Scarica il file

Il Progetto uniSOL®
CARATTERISTICHE TECNICHE DEL SOLAIO uniSOL®
Gianfranco Righetti
ASSOUNISOL, VERONA
1 - uniSOL®: caratteristiche e prestazioni
1.1 - Caratteristiche generali
Il solaio uniSOL® è formato assemblando in opera travetti tralicciati KS® ed elementi interposti
in laterizio oppure in geoSOL®. E’ prevista inoltre la possibilità di completare il solaio
direttamente con un getto in calcestruzzo senza far ricorso ad elementi di alleggerimento.
L’elemento portante di base del solaio è il travetto KS® formato in stabilimento di produzione
utilizzando un particolare fondello in laterizio alleggerito (vedi fig. 1a) delle dimensioni di 40x7
cm ed un traliccio in acciaio più due barre laterali longitudinali ancorate al fondello con un getto
di calcestruzzo. L’interasse del solaio uniSOL® risulta quindi sempre pari a 40 cm e ciò consente
di ottenere una grande flessibilità d’uso anche in presenza di planimetrie molto irregolari. Il
travetto KS® risulta inoltre particolarmente leggero e rigido.
In fig. 1b è riportato il semplice confronto geometrico tra un normale travetto “bausta” e un
travetto KS®
pag. 2
La sola analisi geometrica dei due elementi evidenzia alcuni aspetti particolarmente interessanti
del travetto KS® in particolare:
lo spessore della parte di laterizio compresa fra l’intradosso ed il getto di calcestruzzo è pari a 3.5 cm
contro i soli 1.3 cm del travetto “bausta”. L’evidente maggiore robustezza della soluzione uniSOL®
consente di evitare totalmente i problemi di “sfondellamento”;
b) la distanza dell’asse delle armature dall’intradosso del solaio risulta pari a 4.5 cm contro i soli 2~2.3
cm nel caso di normali travetti tralicciati. Questo aspetto migliora notevolmente il comportamento al
fuoco della struttura (vedi paragrafo 3.5).
Utilizzando il travetto KS® è possibile ottenere le geometrie di solaio riportate in fig. 2.
Il solaio uniSOL® può essere inoltre montato in opera utilizzando (o non) alleggerimenti di tipo
diverso. In tal modo è possibile ottenere geometrie di solaio variabili e quindi strutture
orizzontali portanti in grado di fornire migliori prestazioni rispetto ad analoghi solai di tipo
tradizionale: “bausta” e “predalle”. In particolare si prevede l’impiego del solaio uniSOL® nelle
tre configurazioni di seguito riportate:
a) con elementi di alleggerimenti in plastica riciclata geoSOL®;
b) con elementi di alleggerimento in laterizio;
c) senza elementi di alleggerimento e con getto integrativo in calcestruzzo.
pag. 3
!
"#
1.2 - La soluzione con elementi in plastica riciclata geoSOL®
Il solaio uniSOL® con elemento di alleggerimento in plastica riciclata geoSOL® è caratterizzato
da una notevole leggerezza; ciò consente di contenere i costi di realizzazione delle opere
provvisorie di sostegno. L’impiego di blocchi geoSOL® consente di ottenere un cantiere “pulito”
senza residui di lavorazione. La precisione geometrica dell’elemento consente inoltre di ottenere
nervature di calcestruzzo di dimensioni precise in base al calcolo, mentre la realizzazione di
sottomisure è semplificata dalla particolare conformazione dell’elemento. Nervature superiori
del geoSOL® consentono il posizionamento corretto della rete elettrosaldata di ripartizione..
Eventuali necessità legate al passaggio di impianti sono facilmente risolvibili grazie alla
rimozione o modifica degli elementi di alleggerimento
$ #
%
"#
!
"#
pag. 4
1.3 - La soluzione con elementi in laterizio
Questa soluzione garantisce una notevole rigidezza strutturale ed un ottimo comportamento
termico e acustico, caratteristiche fondamentali nei moderni criteri costruttivi.
Eventuali necessità legate al passaggio di impianti sono facilmente risolvibili grazie alla
rimozione degli elementi di alleggerimento.
& #
%
"#
!
