Milano, CPT 20 Aprile 2011 IL PROGETTO DEI SOLAI A PIASTRA: ALCUNI ASPETTI PROGETTUALI Dott. Ing. Pierpaolo Cicchiello (info@cicchiello.

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1 Milano, CPT 20 Aprile 2011 IL PROGETTO DEI SOLAI A PIASTRA: ALCUNI ASPETTI PROGETTUALI Dott. Ing. Pierpaolo Cicchiello (info@cicchiello.it) Ordine Ingegneri Monza Vicepresidente Commissione Strutture GLIS (Gruppo di Lavoro Isolamento Sismico, Anti-Seismic Systems International Society) AISC Professional Member (American Institute of Steel Construction) Ingegnere OTIA (Canton Ticino, Svizzera) n 5300 Direttore ANTISISMICA di Ispettore Strutturale Qualificato di Qualitech S.r.l. Cicchiello Ingegneria Integrata - Uffici: Milano, Bergamo, Monza

2 Conviene progettare un solaio a piastra piena? Fissate le altre condizioni (pianta architettonica, destinazione d uso, terreno), un solaio a piastra piena offre i seguenti vantaggi: 1. E meno invasivo per l architettura (maggiore libertà distributiva) 2. E più coerente con il comportamento effettivo della struttura Ha una minore incidenza di costo unitario (Geom. F. Turazzi) Pesa quanto uno in latero-cemento (Geom. F. Turazzi) 2 di 52

3 Perché un solaio a piastra piena? Un solaio a piastra piena offre ANCHE i seguenti vantaggi: 3. Ha un MIGLIORE comportamento in caso di SISMA 4. Assorbe MEGLIO cedimenti differenziali terreno 5. Ha un comportamento termico PARAGONABILE 6. Ha un comportamento acustico MIGLIORE 7. Ha una MIGLIORE resistenza al fuoco 8. Minore sensibilità alle foronomie ex-post 3 di 52

4 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: Con un telaio tradizionale la disposizione dei PILASTRI pone vincoli maggiori Il rispetto delle NTC2008 (Gerarchia delle Resistenze) comporta di necessità, soprattutto in zone ad elevata intensità sismica, l adozione di TRAVI RIBASSATE per assicurare una rigidezza adeguata alla struttura tridimensionale La PIASTRA PIENA offre migliore capacità di distribuzione delle sollecitazioni generate dai sismi (ottica PRESTAZIONALE), ossia è più OMOGENEAMENTE SISMO- RESISTENTE 4 di 52

5 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: PILASTRI SOLO SUL PERIMETRO 5 di 52

6 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: 6 di 52

7 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: 7 di 52

8 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: PILASTRI SOLO SUL PERIMETRO 8 di 52

9 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: 9 di 52

10 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: 10 di 52

11 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: 11 di 52

12 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: 12 di 52

13 1 - MINORI VINCOLI Architettonici 1) Maggiore LIBERTÀ DISTRIBUTIVA: Redesco Srl 13 di 52

14 2 - Modellazione strutturale più COERENTE 2) Coerenza tra MODELLO e COMPORTAMENTO EFFETTIVO: Anche nel solai tradizionali si dovrebbe sapere che almeno il 35-40% dei carichi fluisce sugli appoggi per via DIRETTA, grazie all effetto ARCO. Il modello a PIASTRA, meglio dello studio con un modello a TELAIO, approssima il REALE COMPORTAMENTO delle strutture orizzontali 14 di 52

15 2 - Modellazione strutturale più COERENTE 2) MODELLO e COMPORTAMENTO EFFETTIVO: 15 di 52

16 3 - Migliore resistenza SISMICA 3) Comportamento in caso di SISMA Input SISMICO funzione della massa Comportamento dell insieme strutturale Sforzi meglio distribuiti (SOLETTA PIENA) Smorzamento maggiore a parità di altre condizioni 16 di 52

17 3 - Migliore resistenza SISMICA 3) Comportamento in caso di SISMA Input SISMICO funzione della massa: A parità del resto, il solaio a PIASTRA PESA MENO di quello TRADIZIONALE, quindi subisce una MINORE ACCELERAZIONE 17 di 52

