La progettazione di un pavimento industriale: esigenze di planarità per le diverse destinazioni d'uso

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1 La progettazione di un pavimento industriale: esigenze di planarità per le diverse destinazioni d'uso prof. ing. Sergio Tattoni Ordinario di Tecnica delle Costruzioni Università di Cagliari

2 Una domanda i pavimenti industriali ricadano nella legge 1086 del 1971 che disciplina le opera in ca, cap e acciaio? Dalla premessa del DM 14/01/2008: Le presenti Norme tecniche per le costruzioni definiscono i principi per il progetto, l esecuzione e il collaudo delle costruzioni, nei riguardi delle prestazioni loro richieste in termini di requisiti essenziali di resistenza meccanica e stabilità considerando il carattere prestazionale delle stesse, a mio avviso anche le pavimentazioni rientrano nel NTU 2

3 Richieste prestazionali -1 È ormai un dato comunemente accettato che le richieste prestazionali per i pavimenti sono oggi veramente elevate. 3

4 Richieste prestazionali - 2 I carichi concentrati delle ruote dei mezzi di servizio sono particolarmente gravosi sulla struttura pavimento. 4

5 Ulteriori requisiti prestazionali Fatto salvo che il pavimento, inteso come struttura, abbia la capacità di sostenere senza danneggiarsi (fessure, cedimenti) i carichi di progetto, la superficie del pavimento stesso deve assicurare il regolare esercizio delle attività dell azienda, che prevedono la mobilità di mezzi d opera. Si devono dunque soddisfare due ulteriori requisiti. Flatness Evenness Planarità? 5

6 Definizione di planarità La planarità è definita come la condizione per la quale la superficie del pavimento è: piana (even) (liscia, senza aree sopra-elevate o depressioni e non grezza) e orizzontale (level) (non ha pendenze, curvature e ondulazioni ancorché lunghe). (Yokoyama) 6

7 Perché la planarità I motivi del requisito di orizzontalità sono: Sicurezza nei confronti dell inciampo e caduta dei pedoni; Comfort di guida dei veicoli e sicurezza per le merci trasportate; Evitare il ristagno d acqua e l accumulo di fango. 7

8 Cause di non planarità La non planarità può essere causata dal sollevamento degli angoli e bordi di una lastra con differente contenuto di umidità o temperatura nello spessore della lastra (curling o warping). Si generano quindi piccoli gradini localizzati fra due lastre adiacenti, se non efficacemente spinottate. Gradini più alti di 3 4 mm sono considerati come causa di inciampo. Limiti più stretti possono essere posti per il transito di carrelli elevatori. 8

9 Requisiti di planarità DIN Toleranzen in Hochbau:Bauwerke Yokoyama Y. et alteri Method of Grading Flatness,

10 Requisiti particolari di planarità Limiti molto ristretti per la tolleranza di orizzontalità sono richiesti per le corsie di magazzini con alte scaffalature. Tali pavimenti sono parte integrante della tecnologia del sistema di immagazzinamento e pertanto i requisiti sono differenti da quelli degli edifici convenzionali. Si sta discutendo a livello normativo europeo se ridurre al 50% i valori precedentemente indicati per corridoi aventi larghezza di 2 m. 10

11 Come misurare la planarità Attualmente vi sono 3 modi principali di misurare la planarità. Negli SU è in uso il cosiddetto sistema F min ; In UK i requisiti sono definiti dal Concrete Society Report TR38; In D dalle DIN Tutti e tre i sistemi si basano sulla misura del dislivello fra le ruote anteriori del carrello elevatore. 11

12 Difficoltà nella misura Le DIN prescrivono l uso di dime rettilinee,ma questo metodo è risultato poco praticabile per grandi aree. È impossibile misurare l infinito numero di punti che potrebbero definire le irregolarità sotto una dima di lunghezza prescritta: si possono quindi effettuare misure con dime di lunghezze 4m, 2m ed 1m. Se è noto il percorso dei carrelli si può effettuare la misura in modo quasi continuo lungo di esso ottenendo un controllo elevato. 12

13 Difficoltà nella misura Qualunque sia la normativa che si vuole applicare, generalmente si usano strumenti conosciuti come profileografi. A livello di bozza delle BSI (pren :2006), si pensa di usare una sorta di simulatore di autoveicolo ed elaborare i risultati secondo il metodo descritto nell Appendice C del TR34. 13

