dettagli rinforzo di solai in legno

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3 rinforzo di solai in legno I solai, intesi come elementi strutturali, hanno due principali caratteristiche: - la capacità di portare carichi senza deformarsi; - la capacità di collegare e stabilizzare le pareti. La maggior parte delle volte che si decide di intervenire per effettuare un rinforzo si è spinti dalla necessità di irrobustire il solaio per la prima di queste funzioni. Ma una corretta progettazione è quella che tiene conto di entrambe le esigenze e prevede l adeguato funzionamento sia per i carichi statici, quelli quotidiani, sia per i carichi dinamici, come ad esempio le sollecitazioni generate da un sisma. In quest ottica risulta molto efficace la scelta della tecnica di rinforzo con la soletta armata collaborante. Essa si è dimostrata da tempo molto efficace come modo per irrigidire il solaio e aumentarne la capacità portante. Con qualche attenzione aggiuntiva permette anche un miglioramento del comportamento antisismico del fabbricato. dettagli

4 rinforzo di solai in legno Progettazione statica e progettazione antisismica Tecnaria S.p.A. è una società specializzata nella ideazione e produzione di connettori per solai misti legnocalcestruzzo, acciaiocalcestruzzo e laterocemento-calcestruzzo; sempre molto sensibile alle richieste in continua evoluzione del mercato dell edilizia. Nel corso degli anni si è specializzata maggiormente nelle tecniche di rinforzo di solai esistenti, completando e facendo certificare la gamma dei propri prodotti. 106 legnoarchitettura_18 L intervento di rinforzo di un solaio esistente va concepito tenendo conto di due esigenze principali. Quella di irrobustire il solaio e quello di migliorare la resistenza sismica del fabbricato. Una tecnica che permette di perseguire entrambi gli obiettivi è quella del collegamento delle travi del solaio a una soletta in calcestruzzo collaborante tramite connettori. _Maggiore capacità portante La maggiore capacità portante e la maggiore rigidezza del solaio sono garantiti dal fatto che la struttura, grazie a questo intervento, aumenta di dimensioni. Essa, infatti, non è più costituita dai soli singoli travetti, bensì dall unione tra travetti e soletta. Questo comporta l incremento di rigidezza e l aumento di resistenza, con conseguente maggiore capacità portante. _Migliore comportamento antisismico Per quel che riguarda il miglioramento delle prestazioni antisismiche, si tenga presente che i solai esistenti spesso non sono adeguati perché troppo deformabili e mal collegati alle pareti. La normativa italiana indica i due requisiti di un solaio in un edificio costruito con criteri antisismici: il comportamento rigido del solaio (rigidezza di piano) e il collegamento con le strutture verticali (continuità strutturale). La presenza di entrambi questi fattori permette all edificio di avere una caratteristica importante ai fini antisismici, ovvero il cosiddetto comportamento scatolare. In virtù di esso, le singole differenti pareti verticali e il solaio realizzano un unico corpo che risponde al meglio alle sollecitazioni di tipo sismico. Il solaio trattiene le pareti evitandone il ribaltamento e incanala la forza sismica sulle pareti dotate della massima resistenza. dettagli