18 3 - Migliore resistenza SISMICA 3) Comportamento in caso di SISMA 1. Comportamento dell INSIEME STRUTTURALE 2. Sforzi meglio DISTRIBUITI 3. SMORZAMENTO MAGGIORE a parità di altre condizioni: La PIASTRA PIENA, con il suo comportamento D INSIEME, garantisce meglio del TELAIO TRADIZIONALE una PARTECIPAZIONE DIFFUSA ai meccanismi DISSIPATIVI 18 di 52

19 4 - Cedimenti Differenziali meno dannosi 4) CEDIMENTI differenziali TERRENO: Per un dato terreno, la sensibilità delle porzioni non strutturali (tamponamenti, pavimenti, serramenti) ad un DATO input sismico dipende dalla deformabilità della struttura. La deformabilità della struttura con solai a piastra piena è minore a parità di input sismico Dal punto di vista che ci riguarda, per un assegnato livello di deformazione (ammissibile per la salvaguardia degli elementi non strutturali) i cedimenti differenziali ammissibili sono maggiori nella piastra piena quindi: LE FONDAZIONI DEGLI EDIFICI CON SOLAI A PIASTRA PIENA, ceteris paribus, HANNO DIMENSIONI INFERIORI 19 di 52

20 5 - Comportamento TERMICO 5) Comportamento TERMICO 20 di 52

21 5 - Comportamento TERMICO 5) Comportamento TERMICO SOLAIO TRADIZIONALE 21 di 52

22 5 - Comportamento TERMICO 5) Comportamento TERMICO SOLAIO PIASTRA PIENA 22 di 52

23 5 - Comportamento TERMICO 5) Comportamento TERMICO 23 di 52

24 5 - Comportamento TERMICO 5) Comportamento TERMICO 24 di 52

25 5 - Comportamento TERMICO 5) Comportamento TERMICO LC PP 25 di 52

26 6 - Comportamento ACUSTICO 6) Comportamento ACUSTICO: I due parametri che ci interessano sono: 1. POTERE FONOISOLANTE. Riguarda l isolamento dai rumori provenienti dall altro lato del solaio di origine aerica 2. PRESSIONE SONORA DA CALPESTIO. Riguarda l isolamento dal rumore causato del calpestio sul solaio soprastante 26 di 52

27 6 - Comportamento ACUSTICO 6) Comportamento ACUSTICO: 27 di 52

28 7 - RESISTENZA AL FUOCO 7) Resistenza al FUOCO Le PIASTRE PIENE hanno il COPRIFERRO GARANTITO Nei telai tradizionali NO Approccio ingegneristico all Ingegneria antincendio: applico al solaio un INCENDIO DI PROGETTO Come varia, nel tempo, la resistenza al fuoco per un solaio TRADIZIONALE e per un solaio a PIASTRA PIENA 28 di 52

29 7 - RESISTENZA AL FUOCO 7) Resistenza al FUOCO Le PIASTRE PIENE hanno il COPRIFERRO GARANTITO I telai tradizionali NO 29 di 52

30 7 - RESISTENZA AL FUOCO 7) Resistenza al FUOCO Approccio ingegneristico all Ingegneria antincendio: 1. applico al solaio un INCENDIO DI PROGETTO 2. Studio come varia, nel tempo, la resistenza al fuoco Per un solaio TRADIZIONALE (pochi elementi) il decadimento delle prestazioni è più rapido che per un solaio a PIASTRA. Con le NTC2008 questo aumenta il vantaggio delle PIASTRE PIENE (GdR) 30 di 52

31 8 - FORONOMIE EX-POST 8) Le FORONOMIE ex-post : Solaio TRADIZIONALE: FORO SULLA TRAVE 4 t*m 250 MPa 327 Mpa (+31%) 31 di 52

32 8 - FORONOMIE EX-POST 8) Le FORONOMIE ex-post : Solaio TRADIZIONALE: FORO SULLA TRAVE 1.72 mm 2.22 mm(+29%) 32 di 52

