Calcolo strutturale: come fare il calcolo del solaio

Dopo aver definito la geometria della struttura, dopo aver ricavato le azioni che la struttura stessa dovrà sopportare e, infine, dopo aver calcolato (grazie agli opportuni schemi strutturali) le sollecitazioni che agiscono sul singolo elemento strutturale, arriva il momento di dimensionare gli elementi stessi, per sottoporli poi alle verifiche imposte dalla Normativa.

Il procedimento prevede il seguente ordine:

1. solai: predimensionamento geometrico, dimensionamento armature, verifiche a flessione e a taglio;
2. travi: predimensionamento geometrico, dimensionamento armature, verifiche a flessione e a taglio;

2. pilastri: predimensionamento geometrico, dimensionamento armature, verifiche ad azione assiale, eventualmente abbinate con azioni di flessione (pressoflessione);

3. fondazioni: plinto e trave rovescia, predimensionamento geometrico, dimensionamento armature, verifiche a flessione e a taglio;

4. verifiche agli stati limite d’esercizio (SLE).

Parliamo qui del solaio. Il solaio, che è il primo elemento strutturale che si va a dimensionare, può essere realizzato con varie tecnologie diverse tra loro (laterocemento, lastre predalles, solai alveolari per grandi luci, ecc.); in questo articolo esponiamo il dimensionamento e la verifica del solaio in laterocemento, che prevede l’impiego di nervature (travetti) in calcestruzzo armato come elementi portanti, abbinati ad elementi di alleggerimento, tipicamente le pignatte in laterizio, il tutto sormontato da un getto di completamento in calcestruzzo armato dello spessore di 4-5 cm, chiamato cappa o caldana. Come armatura del getto di completamento si utilizzano reti elettrosaldate, Ø6 o Ø8, di maglia solitamente pari a 15 x 15 cm o 20 x 20 cm.

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I travetti possono presentare solo il traliccio metallico ed un fondello in laterizio, mentre il calcestruzzo verrà gettato in opera contemporaneamente al getto di completamento ed alle travi dell’impalcato (tali elementi sono validi per coprire luci non superiori a 5 m), oppure si può ricorrere a travetti prefabbricati (travetti precompressi), che vengono prodotti in svariate tipologie; ciò che non cambia è la concezione strutturale generale dei travetti, che sono in ogni caso degli elementi portanti, che sostengono un carico lineare uniformemente distribuito lungo la loro lunghezza.

Da un punto di vista tecnologico, i travetti hanno una larghezza standard alla base di 12 cm, e un’altezza che è funzione della luce che essi andranno a coprire. Indicativamente l’altezza del solaio (incluso il getto di completamento) dovrà essere compresa tra 1/20 e 1/25 della luce massima coperta. Lo schema di posa proposto in questo testo prevede un interasse dei travetti di 50 cm (con il conseguente utilizzo di pignatte in laterizio da 38 cm di larghezza), il che equivale a due travetti per metro quadrato di solaio. In alcune zone della Penisola (specialmente in Sicilia) è molto comune l’utilizzo di tre travetti per metro; il concetto di base rimane immutato.

Il § C4.1.9.1 della Circolare n. 617/2009 riporta le caratteristiche minime ed i limiti dimensionali che i vari componenti del solaio devono rispettare. Ai fini del § 4.1.9.1 delle NTC, le pignatte in laterizio sono considerate come “blocchi non collaboranti”, la resistenza del solaio è infatti affidata esclusivamente agli elementi in calcestruzzo armato (travetti e getto di completamento). Al pari della tipologia, anche la forma geometrica dei travetti può variare da modello a modello; per semplicità concettuale si può semplificare la stratigrafia di un solaio laterocementizio come nell’immagine seguente:

Figura 7.1 – Sezione resistente a T del travetto

dove l’insieme di travetto e getto di completamento dà luogo ad una sezione a “T”, con un’“area d’influenza” pari all’interasse tra due travetti. I travetti tralicciati, da gettare in opera, generalmente adottano due barre Ø5 (inferiori) ed una barra Ø7 (superiore) per il traliccio di confezionamento (oltre alla staffatura che lega le tre barre, anch’essa di diametro Ø5); cui andranno poi aggiunte le barre che si renderanno necessarie a seguito del dimensionamento. Nel progetto in esame verrà impiegato un getto di completamento dello spessore di 5 cm (nota).

(nota) Gli Autori ritengono che la prescrizione di uno spessore della caldana di 5 cm, al posto dei 4 cm minimi prescritti dalla Normativa, incrementi notevolmente la validità dell’ipotesi di “piano infinitamente rigido”.

Come calcolare il solaio?

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Nell’immagine in apertura, un esempio: solaio con travi Varese