5 Connettori CTL BASE e CTL MAXI Tecnaria. L efficacia del connettore è assicurata dalla piastra di base che funge da supporto del piolo. Essa è modellata come un rampone, consentendo così una elevata aderenza al legno e assorbendo al meglio gli sforzi di taglio; prove di laboratorio hanno evidenziato efficacia di questo accorgimento. Il fissaggio è completamente meccanico, pertanto non sono necessarie resine o additivi chimici, cosa che rende il processo di connessione veloce, economico, pulito e reversibile. Sotto, dall alto, CTL BASE; altezze gambo: 30, 40, 60, 70,80, 105, 125, 150, 175 e 200 mm; lunghezza viti: 70, 100 e 120 mm. CTL MAXI; altezze gambo: 30, 40, 60, 70, 80,105, 125, 150, 175 e 200 mm; lunghezza viti: 100, 120 e 140 mm. Questo è il primo requisito delle normativa antisismica e l unico che riguarda i solai: soddisfarlo permette di limitare in maniera notevole i danni in casi di terremoto. Molto spesso il legame tra il solaio e le pareti è realizzato semplicemente tramite l appoggio del solaio sulla muratura. Il peso sulle pareti perimetrali può generare l attrito sufficiente a creare il legame che sarà sufficiente per la vita ordinaria dell edificio. Nel caso di eventi eccezionali come trombe d aria o terremoti, l unione fornita dal semplice attrito non è idonea a supportare forti azioni combinate dirette verso l alto e lateralmente. In tali situazioni il solaio perde il legame con le pareti, che diventano setti verticali solamente appoggiati al terreno e sollecitati lateralmente. In questa situazione il collasso è inevitabile Pareti svettanti: grande rischio di crollo. 2. Pareti legate: elevata resistenza. Comportamento scatolare. 3. Le pareti parallele al sisma sono le più resistenti e possono dare il loro contributo resistente. Le pareti trasversali all azione del sisma sono trattenute e non crollano fuori dal proprio piano. Ideale per l applicazione di barre di collegamento muratura-solaio è la Resina RTEC400 Tecnaria, un formulato epossidico bi-componente ad alto valore di aderenza per fissaggi pesanti su calcestruzzo, muratura e legno. È fornita in cartucce da 400 ml, ha doppia marcatura CE ed è qualificata anche per azioni sismiche categoria C2. 107

6 rinforzo di solai in legno Riduzione dei carichi 1 2 _1 Esempio di solaio esistente con evidenziata stratigrafia pesante. Vi sono infatti 8 cm di sottofondo e la pavimentazione. _2 Test su Connettore Base. Questo è uno dei numerosi campioni in legno sui quali sono stati posati due connettori e una soletta in calcestruzzo. Tali campioni sono stati sottoposti a una forza trasversale ed è stata misurata resistenza e scorrimento relativo. Nel campione, a fine prova, è stato rimosso il calcestruzzo per vedere l efficacia dei ramponi. _3 Set di prova: un campione legnocalcestruzzo sotto la pressa, con gli strumenti per la misura di forza e di spostamento. _4 Risultati delle prove. Grafici caricospostamento dei connettori posati direttamente su trave, su tavolato da 2 cm di spessore o su tavolato da 4 cm di spessore. L importanza della leggerezza Durante un sisma le masse del fabbricato oscillano, tale movimento genera forze orizzontali che agiscono sulle pareti in modo proporzionale alle masse stesse. Per questo semplice motivo è bene contenere il più possibile il peso degli elementi presenti nell edificio. Ciò non vuol dire che sia conveniente ridurre la struttura portante o rinunciare a elementi strutturali; sarà invece appropriato che siano gli elementi di finitura, come sottofondi e pavimenti, a essere leggeri. Intervento con soletta collaborante su un solaio esistente con riduzione dei carichi Si può pensare che l intervento di rinforzo di solaio con soletta collaborante porti ad un incremento di peso. Infatti una soletta di 5 cm di spessore in calcestruzzo normale pesa circa 125 kg/m 2 e una in calcestruzzo con inerti leggeri 70 kg/m 2. Ma si deve tenere presente che il carico totale è composto anche dal peso delle finiture portate, di solito sottofondi, massetti, pavimentazioni e muri divisori. Ponendo attenzione a ridurre i carichi portati, il peso totale può facilmente essere minore di quello originario. Sottofondi e massetti possono essere a base di inerti leggeri, i pavimenti in legno, le pareti divisorie in cartongesso o in gasbeton. Nel mercato dei prodotti da costruzioni è possibile reperire soluzioni leggere per tutte le esigenze. Un esempio Solaio esistente con travi e tavolato in legno e strato di finitura con pavimentazione ceramica e sottofondo (vedi immagine 1, in alto). Si interviene rimuovendo tutto il materiale pesante presente, creando una soletta in calcestruzzo collaborante alleggerito e riposizionando un sottofondo e la pavimentazione. Alla fine dell intervento, il peso del solaio rinforzato con la soletta collaborante è minore di quello del solaio prima dell intervento. Stato di fatto kg/m 2 Solaio in legno Sottofondo sabbia e cemento Piastrelle ceramiche e colla Muri divisori in tramezzi forati Carico totale stato di fatto 320 Progetto kg/m 2 Solaio in legno Soletta in calcestruzzo alleggerito Sottofondo alleggerito Parquet Muri divisori in cartongesso Carico totale progetto Differenza di carico legnoarchitettura_18 dettagli

