Guida al solaio: caratteristiche tecniche, tipologie e aspetti normativi – PARTE 1

Guida al solaio: caratteristiche, tipologie e aspetti normativi secondo le Norme tecniche per le costruzioni nel nuovo approfondimento di BibLus-net (PARTE 1)

Il solaio è la parte di un edificio che divide un piano dall’altro, facendo da copertura per il piano sottostante e da base per quello soprastante.

Da un punto di vista tecnico può essere definito come una struttura bidimensionale piana con la funzione di sopportare i carichi presenti su di essa e trasferirli alle strutture (generalmente le travi) su cui si appoggiano.

In questo articolo proponiamo il primo approfondimento tecnico sull’elemento solaio, soffermandoci sulle tipologie, sulle caratteristiche tecniche e sugli aspetti normativi.

Ricordiamo che la guida al solaio completa è suddivisa in 4 parti:

  1. il solaio: tipologie, caratteristiche tecniche e aspetti normativi
  2. i solai latero-cementizi
  3. i solai in legno, in ferro e altre tipologie
  4. progetto di un solaio, un caso studio

Il solaio: caratteristiche tecniche e tipologie

I solai sono caratterizzati dalle seguenti grandezze:

  • la luce, ossia la massima distanza tra due appoggi consecutivi
  • la campata, definita come la porzione di solaio compresa tra due appoggi
  • l’ orditura, che rappresenta la direzione della struttura portante del solaio

In un solaio possono essere individuate più orditure, in base all’importanza della struttura che sostiene i carichi gravanti sul solaio, le orditure vengono suddivise, in base al loro ordine di posizionamento, in: principali (o primarie), secondarie, terziarie e così via.

 

Grandezze identificative del solaio

 

Il solaio è un elemento bidimensionale ortotropo (il suo comportamento strutturale è diverso nelle 2 direzioni x e y). In particolare la disposizione dei travetti influenzano la rigidezza della struttura: la rigidezza del solaio lungo la direzione in cui sono disposti i travetti è maggiore della rigidezza lungo l’altra direzione.

Al di sopra dei travetti è spesso presente una soletta (in sua assenza il solaio si dice “a raso”) avente la funzione di ripartizione dei carichi e di irrigidimento del piano.

I solai possono essere suddivisi sinteticamente in quattro tipologie:

  • solai latero-cementizi
  • solai in legno
  • solai in ferro
  • solai in c.a.

Solai latero-cementizi

È sicuramente la tecnica costruttiva più diffusa, utilizzata nella realizzazione di semplici solai per comuni abitazioni in cui la struttura in calcestruzzo armato si unisce ad elementi di alleggerimento normalmente in laterizio.

Ricordiamo numerose tipologie di questi solai:

  • solai gettati in opera
  • solai a travetti prefabbricati e blocchi in laterizio interposti
  • solai con lastre in c.a. e blocchi di alleggerimento
  • solai a pannelli prefabbricati
  • solai tipo SAP

Solai in legno

La tecnica costruttiva dei solai in legno è quella di concezione più antica.

L’utilizzo dell’orditura lignea rappresenta il modo più consolidato, semplice ed efficace di realizzare un solaio, in cui ci sono travi principali che coprono l’intera luce.

Solai in ferro

I solai cosiddetti “in ferro” rappresentano la naturale evoluzione tecnologica dei solai in legno, al posto delle travi portanti lignee, vengono poste delle travi portanti in acciaio.

Esistono varie tipologie di solai in ferro:

  • solai in ferro con voltine
  • solai in ferro con tavelle
  • solaio con lamiera recata

Solai in c.a.

Sono usati per migliorare le prestazioni dei solai, sfruttando il comportamento bidimensionale delle piastre, ma allo stesso tempo minimizzando i costi della mano d’opera e delle materie prime impiegate. Possono essere distinti in:

  • solai in c.a. a soletta piena
  • solai in c.a. alveolari

Requisiti fondamentali dei solai

I requisiti fondamentali per un solaio sono i seguenti:

  • buona resistenza meccanica
  • modesta deformabilità
  • minimo spessore
  • peso ridotto
  • buone proprietà isolanti, termiche e acustiche
  • superficie piana
  • buone caratteristiche di resistenza al fuoco
  • rapida realizzazione
  • basso costo: ottenuto mediante un buon sfruttamento dei materiali impiegati, un ridotto impiego di manodopera, di opere provvisionali e di sostegno

Analisi dei carichi per i solai e norme tecniche per le costruzioni (NTC 2008)

Per dimensionare correttamente un solaio è fondamentale eseguire un’attenta analisi dei carichi. L’attuale normativa (NTC 2008 – dm 14 gennaio 2008) definisce l’analisi dei carichi per le varie tipologie di solaio in base alla destinazione d’uso.

Ricordiamo brevemente che le azioni possono essere divise in:

  • permanenti (G1 e G2)
  • variabili (Q)
  • eccezionali (A)
  • di precompressione (P)

Possiamo distinguere i carichi in:

  • carichi permanenti: sono legati all’azione gravitazionale, determinati a partire dalle dimensioni geometriche e dai pesi per unità di volume dei materiali di cui è composta la costruzione (peso proprio del solaio, peso finiture, peso dei tramezzi, peso di altri elementi non strutturali)
  • carichi accidentali (variabili): sono differenti a secondo della destinazione d’uso dell’opera

Come per le resistenze dei materiali, anche per i carichi si utilizza il pedice k, (Gk, Qk, Ak, Pk), con il quale intendiamo il valore caratteristico.