14 Migliorare la misura Yokohama Y. Method of Grading Flatness, 2003 Strumenti di misura Dima di lunghezza 2m Livello di lunghezza 1.8 m Misuratore di spessore con sensibilità 0.1 mm Nastro adesivo e vernice. 14

15 titolo Yokohama Y. Method of Grading Flatness, Measuring procedure 1. Select the measurement point properly from the object floor. 2. Set up six measurement lines on the measurement point as shown in Figure 1. Make three vertical measurement lines as "A", "B" and "C" from the left, and three horizontal lines as "1", "2" and "3" from the top. 3. Put the straightedge on one measurement line so that the edge may align with the measurement line. 4. Measure the largest deviation between the floor surface and the straightedge by using the thickness gauge as shown in Figure 2. At that time, measure it from the side with which the line is aligns. Then, define the result as "the deviation of the measurement line." 5. Put the level vial on the straightedge. Observe the level vial, and insert the thickness gauge under the level vial of the lower side. Increase the thickness of the gauge gradually until the level vial shows the horizontal. Then, measure the thickness of the gauge as shown in Figure 2. Then, define the result as "the height-difference of the measurement line". 6. Do the process of (3)-(5) in every six measurement lines. 7. Define the largest deviation among all measurement lines as "the maximum deviation of the measurement point", and the largest height-difference among all measurement lines as "the maximum height-difference of the measurement point". 15

16 Migliorare la misura Il metodo consiste nel misurare le inclinazioni ed il massimo scostamento della superficie del pavimento dalla dima su un prefissato reticolo tracciato sul pavimento. 16

17 Classi di planarità maximum deviation del punto misura = maggiore differenza lungo le linee di misura maximum height-difference del punto di misura = la maggior differenza di altezza fra le linee di misura. 17

18 Verifica col metodo del numero F Prevede di descrivere il profilo locale del pavimento con due differenti caratteristiche: La curvatura che riguarda le ondulazioni e la planarità del pavimento L inclinazione che riguarda rotazioni o l orizzontalità della pavimentazione. 18

19 Planarità e orizzontalità secondo ACI - 1 Sulla base di misure effettuate, si calcolano due numeri caratteristici: F(F) ed F(L) 19

20 Planarità e orizzontalità secondo ACI 2 ACI F-NUMBERS Two separate F-numbers will be specified in the new ACI system. F(F) - the Flatness F-number - will control the curvature of the floor over 24" by limiting the mean and standard deviation of all q12 readings according to the equation: F(L) - the Levelness F-number - will control the inclination of the floor over 120" by limiting the mean and standard deviation of all z120 readings according to the equation: (To fix the floor profile in space and limit its overall inclination, ACI will also require that the entire floor surface fall within ± T inches of its design elevation, with the tolerance T varying with floor quality.) 20

21 Planarità e orizzontalità secondo ACI 3 ACI F-NUMBERS 21

22 Perseguire la planarità Ovviamente con la cura dell esecuzione... 22

23 Perseguire la planarità con una adeguata realizzazione e scelta dei giunti spinottati... 23

24 Perseguire la planarità con la progettazione di pavimenti ad alto contenuto tecnologico... 24

25 Pavimenti postesi - 1 L y z x L h A causa del fenomeno del curling (o imbarcamento)la lastra tende a sollevarsi. Il sollevamento è in parte compensato dal peso della lastra, per cui solo una parte della stessa si solleva (angoli). La lunghezza di sollevamento prende il nome di lunghezza critica. L L L L/2 Lcr/2 Lcr/2 Lcr/2 L<Lcr L=Lcr L>Lcr 25

26 Pavimenti postesi - 2 La precompressione, realizzata con cavi unbounded incrociati centrati, riduce la lunghezza critica ed abbassa drasticamente la sollecitazione di trazione all estradosso Sigma x-x [N/mm^2] h=150 mm h=200 mm h=250 mm PT h=150 mm PT h=200 mm PT h=250 mm coord nodo (x) [mm] È quindi possibile realizzare pavimenti continui di grande superficie (jointless). 26

27 Concludendo rimuoviamo i dubbi! Se si vuole crescere si deve evolvere! Grazie per l attenzione 27