Guida al solaio PARTE 4: calcolo di un solaio laterocementizio con software di calcolo strutturale

Guida al solaio, ecco un esempio pratico di calcolo di un solaio laterocementizio: dalla definizione dei carichi alle tavole esecutive

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 quest’ultimo approfondimento tecnico sull’elemento solaio, analizziamo il calcolo di un solaio laterocementizio con il software di calcolo strutturale EdiLus-CA di ACCA software.

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

Calcolo di un solaio laterocementizio: analisi dei carichi solaio

La prima operazione da effettuare è quella di definire l’analisi dei carichi del nostro solaio.

Nel nostro esempio, ipotizziamo di avere un solaio di tipo tradizionale laterocementizio con travetti precompressi, dallo spessore pari a 20 cm, composto da:

16 cm altezza pignatta
4 cm altezza soletta

Definizione del peso proprio

Analizzando un metro quadrato di solaio composto da pignatte, travetti, armature e calcestruzzo otteniamo:

peso proprio solaio = 2.800 N/m²

Definizione del sovraccarico permanente

Per definire il sovraccarico permanente consideriamo tutti gli elementi che gravano sul solaio in maniera costante nel tempo:

massetto
pavimentazione
tramezzi
intonaco inferiore

Possiamo stimare il sovraccarico permanente pari a 2.360 N/m²

sovraccarico permanente = 2.360 N/m²

Definizione del sovraccarico accidentale

Ipotizziamo che il nostro solaio sia a servizio di una civile abitazione. Come visto nella prima parte della guida il sovraccarico accidentale da considerare è definito dalle NTC 2008 (dm 14 gennaio 2008):

Solaio civile abitazione: Cat. ATab. 3.1.II

sovraccarico accidentale: 2.000 N/m²

Ipotizziamo, infine, non agenti sul nostro solaio carichi da neve o vento.

Nel software EdiLus-CA è presente un’apposita sezione dedicata all’analisi dei carichi, ubicata nel Navigatore del progetto nella parte sinistra della finestra.

EdiLus-CA: finestra di analisi dei carichi solaio

Calcolo di un solaio laterocementizio: analisi dei carichi balcone

Ipotizziamo di voler realizzare il nostro balcone con una soletta piena in cemento armato da 16 cm (ribassato di 4 cm rispetto al solaio).

Procediamo, analogamente a quanto fatto per il solaio, ad effettuare l’analisi dei carichi del balcone.

Definizione del peso proprio

Consideriamo un metro quadrato di balcone a soletta piena da 16 cm.

peso proprio balcone = 4.000 N/m²

Definizione del sovraccarico permanente

Per definire il sovraccarico permanente consideriamo tutti gli elementi che gravano permanentemente sul balcone:

massetto
guaina impermeabilizzante
pavimentazione
parapetti e ringhiere
intonaco inferiore

Possiamo stimare il sovraccarico permanente pari a 1.360 N/m²

sovraccarico permanente = 1.360 N/m²

Definizione del sovraccarico accidentale

Secondo quanto stabilito dalle NTC 2008, abbiamo:

Balconi, ballatoi e scale comuni Cat. C2 – Tab. 3.1.II – DM 14.01.2008

sovraccarico accidentale: 4.000 N/m²

Non abbiamo carichi da neve o vento.

EdiLus-CA: finestra di analisi dei carichi balcone

Calcolo di un solaio laterocementizio: definizione del modello e input della struttura

EdiLus-CA: input del modello

Procediamo a modellare il nostro solaio facendo uso dei seguenti elementi:

pilastri
travi
solaio laterocementizo H16 +4
balcone a soletta piena H16

Definiamo l’orditura dei solai, coincidente con la direzione X. Ciò implica che i travetti saranno orientati in questa direzione.

Procediamo, quindi, a scegliere i materiali attraverso la tool-box delle proprietà, posta nella parte destra della finestra.

Per i pilastri e travi scegliamo:

calcestruzzo di tipo C25/30

barre di acciaio di tipo B450C

EdiLus-CA: tool-box delle proprietà

Relativamente ai solai, scegliamo i materiali dalla tool-box delle proprietà e l’analisi dei carichi definita prima:

cemento armato: C25/30 – B450C

analisi dei carichi: LatCem H20

Per il balcone:

cemento armato: C25/30 – B450C

analisi dei carichi: Balcone a soletta piena H16

EdiLus-CA: tool-box delle proprietà e scelta carichi

Calcolo di un solaio laterocementizio: analisi del modello ottenuto

A questo punto possiamo analizzare il modello 3D ottenuto con le seguenti viste:

3D
Modello strutturale agli elementi finiti
Vista 3D solaio

EdiLus-CA vista 3D

EdiLus-CA vista modello strutturale

EdiLus-CA vista solai 3D

Calcolo di un solaio laterocementizio: analisi del modello ottenuto

Definiamo i dati per il calcolo in Preferenze Calcolo del Navigatore. In questo esempio possiamo scegliere un calcolo per soli carichi verticali, impostando l’analisi sismica su Nessuna.

EdiLus-CA preferenze calcolo

Calcolo di un solaio laterocementizio: lancio del calcolo completo

Passiamo alla vista in pianta (dal navigatore) e accediamo al menu del calcolo. Possiamo lanciare il calcolo completo.

EdiLus-CA lancio del calcolo

Al termine del calcolo il software ci presenterà una Diagnostica che ci informa di eventuali problemi o verifiche non soddisfatte.

Nell’esempio in esame ci avvisa con alcuni Warning che ci sono incastri inseriti automaticamente ai piedi del pilastro, non essendo state definite le strutture di fondazione.

EdiLus-CA Diagnostica e Warning

Calcolo di un solaio laterocementizio: analisi dei risultati

Con il software EdiLus-CA siamo in grado di visualizzare tutta una serie di risultati, tra cui sollecitazioni, spostamenti, verifiche etc.

Possiamo visualizzare anche, direttamente nel 3D, le sollecitazioni per carichi caratteristici (non combinati) delle varie condizioni di carico.

EdiLus-CA: Sollecitazioni dei solai

Analogamente possiamo vedere gli spostamenti per carichi caratteristici (con opportuno valore di zoom).

Nell’immagine seguente possiamo osservare anche la scala cromatica degli spostamenti: la striscia di solaio è colorata secondo una scala che va dal blu (che corrisponde a spostamento nullo) al rosso (che corrisponde allo spostamento massimo).

EdiLus-CA Spostamenti dei solai

Possiamo quindi visualizzare per ogni travetto le verifiche in termini di:

pressoflessione retta allo SLU
taglio allo SLU
torsione allo SLU
tensioni di esercizio allo SLE
fessurazione allo SLE

EdiLus-CA: verifiche sui travetti

Calcolo di un solaio laterocementizio: analisi dei risultati e carpenteria

Accediamo alla tavola Carpenteria, ove possiamo visualizzare:

le armature calcolate automaticamente
le fasce piene

EdiLus-CA: Carpenteria

EdiLus-CA ci fornisce anche il momento di servizio allo SLU, necessario per la scelta del tipo di travetto da utilizzare. In pratica, sarà sufficiente richiedere al produttore un travetto con momento di servizio maggiore o uguale a quello fornito dal calcolo.

Da notare che i valori di momento forniti dal software sono relativi al singolo travetto (e non alla striscia di un metro).

EdiLus-CA: Carpenteria in dettaglio

Calcolo di un solaio laterocementizio: armature

Accediamo alla tavola armature, ove visualizziamo il dettaglio delle barre di armature, con quantità, diametri e lunghezze. Possiamo comunque modificare secondo esigenza e ottenere una verifica immediata.