33 8 - FORONOMIE EX-POST 8) Le FORONOMIE ex-post : Solaio a PIASTRA: FORO nella PIASTRA [Kg*m] [Kg*m] 33 di 52

34 IL PUNZONAMENTO 34 di 52

35 IL PUNZONAMENTO: PERIMETRO CRITICO 35 di 52

36 IL PUNZONAMENTO Valutazioni accorte per spessori < 20 cm Le soluzioni dei produttori spesso sono la soluzione per il Produttore (!!) Ricordiamoci di essere INGEGNERI: 36 di 52

37 IL PUNZONAMENTO Quando essere Ingegneri non basta Ricordiamo di essere ITALIANI: 37 di 52

38 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 1. SCELTA SPESSORE PRIMO TENTATIVO: (LUCE!!!!! CARICHI!) 2. MODELLAZIONE DI UN LIVELLO 3. IPOTESI ARMATURA DI BASE 4. STIMARE ENTITA INTEGRAZIONI 5. OTTIMIZZARE SPESSORE (+/- 1 cm) 6. OTTIMIZZARE ARMATURA BASE 7. MODELLAZIONE 3D COMPLESSIVA 8. CALCOLARE INTEGRAZIONI 9. VERIFICA DEFORMABILITA A TEMPO 38 di 52

39 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 1.SCELTA SPESSORE PRIMO TENTATIVO LUCE E SPESSORE STRUTTURALI! (al netto di copriferro): PIASTRE PIENE: 1/20 1/27 Campata singola 1/25 1/32 Campate continue PIASTRE POST-TESE: 1/25 1/32 Campata singola 1/30 1/40 Campate continue 39 di 52

40 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 2. MODELLAZIONE DI UN LIVELLO 40 di 52

41 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 3. IPOTESI ARMATURA DI BASE 4. STIMARE ENTITA INTEGRAZIONI 41 di 52

42 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 3. IPOTESI ARMATURA DI BASE 4. STIMARE ENTITA INTEGRAZIONI 42 di 52

43 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 3. IPOTESI ARMATURA DI BASE 4. STIMARE ENTITA INTEGRAZIONI 43 di 52

44 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 3. IPOTESI ARMATURA DI BASE 4. STIMARE ENTITA INTEGRAZIONI 44 di 52

45 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 5.OTTIMIZZARE SPESSORE (+/- 1 cm) 6.OTTIMIZZARE ARMATURA BASE (+/- 1 passo di armatura: F8 - F10 - F12 - F14 - F16) 7.Ripetere PASSI DA 3 a 6 fino a CONVERGENZA 45 di 52

46 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 8. CALCOLARE INTEGRAZIONI 46 di 52

47 MODELLAZIONE: PASSI E CENNI 9. MODELLAZIONE 3D COMPLESSIVA 10. VERIFICA DEFORMABILITA A TEMPO 47 di 52

48 MODELLAZIONE: CENNI UNA PIASTRA QUASI ULTIMATA 48 di 52

49 I DUE PROGETTI DEL CONFRONTO LC 20+5 PP di 52

50 IL FUTURO (IN ITALIA, ALL ESTERO E GIA IL PRESENTE) I SOLAI INNOVATIVI: LA POST- TENSIONE La scienza non è nient'altro che una perversione se non ha come suo fine ultimo il miglioramento delle condizioni dell'umanità. (Nikola Tesla ) 50 di 52

51 Una strada disconnessa l'attenzione terrà desta su se stessa. Una strada ben asfaltata l'attenzione lascerà addormentata. Chi cammina ad occhi spenti, sarà una vela in balia degli eventi. Chi cammina con occhi attenti, sarà il fautore degli eventi. Cleonice Parisi 51 di 52

52 Nuotare controcorrente è indubbiamente più faticoso... ma è sicuramente più esaltante, perché non sai dove ti porta la corrente. Giulio Mattei VI RINGRAZIO DELL ATTENTA PARTECIPAZIONE e soprattutto BUONE PIASTRE PIENE A TUTTI! Per chiarimenti: info@cicchiello.it di 52