La necessità di rinforzare staticamente un solaio per recuperare una eccessiva deformabilità o per adeguarlo ai sovraccarichi di una nuova destinazione d’uso può rappresentare l’occasione di aggiungere un piccolo tassello al miglioramento del comportamento scatolare dell’edificio sotto sollecitazione sismica, nel solco del percorso degli interventi puntuali previsti al par. 8.4.1 delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC2018).
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Recupero e consolidamento dei solai
Questa pubblicazione fornisce indicazioni sia di tipo progettuale che di tipo esecutivo per il consolidamento di solai esistenti con esempi di intervento e inquadramento normativo degli stessi. Il volume tiene conto dell’evoluzione normativa, in particolare della necessità diffusa su tutto il territorio nazionale di progettare o recuperare strutture con requisiti antisismici e delle novità sul come considerare i solai nel contesto globale dell’edificio. L’opera dedica la parte iniziale alla illustrazione delle principali tipologie di solai esistenti (legno e latero-cemento), per poi passare all’inquadramento dei solai nella normativa attuale (NTC 2018 e circolare esplicativa n. 7/2019) e successivamente alla descrizione di interventi di recupero di solai nelle varie tipologie descritte. Una notazione a parte è relativa alle metodologie di consolidamento che devono essere volte non solamente al recupero tout-court. L’attuale contesto normativo, infatti, non può far dimenticare al progettista che il consolidamento di un solaio può (e deve) essere anche una occasione per intervenire sul comportamento sismico dell’edificio con ricerca di soluzioni e dettagli di consolidamento (locale o generale a seconda della estensione dell’intervento) che migliorino il comportamento strutturale globale, con particolare riferimento alla prevenzione del ribaltamento delle murature ed al miglioramento del comportamento scatolare dei muri portanti. A tale proposito nei capitoli dedicati agli esempi di recupero e consolidamento, sono proposti alcuni casi pratici e operativi in tal senso ed il loro inquadramento normativo. Giuliano Gennari Ingegnere civile, laureato presso l’Università degli studi di Bologna facoltà di Ingegneria, libero professionista dal 1997, svolge l’attività nel campo della progettazione e direzione lavori di opere civili e infrastrutturali. VOLUMI COLLEGATI:Norme tecniche per le costruzioni 2018 e circolare esplicativa, A. Barocci, I ed. 2019Edifici storici: dalla modellazione agli interventi, C. Prandi, I ed. 2019Valutazione sismica e tecniche di intervento per edifici esistenti in c.a., R. Pinho, F. Bianchi, R. Nascimbene, I ed. 2019
Giuliano Gennari | Maggioli Editore 2019
19.20 €
Indice
Funzioni statiche e sismiche del solaio
I solai infatti non hanno solo la funzione di sostenere i carichi verticali su di essi gravanti, altresì ricoprono un ruolo cruciale nella corretta distribuzione delle azioni orizzontali, come quelle sismiche, da indirizzare in modo efficace verso gli elementi verticali resistenti su cui i solai trovano appoggio.
Questo compito di diaframma è maggiormente determinante all’interno degli edifici in muratura, il cui comportamento scatolare, ossia la legatura reciproca di tutti gli elementi resistenti (orizzontali e verticali) può influire moltissimo sulla riduzione del danno sismico (fig. 1a-b).
Il D.P.C.M. 09/02/2011 “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale allineate alle nuove Norme tecniche per le costruzioni” ricorda che «[…] il ruolo dei solai nel comportamento sismico delle costruzioni in muratura è quello di trasferire le azioni orizzontali di loro competenza alle pareti disposte nella direzione parallela al sisma […] I solai devono essere efficacemente collegati alle pareti murarie, attraverso un appoggio […] inoltre essi possono costituire un ulteriore vincolo per le pareti sollecitate da azioni ortogonali al proprio piano […]».
Nella progettazione del rinforzo statico del solaio è quindi importante valutare se sia possibile migliorare anche i collegamenti dell’impalcato al perimetro murario, mediante vincoli che impediscano il ribaltamento fuori piano delle pareti (Fig. 1a) e lo sfilamento delle travi durante l’azione sismica (Fig. 1c).
Rinforzi per i solai lignei
Nel caso di un solaio in legno, questo può avvenire per esempio mediante inserimento di puntuali presidi metallici installati alla testa delle travi (Fig. 2) o vincolando al perimetro murario il tavolato aggiunto a 45° (con funzione di irrigidimento) mediante semplici profili metallici a L tassellati alla parete e chiodati al tavolato (Fig. 3).
Il problema principale delle strutture lignee risiede nella marciscenza e degrado materico, dovuto a umidità, infiltrazioni e attacco di organismi vegetali e nelle eccessive deformazioni che possono accumulare nel corso dei secoli. Tuttavia, non sempre le strutture lignee devono essere sostituite: qualora l’inflessione e il degrado non siano particolarmente pronunciate e non pregiudicano una significativa resistenza residua dell’elemento ligneo, esso può essere staticamente supportato da elementi strutturali aggiuntivi ad esso collaboranti, come ad esempio profilati metallici a sostegno delle travature principali e/o la posa di un secondo tavolato collaborante (Fig. 3).