%
1.4 - La soluzione con solo getto integrativo in calcestruzzo
Quando gli orizzontamenti devono soddisfare particolari esigenze strutturali è possibile
realizzare solette monolitiche in calcestruzzo dove il travetto KS® ha funzione di cassero.
Questo sistema garantisce inoltre un elevato standard di isolamento acustico, sfruttando la
notevole massa del calcestruzzo abbinata alla doppia cartella in laterizio del fondello costituente
il travetto KS®.
' #
%
"#
%%
pag. 5
2 - Comportamento statico
Fin dall’inizio della fase di sperimentazione in laboratorio (svolta presso l’Università di Ancona
- prof. Menditto) il solaio uniSOL® ha mostrato un eccellente comportamento dal punto di vista
statico. In particolare durante le prove a rottura si è rilevato quanto segue:
( )
la rottura del solaio ha evidenziato una notevole duttilità della struttura.
Questo importante risultato è dovuto alla presenza delle due armature ø6 poste ai lati del
traliccio nell’apposita scanalatura ricavata all’interno del fondello (vedi fig. 6).
Durante la prova (fig. 7) è stata dimostrata l’effettiva collaborazione di queste barre che,
insieme con le barre correnti inferiori del traliccio, consentono di ottenere una uniforme
distribuzione dell’acciaio all’interno della sezione resistente, cosa che non succede in un
normale solaio “bausta” dove l’armatura resistente è concentrata solamente all’interno del
travetto. Questo fatto, oltre che un evidente vantaggio di natura statica, comporta anche un
vantaggio di natura economica in quanto diminuisce la quantità di armatura aggiuntiva da
inserire all’interno del travetto;
pag. 6
* )
+
,
-.
/
b) i fondelli in laterizio sono rimasti integri per valori del carico pari a 5 volte il carico di
esercizio.
Anche in questo caso il risultato ottenuto si presenta come particolarmente confortante.
La particolare conformazione del travetto KS® consente di ottenere una sezione reagente di
solaio estremamente compatta e monolitica e quindi di evitare problemi di sfondellamento.
Per quanto riguarda il calcolo della capacità portante del solaio uniSOL® si fa diretto riferimento
al punto 7 “Norme complementari relative ai solai” del D.M. 09/01/96 “Norme tecniche per il
calcolo, l’esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e
per le strutture metalliche”
3 - Comportamento termoigrometrico
La fig. 8 evidenzia il significativo miglioramento, dal punto di vista termoigrometrico, della
soluzione uniSOL® rispetto ad analoghe soluzioni tradizionali:
a) +20-30% in termini di resistenza termica;
b) la maggiore uniformità di temperatura presente all’interno della sezione e migliore
distribuzione delle temperature all’intradosso del solaio consentono di evitare, nella
soluzione uniSOL®, il fastidioso fenomeno di termoforesi (e cioè la formazione di condensa
all’intradosso del solaio in corrispondenza della nervatura in calcestruzzo) generalmente
presente in solai tradizionali non isolati. In altre parole la soluzione uniSOL® si dimostra
molto più efficiente sotto questo punto di vista. Il fondello di spessore consistente (in
pag. 7
laterizio alleggerito in pasta) oltre ad essere più robusto e resistente contribuisce anche ad
eliminare eventuali problemi di termoforesi.
0 .
1
%
1
%
1
%
"#
% 2
%
Per quanto riguarda la determinazione del valore resistenza termica o trasmittanza della sezione
del solaio uniSOL®, si rimanda a quanto indicato nella norma UNI 10355 “Determinazione della
resistenza termica di murature e solai” (vedi D.M. decreto applicativo della legge n. 10/91 sul
risparmio energetico).
4 - Comportamento acustico
Dal punto di vista acustico il solaio uniSOL® con elementi di alleggerimento non presenta
particolari differenze rispetto ad un analogo solaio “bausta”. In tal senso è comunque utile citare
il D.P.C.M. del 5 dicembre 1997 “Determinazione dei requisiti acustici passivi degli edifici” che
pone dei limiti minimi di isolamento acustico per gli elementi divisori tra alloggi, sia orizzontali
che verticali e più precisamente: R'
w ≥ 50 dB e Ln,w ≤ 63 per edifici adibiti a residenza o
assimilabili. Per quanto riguarda il valore di R'
w è sufficiente che il solaio presenti una massa
complessiva superiore a 350 kg/m² mentre per quanto riguarda il valore L n,w è necessario
adottare particolari accorgimenti quali l’aggiunta di materassini fonoisolanti e/o la realizzazione
di pavimenti galleggianti ecc.