Combinazioni dei carichi

Bisogna determinare la combinazione dei carichi (permanenti e variabili) più sfavorevole, in grado cioè di provocare le sollecitazioni massime. Tale operazione, interamente a carico del progettista, porta all’individuazione dei carichi di progetto Fd, combinando con opportuni coefficienti (γg γq) i carichi caratteristici permanenti Gk e accidentali Qk che trasformano i precedenti in valori di calcolo:

Fd = γg Gk + γq [Qik +  ∑n i=1 i  Qik)]

Per le azioni variabili oltre al valore caratteristico si considerano altri valori, corrispondenti ad una probabilità di superamento maggiore:

  • valore di combinazione “rara ”  (Ψ0* Qk) che corrisponde ad una durata breve ma ancora significativa per la quale il carico variabile in questione è in concomitanza ad un altro carico variabile, ma statisticamente indipendente
  •  valore “frequente” (Ψ1* Qk), che corrisponde al frattile del 95% della distribuzione temporale
  • valore “quasi permanente” (Ψ2* Qk), valore medio della distribuzione temporale, superato solo nel 50% dei casi

Valori dei carichi per le diverse categorie di edifici (NTC 2008)

Di seguito si riportano i valori dei carichi d’esercizio per le diverse categorie di edifici previsti dalle NTC 2008:

  • carichi verticali uniformemente distribuiti qk [kN/m²]
  • carichi verticali concentrati Qk [kN]
  • carichi orizzontali lineari Hk [kN/m]

Carichi su solai destinati ad uso residenziale – Categoria A

Sono compresi in questa categoria: i locali di abitazione e relativi servizi, gli alberghi, ad esclusione delle aree suscettibili di affollamento.

  • qk = 2,00 kN/m²
  • Qk = 2,00 kN
  • Hk = 1,00 kN/m

Carichi su solai destinati ad uffici – Categoria B

Sono compresi in questa categoria: gli uffici non aperti al pubblico – Categoria B1.

  • qk = 2,00 kN/m²
  • Qk = 2,00 kN
  • Hk = 1,00 kN/m

Sono compresi in questa categoria: gli uffici aperti al pubblico – Categoria B2.

  • qk = 3,00 kN/m²
  • Qk = 2,00 kN
  • Hk = 1,00 kN/m

Carichi su solai in ambienti suscettibili di affollamento – Categoria C

Sono compresi in questa categoria: ospedali, ristoranti, caffè, banche, scuole – Categoria C1.

  • qk = 3,00 kN/m²
  • Qk = 2,00 kN
  • Hk = 1,00 kN/m

Sono compresi in questa categoria: balconi, ballatoi e scale comuni, sale convegni, cinema, teatri, chiese, tribune con posti fissi – Categoria C2.

  • qk = 4,00 kN/m²
  • Qk = 4,00 kN
  • Hk = 2,00 kN/m

Sono compresi in questa categoria: ambienti privi di ostacoli per il libero movimento delle persone, quali musei, sale per esposizioni, stazioni ferroviarie, sale da ballo, palestre, tribune libere, edifici per eventi pubblici, sale da concerto, palazzetti per lo sport e relative tribune – Categoria C3.

  • qk = 5,00 kN/m²
  • Qk = 5,00 kN
  • Hk = 3,00 kN/m

Carichi su solai in ambienti ad uso commerciale – Categoria D

Sono compresi in questa categoria: i negozi – Categoria D1.

  • qk = 4,00 kN/m²
  • Qk = 4,00 kN
  • Hk = 2,00 kN/m

Sono compresi in questa categoria: centri commerciali, mercati, grandi magazzini, librerie- Categoria D2.

  • qk = 5,00 kN/m²
  • Qk = 5,00 kN
  • Hk = 2,00 kN/m

Carichi su solai destinati a biblioteche, archivi, magazzini e ambienti ad uso industriale – Categoria E

Sono compresi in questa categoria: biblioteche, archivi, magazzini, depositi, laboratori manifatturieri- Categoria E1.

  • qk ≥ 6,00 kN/m²
  • Qk = 6,00 kN
  • Hk = 1,00 kN/m

Sono compresi in questa categoria: ambienti ad uso industriale, da valutarsi caso per caso – Categoria E2.

Carichi su solai destinati a rimesse e parcheggi – Categoria F/G

Sono compresi in questa categoria: rimesse e parcheggi per il transito di automezzi di peso a pieno carico fino a 30 kN – Categoria F.

  • qk = 2,50 kN/m²
  • Qk = 2X10,00 kN
  • Hk = 1,00 kN/m

Sono compresi in questa categoria: rimesse e parcheggi per transito di automezzi di peso a pieno carico superiore a 30 kN; da valutarsi caso per caso – Categoria G.

Carichi su solai destinati a coperture e sottotetti – Categoria H

Sono compresi in questa categoria: coperture e sottotetti accessibili per sola manutenzione – Categoria H1.

  • qk = 0,50 kN/m²
  • Qk = 1,20 kN
  • Hk = 1,00 kN/m

Sono compresi in questa categoria: coperture praticabili; da valutarsi secondo categoria di appartenenza – Categoria H2.

Sono compresi in questa categoria: coperture speciali (impianti, eliporti, altri) da valutarsi caso per caso – Categoria H3.

 

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