE verticali SPOSTATE

9 soletta cobiax h = 23 CM SOLETTA COBIAX H = 23 CM SCALA 1:150

10 1 SOLETTA PIENA H = 20 cm 3 SOLETTA H = 23 cm

11 soletta piena H = 20 CM

12 soletta COBIAX H = 23 CM SOLETTA COBIAX H = 23 CM SCALA 1:150 STRUTTURE verticali ELIMINATE STRUTTURE verticali AggIUNTE STRUTTURE verticali SPOSTATE

13 soletta COBIAX H = 23 CM SOLETTA COBIAX H = 23 CM SOLETTA COBIAX H = 23 CM

14 STATICA CB 23 - SP 20 CB 23 - SP 23 fuori TERRA INTERRATO - 15'000 dan - 15'000 dan - 15'000 dan - 15'000 dan - 15'000 dan - 15'000 dan - 15'000 dan - 15'000 dan - 120'000 dan - 69'000 dan - 69'000 dan - 69'000 dan - 69'000 dan - 69'000 dan - 69'000 dan - 69'000 dan - 69'000 dan - 552'000 dan Il solaio cobiax da 23 cm: - ha p. proprio SP 20 cm - ha p. proprio < SP 23 cm - permette la riduzione del numero di PILASTRI rispetto alla soletta piena da 20 cm per le maggiori prestazioni statiche P. PROPRIO g1 TOTALE g1 + g2 + Q - 5 % - 20 % - 2 % - 9 % SISMICA CB 23 = Cobiax 23 cm SP 23 = Soletta piena 23 cm SP 20 = Soletta piena 20 cm CB 23 - SP 20 CB 23 - SP 23 fuori TERRA INTERRATO - 2'900 dan - 2'500 dan - 2'200 dan - 1'800 dan - 1'500 dan - 1'100 dan dan dan - 13'000 dan - 13'300 dan - 11'600 dan - 10'000 dan - 8'300 dan - 6'700 dan - 5'000 dan - 3'400 dan - 1'700 dan - 60'000 dan Il solaio cobiax da 23 cm: - determina f sismica SP 20 cm - determina f sismica < SP 23 cm - permette la riduzione del numero di PARETI rispetto alla soletta piena da 23 cm per la minor massa sismica P. PROPRIO g1 TOTALE g1 + g2 + ψ Q ψ = 0,3-5 % - 20 % - 3 % - 12 % CB 23 = Cobiax 23 cm SP 23 = Soletta piena 23 cm SP 20 = Soletta piena 20 cm

15 MAggIOR NUMERO DI PILASTRI NEL CASO IN ESAME IL SOLAIO COBIAX PERMETTE DI RISPETTARE TUTTE LE LIMITAZIONI IMPOSTE DALLA PROgETTAZIONE

16 comparazione economica COSTO FUORI TERRA MAggIOR NUMERO DI PILASTRI NEL CASO IN ESAME PER LA PARTE fuori TERRA: COSTO SOLAIO COBIAX < COSTO SOLAIO LATERO CEMENTO COSTO SOLAIO COBIAX < COSTO SOLETTA PIENA SP. 20 CM COSTO SOLAIO COBIAX < COSTO SOLETTA PIENA SP. 23 CM

17 NTO CM CM comparazione economica COSTO TOTALE MAggIOR NUMERO DI PILASTRI NEL CASO IN ESAME NELLA valutazione globale: COSTO SOLAIO COBIAX < COSTO SOLAIO LATERO CEMENTO COSTO SOLAIO COBIAX < COSTO SOLETTA PIENA SP. 20 CM COSTO SOLAIO COBIAX < COSTO SOLETTA PIENA SP. 23 CM N.B. NELLA COMPARAZIONE DEI COSTI NON SI E' TENUTO CONTO DEI vantaggi ECONOMICI DERIvANTI DALLA MAggIORE LIBERTA' NELLA DISPOSIZIONE ARCHITETTONICA DEgLI APPARTAMENTI E DELLA POSSIBILITA', RISPETTO AL SOLAIO IN LATERO-CEMENTO, DI REALIZZARE UN PIANO IN PIU' grazie AL RIDOTTO SPESSORE. L'ECONOMICITA' DEL SISTEMA COBIAX E' QUINDI SUPERIORE.

18 Il calcestruzzo si è tolto un gran peso