È possibile altresì intervenire con il getto di una soletta collaborante di 5 cm di spessore in calcestruzzo alleggerito (o malte strutturali NHL), armata con rete metallica zincata o in fibra di vetro, resa solidale alle travi mediante specifici connettori (Fig. 4) inghisati con resina sull’estradosso dell’elemento ligneo. In questo caso viene modificata la sezione resistente, che da singola passa ad essere mista legno-calcestruzzo, con benefici in termini di riduzione della deformabilità e miglior sfruttamento delle resistenze meccaniche dei due materiali poiché farà lavorare il calcestruzzo a compressione e la trave lignea prevalentemente a trazione.
Connessione tra solaio e murature
Il collegamento con le murature perimetrali avverrà attraverso barre inghisate nelle pareti con un passo costante e sovrapposte all’armatura della soletta per una lunghezza opportuna, oppure con puntuali scassi nella muratura a “coda di rondine” nei quali si inserisce l’armatura di collegamento con la soletta. È molto importante eseguire la connessione tra le sezioni portanti, altrimenti la soletta soprastante costituirà solo un ulteriore peso gravante sull’originaria struttura lignea.
La soluzione adottata presuppone pertanto un coinvolgimento statico delle travi del solaio, la cui efficacia deve essere preventivamente valutata dal progettista in funzione del livello di degrado del legno.
Applicazione ai solai in latero-cemento
Questa tecnica di rinforzo estradossale può essere applicata anche ai più recenti solai in latero-cemento, spesso presenti nell’edilizia storica, per i quali esiste oggi anche la variante attraverso connessioni chimiche con l’applicazione sulla superficie estradossale di particolari resine ancoranti il getto di calcestruzzo collaborante anziché applicare ancoraggi meccanici.
Gli interventi proposti mirano inoltre ad aumentare la rigidezza dell’impalcato secondo quanto richiesto dalle attuali NTC2018, con l’avvertenza di non ricercare ad ogni costo l’infinita rigidezza, come richiedevano le precedenti norme tecniche del 2008, bensì intervenire per migliorarla soprattutto su solai molto deformabili. «[…] Per le suddette ragioni risulta utile un limitato irrigidimento dei solai, di cui vanno valutati gli effetti, a cui si associa inevitabilmente un aumento della resistenza degli elementi. Solo in casi particolari risulta invece necessario un irrigidimento significativo dei solai nel proprio piano, con l’obiettivo di ripartire l’azione sismica tra le diverse pareti; nella maggior parte dei casi questa ripartizione porta a concentrare le forze sugli elementi più rigidi, anticipandone la rottura, e sugli elementi perimetrali, nel caso d’irregolarità planimetriche con accentuazione degli effetti torsionali […]» (D.P.C.M. 09/02/2011).
Come in ogni progetto di recupero strutturale sul patrimonio edilizio esistente, ogni soluzione deve essere valutata e rapportata alle criticità statiche nel rispetto della originaria tipologia costruttiva, evitando interventi troppo invasivi.
Consigliamo la lettura
Valutazione sismica e tecniche di intervento per edifici esistenti in c.a.
La seconda edizione di questo volume, rivisitata integralmente e arricchita con nuovi esempi pratici, fornisce agli ingegneri strutturisti e a tutti quei professionisti che, in generale, operano nell’ambito della valutazione sismica degli edifici esistenti in cemento armato, gli strumenti necessari per effettuare in modo ancora più consapevole le opportune verifiche di sicurezza sismica secondo la normativa vigente. A tal proposito sono discusse le più appropriate strategie di modellazione/analisi strutturale in ambito non lineare sia statico (pushover) che dinamico (time-history). Vengono inoltre trattate le più diffuse tecniche di intervento per la riabilitazione delle strutture esistenti in cemento armato gettate in opera e prefabbricate, ricorrendo anche ad esempi di modellazione numerica di alcuni interventi di adeguamento/miglioramento sismico. Nel testo si fa riferimento alla versione aggiornata delle Norme Tecniche per le Costruzioni – ossia le NTC 2018 – e alla relativa circolare esplicativa (Circolare 21 gennaio 2019 n. 7). Rui Pinho Ingegnere, professore ordinario presso la Facoltà di Ingegneria dell’Università di Pavia, socio fondatore delle società Seismosoft e Mosayk, è autore di innumerevoli pubblicazioni scientifiche sul tema della valutazione del rischio sismico di strutture esistenti. Federica Bianchi Ingegnere, socio fondatore e CEO di Mosayk srl, svolge la libera professione con particolare attenzione alla valutazione della vulnerabilità sismica di edifici in cemento armato. Roberto Nascimbene Ingegnere, professore associato presso lo IUSS Pavia, socio fondatore di Mosayk srl, ha approfondito particolarmente le tematiche della modellazione numerica avanzata nel campo dell’ingegneria civile.
Rui Pinho, Federica Bianchi, Roberto Nascimbene | Maggioli Editore 2022
35.20 €
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