7 1 2 L importanza della certificazione Tecnaria ha sottoposto i propri connettori Base e Maxi a un accurata indagine sperimentale secondo le normative prescritte dall Eurocodice 5. Le caratteristiche di deformabilità e resistenza del connettore fissato su legno sono state indagate sperimentalmente presso il CNR di Firenze - Istituto per la Ricerca sul Legno: Valutazione del comportamento di connettori Tecnaria secondo normativa Eurocodice 5 [Gennaio 2001] e il laboratorio sperimentale per le prove sui materiali da costruzione della Facoltà di Ingegneria dell Istituto di Scienza e Tecnica delle Costruzioni dell Università di Padova ( Valutazione del comportamento di connettori Tecnaria secondo normativa Eurocodice 5 [Marzo Settembre Giugno 1996]). Nel giugno 2009 Tecnaria ha ottenuto anche l Avis Technique, certificazione tecnica europea per i connettori Base e Maxi. I prodotti Tecnaria e l intero metodo di progettazione di solai misti legno e calcestruzzo sono stati certificati dall organizzazione indipendente francese CSTB, Centre Scientifique et Technique du Bâtiment, membro del EOTA, Organizzazione Europea per le Approvazioni Tecniche. 3 4 Ballatoio del Castello inferiore di Marostica (VI). _1 Tipico solaio in legno a semplice orditura rinforzato. Sono visibili tutti gli elementi di un corretto rinforzo statico e antisismico: soletta in cls, rete elettrosaldata, connettori Tecnaria e barre di collegamento solettamuratura. I connettori usati in questo caso sono i CTL MAXI 12/40 posati sul tavolato. _2 Vista del solaio dal lato inferiore. Molto spesso è necessario puntellare il solaio per tutta la durata della maturazione del calcestruzzo. _3 Fase di lavorazione intermedia. Si possono notare la stesura di un telo protettivo del tavolato e la preparazione dei fori nella parete. _4 La fase di getto della soletta, dopo la posa della rete elettrosaldata con sovrapposizione di maglie tra un foglio e l altro. _5 Il solaio allo stato attuale

8 rinforzo di solai in legno Realizzazioni 1 _1 Il progettista ha scelto di creare un solaio alla Sansovina, con travi in legno e tavole sovrastanti poste in direzione parallela alle travi stesse. I connettori risultano così posati direttamente sulla trave. Per queste applicazioni Tecnaria ha sviluppato una gamma di altezze differenti dei propri connettori. 2 _2 Realizzazione del solaio nuovo con mantenimento dei muri perimetrali esistenti. _3 Il piano del solaio. _4 Puntellamento del solaio. 3 4 _5 Al fine di evitare l assorbimento dell acqua di impasto da parte del tavolato si è scelto di posare il telo Centuria. Questo telo, studiato appositamente per questo genere di applicazioni, ha la caratteristica di essere impermeabile nella superficie superiore, ma traspirante nella superficie inferiore. In questo modo, se ci dovesse essere elevata umidità negli ambienti sotto al solaio, questa non condenserà sulla faccia inferiore del telo. In questo cantiere, per semplificare la posa, è stato fornita una staggia di legno in grado di comprimere il telo in posizione. 5 6 _6 La posa dei connettori. 110 legnoarchitettura_18 dettagli

9 1 _1 Tipico solaio a doppia orditura. Le travi principali sono da connettere così come i travetti. La connessione delle travi principali può essere fatta casserando, tra un travetto e l altro, lo spazio sopra la trave. _2 Connessione della trave principale con doppia fila di connettori. Il doppio trapano con supporto permette di fare due prefori per l applicazione del connettore Maxi in una unica operazione e operare in piedi. B _3 Trave principale di solaio a doppia orditura in fase di lavorazione. Si notano i connettori posti in doppia fila e la siglillatura di fessure tra la trave e le tavole di contenimento del getto. _4 Solaio a doppia orditura dal basso con i travi principali e i travetti secondari orditi trasversalmente. A A - Connettore su trave principale con armatura di collegamento alla parte superiore della soletta. B - Connettore su trave principale senza armatura di collegamento

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