In fig. 9 è riportato il diagramma frequenza - Ln,w (livello di rumore di calpestio normalizzato –
norma EN ISO 140 – 6/1996) misurato in laboratorio. L’indice di valutazione a 500 Hz è
pag. 8
risultato pari 77.5 dB mediamente inferiore ad analoghi solai dello stesso tipo ma comunque non
sufficiente per il rispetto dei limiti imposti dalla normativa precedentemente citata.
3 )
#
%
4
5
5 - Comportamento al fuoco
Nel campo della resistenza al fuoco il solaio uniSOL® presenta caratteristiche decisamente
superiori rispetto alle soluzioni tradizionali. In attesa dell’ultimazione delle prove di laboratorio
(tuttora in corso) sono state svolte una serie di simulazioni numeriche che hanno fornito risultati
decisamente incoraggianti.
3 6
%
1
7
%
%
3
In fig. 10 è riportata la distribuzione delle temperature dopo 120 min. in una sezione uniSOL® di
altezza totale pari a 26 cm (+ 2 cm di intonaco normale all’intradosso + 7 cm travetto KS® + 13
cm elemento di alleggerimento + 4 cm cappa in calcestruzzo).
pag. 9
Dall’analisi condotta secondo quanto indicato nella norma UNI 9502 “Procedimento analitico
per valutare la resistenza al fuoco degli elementi costruttivi di conglomerato cementizio armato
normale e precompresso” è stato ricavato un valore REI pari a 120 minuti. Tale consistente
miglioramento delle prestazioni è ovviamente dovuto, in massima parte, alle caratteristiche
geometriche del fondello che consentono di mantenere le armature resistenti a momento positivo,
sufficientemente distanti dall’intradosso del solaio.
A conferma di tali risultati è stata svolta una prova al fuoco secondo quanto indicato nella
Circolare n. 91/61 che ha fornito un valore di REI pari a 180 minuti.
La prova al fuoco ed il valore di REI ottenuto dal solaio uniSOL® dimostrano che questo sistema
costruttivo si presenta come ben progettato, di facile impiego ed in grado di fornire in opera
prestazioni più affidabili e comunque decisamente superiori a quelle fornite dai normali solai a
pag. 10
travetti tralicciati. Nei riguardi della resistenza a fuoco tali prestazioni risultano superiori anche a
quelle offerte dalle lastre predalles sia in termini di resistenza che di minor danneggiabilità.
6 - Alcune obiezioni comuni
Di fronte alla soluzione uniSOL® sorge spontanea (come direbbe qualcuno) una domanda del
tipo: “Com'
è possibile garantire, in fase di messa in opera la complanarità dei singoli travetti
®
KS oppure, a struttura ultimata, la monoliticità del solaio? In altre parole chi garantisce che in
fase di realizzazione del solaio i travetti KS® rimangano tra loro perfettamente complanari e non
si presentino vistosi e fastidiosi fuori piano come riportato in fig. 11?
Oppure chi garantisce che a struttura ultimata non si verifichino deformazioni locali (per
esempio in corrispondenza di tramezzature gravanti sul solaio disposte parallelamente alla
direzione dei travetti) tali da evidenziare fenomeni fessurativi all’intradosso del solaio stesso
(vedi fig. 12)?
La risposta a queste due domande è una sola ed è illustrata in fig. 13.
La complanarità e la monolicità del solaio uniSOL® è garantita attraverso l’inserimento di corree
di ripartizione realizzate in opera e tra loro poste ad una distanza variabile in funzione
dell’altezza del solaio (vedi tabella 1). Le corree di ripartizione presenteranno una larghezza pari
ad almeno 20 cm ed una altezza pari all’altezza del solaio e saranno armate con quattro barre
correnti di diametro pari ad almeno 10 mm e staffe di diametro ø6 poste ad una distanza pari a 25
cm.
#
-1
8
pag. 11
#
9
:
-1
%
%
.
%%
+ /
$ #
8
%
:
6
7
%%
%
+ /
"#
-
pag. 12