Solaio Sismoresistente

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Stante il concetto che un orizzontamento debba assolvere la funzione propria di sopportare sovraccarichi accidentali specifici (carichi statici), l’esigenza sentita per soddisfare le nuove normative sulla sismica lo pone necessariamente di fronte a valutazioni che ne comprovino la capacità dissipativa (sollecitazioni dinamiche).

Pur mantenendo invariata l’impostazione generale del sistema classico, basata sul travetto con elemento interposto e getto superiore di completamento, il Solaio Compound non solo dimezza i pesi propri strutturali ma offre la possibilità di dissipare l’energia derivante da un’azione sismica.

L’interazione legno-cls, in questo caso infatti, si basa sulla scelta del grado di connessione che è in funzione del rapporto voluto tra dissipazione viscosa e dissipazione isteretica.
Più specificatamente il peso contenuto di questo tipo di orizzontamento determina una logica e significativa riduzione nel dimensionamento di tutte le strutture verticali sollecitandole in misura inferiore mentre il sistema di scorrimento tra i due componenti legno e calcestruzzo contribuisce a dissipare l’energia in caso di eventi di notevole intensità, fino alla eventuale totale sconnessione.

Solaio misto legno calcestruzzo a norma

Le Norme Tecniche per le costruzioni definiscono i principi per il progetto, l’esecuzione ed il collaudo delle costruzioni, nei riguardi delle prestazioni loro richieste in termini di requisiti essenziali di resistenza meccanica e stabilità.
L’attuale revisione delle Norme Tecniche 2018 che segue le vecchie NTC2008, apporta numerose e significative modifiche che tengono conto in modo particolare della sismicità del territorio italiano.
Un aspetto centrale è quello della scelta del metodo d’analisi con una risposta duttile della costruzione e della sua capacità a prezzo di deformazioni crescenti.

Per conseguire quindi sezioni, elementi, collegamenti ed in generale strutture duttili si possono utilizzare accortezze costruttive qualunque sia l’azione che produce la domanda progettando in capacità (capacity design).
Per la sezione si passa dal valutare la capacità alle sole resistenze puntuali ed in termini di tensioni (metodo tensioni ammissibili) al valutarla riferendosi alle resistenze di sezione (metodo a rottura).
Si accettano dunque deformazioni plastiche (anche permanenti) con conseguenti riduzioni di rigidezza.

Solaio antisismico con comportamento dissipativo

Si cerca nella plasticità e nella riduzione di rigidezza che essa comporta un modo per favorire una naturale distribuzione della domanda sia sulla singola sezione e sulla singola membratura che sull’intera costruzione.
Si passa dal valutare la domanda con analisi lineari elastiche al valutarla con analisi plastiche e non lineari.
Sintetizzando, quando si opta per il comportamento non dissipativo le azioni sismiche di progetto sono più elevate, ma la duttilità necessaria è molto contenuta e quindi non è richiesta la progettazione in capacità né l’adozione dei dettagli costruttivi riportati al capitolo 7.

Quando invece si opta per il comportamento dissipativo, le azioni sismiche di progetto sono minori, ma la duttilità necessaria è più elevata e dunque è richiesta progettazione in capacità e l’adozione dei dettagli costruttivi specifici.

Il comportamento dissipativo ammette, in generale, un danneggiamento della costruzione, eventualmente anche esteso ma controllato, per i livelli di azione relativi a SLV (Stato limite di salvaguardia della vita) e SLC (Stato limite di prevenzione del collasso) e un possibile danneggiamento, di entità comunque limitata, per lo SLD (Stato limite di danno). La duttilità deve essere conseguita comunque mai a scapito della robustezza.

Il Solaio Compound è concepito appunto in modo tale da poter dissipare elevati quantitativi di energia dinamica tramite lo scorrimento controllato dell’elemento fragile, rappresentato dal traliccio metallico inglobato nella malta a stabilità volumetrica, all’interno dell’elemento duttile, costituito invece dal travetto lamellare con fresatura di alloggio, avente anche funzione di binario lineare di scorrimento del traliccio stesso.

Le caratteristiche tecniche quindi si differenziano da quelle di tutte le altre soluzioni già conosciute dal momento che l’inserimento del traliccio metallico Bausta nel travetto è realizzato, per lo scopo, meccanicamente all’interno dei canali di fresatura (non mediante resine e/o connettori metallici).

Solaio Compound verificato tramite prove sismiche presso il Centro Ricerche ENEA della Casaccia

La verifica del comportamento del solaio è stata eseguita con prove di caratterizzazione dinamica e prove sismiche presso il centro ricerche Casaccia dell’ENEA su un modello di edificio in muratura e copertura del tipo non spingente. Sono stati posizionati due accelerometri nel centro delle due falde di copertura in corrispondenza delle mezzerie delle travi lamellari centrali e quattro sensori di spostamento relativo (due laser e due a filo) per misurare lo scorrimento in fase dinamica tra la trave in legno e la soletta in cls.

Sono state effettuate dapprima più prove di impulso a diversa intensità per la verifica della caratterizzazione dinamica del solaio dove la prima frequenza è risultata conforme alle previsioni numeriche e lo scorrimento è stato contenuto al di sotto della sensibilità degli strumenti.

Le analisi dinamiche sono state realizzate presso il Centro Ricerche Casaccia dell’ENEA su tavola vibrante e ne hanno evidenziato il carattere dissipativo e quindi una notevole riduzione delle accelerazioni e degli spostamenti rispetto ai tradizionali solai pur garantendo un comportamento di tipo scatolare.