I solai latero-cementizi ed il metodo semiprobabilistico agli stati limite

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3 Liborio Cavaleri, Vitalba Accidenti I solai latero-cementizi ed il metodo semiprobabilistico agli stati limite Gli sviluppi alla luce del recente D.M. 2008

4 Copyright MMXII ARACNE editrice S.r.l. via Raffaele Garofalo, 133/A B Roma (06) isbn I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica, di riproduzione e di adattamento anche parziale, con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi. Non sono assolutamente consentite le fotocopie senza il permesso scritto dell Editore. I edizione: giugno 2012

5 INDICE 1 Generalità Principali prescrizioni normative Criteri di progetto Schemi di calcolo Progetto dell altezza Inviluppo dei momenti Verifica delle sezioni di estremità e fascia piena Verifica a taglio (par del D.M. 2008) Il calcolo di un solaio multi-campata Analisi dei carichi Schemi di calcolo Verifica dell altezza e progetto dell armatura Progetto dell armatura superiore nella sezione D Progetto dell armatura superiore nella sezione C della campata CD Progetto dell armatura superiore nella sezione C della campata BC Progetto dell armatura superiore nelle sezioni A e B della campata AB Diagrammi dei momenti resistenti e dei momenti di calcolo Verifica a taglio e verifica ad effetto arco-tirante Lunghezze di ancoraggio Lunghezze di sovrapposizione Distinta dei ferri di armatura Allegato Tabelle per il progetto/verifica di sezioni rettangolari inflesse Bibliografia V

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7 Liborio Cavaleri, Vitalba Accidenti 1 Generalità I solai costituiscono una delle unità tecnologiche cosiddette di partizione interna orizzontale. Essi hanno la funzione di assicurare una separazione orizzontale degli ambienti dal punto di vista fisico, ottico, acustico e termico in base alle diverse destinazioni d uso, e di garantire l equilibrio statico tramite l apparecchiatura costruttiva e consentire l installazione di impianti utili allo svolgimento delle attività d utenza. Dal punto di vista strutturale, il solaio deve assolvere le seguenti funzioni: sostegno del peso proprio e di quello dei carichi di esercizio ed accidentali; supporto del soffitto che può essere aderente o appeso; collegamento ed incatenamento dei muri perimetrali (o dei telai perimetrali), in modo da costituire un insieme scatolare in grado di resistere meglio alla spinta del vento e delle azioni sismiche; distribuzione delle azioni orizzontali tra le strutture verticali (C419). Dal punto di vista del comfort ambientale il solaio deve: assicurare una coibenza acustica soddisfacente, soprattutto per i solai intermedi di edifici multipiano; assicurare una buona coibenza termica, soprattutto per i solai di copertura; Infine il solaio deve avere un adeguata resistenza in caso d incendio. I primi solai furono in legno (Fig. 1). Una soluzione costruttivamente facile, ma che generalmente prevedeva spessori utili elevati, alta deformabilità meccanica, facilità di usura per effetto di agenti esterni, scarse caratteristiche di isolamento termico ed acustico, facilità di incendio. La normativa vigente (D.M. 14 gennaio 2008) prevede che i solai in legno siano integrati all estradosso da un getto di completamento in cls di spessore 1 1

8 2I solai latero I solai latero cementizi ed il metodo ed semiprobabilistico il metodo semiprobabilistico agli stati limite agli stati limite non inferiore ai 40 mm, dotato di un armatura di ripartizione a maglia incrociata, che conferisca loro rigidità. Per rendere solidale la soletta con la restante parte del solaio possono essere utilizzati dei connettori a taglio. I solai in legno hanno però una scarsa capacità di collegamento con la restante struttura portante e ciò li rende poco adatti per costruzioni in zona sismica. Travi principali Tavolato Travi secondarie a) b) Figura 1 Solaio in legno: a) intradosso; b) schema strutturale. Questi solai, usati fin dall antichità, hanno lasciato il posto nei primi anni del Novecento a quelli costituiti da travi metalliche e laterizi e poco dopo a quelli in latero-cemento costituiti da c.a. normale o precompresso e blocchi forati in laterizio. Lo schema costruttivo di questo tipo di solai è molto simile a quello dei solai in legno, dove le travi principali sono sostituite dai travetti in c.a. gettati in opera o prefabbricati e il tavolato e le travi secondarie, su cui viene posata la pavimentazione, sono sostituiti da una soletta in c.a. Il vuoto che restava tra le travi, nei solai in legno, è riempito da elementi di laterizio che così garantiscono la uniformità dell intradosso. In relazione alla modalità d esecuzione distinguiamo due tipi di solai laterocementizi: 2

9 Liborio Cavaleri, 1. Genralità Vitalba Accidenti 3 Solai gettati in opera: I blocchi di laterizio ed il c.a. vengono posizionati su un impalcato di sostegno provvisorio (Fig. 2) che viene smontato non appena il conglomerato ha raggiunto una resistenza meccanica sufficiente (comunque non prima di 28 giorni). Dopo aver sistemato tutti i blocchi e prima di procedere con il getto di completamento di calcestruzzo, si posizionano i ferri di armatura ricorrendo all uso di distanziatori o di sistemi equivalenti in modo da assicurare che, nella fase di getto stesso, i ferri mantengano una corretta disposizione. Solai con travetti prefabbricati: L onere maggiore, nella realizzazione di un solaio totalmente gettato in opera è la carpenteria, cioè la costruzione dell impalcato ligneo provvisorio. Per ovviare a questo inconveniente sono stati ideati i solai con travetti prefabbricati in cemento armato o cemento armato precompresso (Fig. 3). I travetti, a seconda delle loro caratteristiche, hanno capacità portanti più o meno elevate e sono in grado, quindi, di sostenere da soli il peso dei laterizi e del getto di completamento in calcestruzzo, aiutati solo da elementi provvisionali rompitratta situati ad intervalli regolari. Rispetto al solaio gettato in opera, conservano comunque una discreta flessibilità di adattamento anche a fabbricati di pianta complessa. 3

10 4I solai latero I solai latero cementizi ed il metodo ed semiprobabilistico il metodo semiprobabilistico agli stati limite agli stati limite Figura 2 Solaio misto in c.a. e laterizio gettato in opera a) b) Figura 3 Solai con travetti prefabbricati a traliccio (a) e precompressi (b). In base alla funzione assolta dai laterizi si distinguono solai con blocchi di laterizio collaboranti e solai con blocchi di laterizio non collaboranti. In Fig 4 si riporta un esempio di tali tipologie. a) b) Figura 4 Esempio di blocchi collaboranti (a) e blocchi non collaboranti (b). 4

11 Liborio Cavaleri, 1. Genralità Vitalba Accidenti 5 I blocchi non collaboranti hanno funzione di alleggerimento; in unione con il calcestruzzo di completamento le pareti laterali dei blocchi e la parete orizzontale superiore possono, se è garantita una perfetta aderenza con il calcestruzzo, partecipare alla resistenza alle forze di taglio e all aumento della rigidezza flessionale rispettivamente. I blocchi collaboranti hanno invece funzione statica in collaborazione con il conglomerato; essi partecipano alla definizione della sezione resistente ai fini delle verifiche agli stati limite di esercizio e ultimi, nonché delle deformazioni. In Fig. 5 è riportato un diagramma a blocchi che sintetizza la classificazione prima effettuata: con blocchi collaboranti e non con blocchi collaboranti e non Figura 5 Classificazione dei solai latero-cementizi. Nel seguito verranno trattati i solai gettati in opera o con travetti non precompressi e blocchi non collaboranti. 5

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