Solaio in c.a. con Foro
L'apertura di un foro in un solaio in cemento armato è un'operazione complessa che può influenzare significativamente la resistenza e la stabilità della struttura. È fondamentale distinguere tra due situazioni principali:
- Foro su solaio da realizzare (in fase di progettazione).
- Foro su solaio esistente (modifica di una struttura già costruita).
Queste due condizioni richiedono approcci progettuali e tecnici differenti per garantire sicurezza e conformità alle normative vigenti.
Calcolo di un solaio in c.a. in cui si prevede in fase progettuale che sia presente un foro Verifica Travi trasversali di collegamento Calcolo armatura Solaio Calcolo armatura Travetti di Bordo Foro
Calcolo di un solaio in c.a. esistente in cui si prevede di dover realizzare un foro Relazione di Calcolo |
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1. Solaio in c.a. e laterizi da realizzare
Nel caso in cui si debba realizzare un solaio in c.a. e laterizi con un foro di dimensioni L2 x La ,
si osservi che alcuni travetti non poggeranno sulle travi perimetrali, pertanto è necessario realizzare delle travi trasversali che trasferiscano il carico ai travetti di bordo del foro.
Nel caso in figura, ad es., è necessario realizzare le travi trasversali Ta Tb affinchè i travetti T3 e T4 trasferiscano il carico ai travetti T2 e T5.
Detto Q il carico a mq. che grava sul solaio, l’armatura posta nei travetti T5 e T2 deve essere verificata tenedo conto che sugli stessi oltre al carico Q gravano due forze F pari alla reazione vincolare delle travi Ta e Tb.
1.1. Verifica Travi trasversali di collegamento
Scelto il tipo di vincolo agli estremi, si calcolano le sollecitazioni cui è sottoposta la trave trasversale,
ad es. se si considera la trave appoggiata-appoggiata:
si ha:
q = Q * L1/2 [daN/m]
M = qLa2/8 [daNm]
T = qLa/2 [daN]
Ipotizzando che Q=500daN/mq, L1=2,00m > L3 e che la trave trasversale abbia le seguenti dimensioni e le seguenti armature
La = 1,50 m
B = cm. 15
H = cm.20
As=A’s=226 mm² (2f12)
Risulta:
q = 500*1,00 = 500,00 daN/m
M = 500,00*1,502/8 = 140,63 daNm
T = 500,00*1,50/2 = 375,00 daN
Per la verifica della trave trasversale si può utilizzare il software Free VerSezCa.2020 :
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| Sez.N. | B(mm) | H(mm) |Descrizione | As(mmq) | A's(mmq) |
| 1 | 150 | 200 |Esempio 1 | 226 (2ø12) | 226 (2ø12) |
| Nx(kN) |My(kN·m)| Tz(kN) |Mrd(kN·m)| My / Mrdy |f st./passo | Vrd (kN) | Ved / Vrd | Req. Dutt.|
| 0,00 | 0,94 | 2,50 | 15,17 | 0,062 < 1 | 8 / 140 | 46,78 | 0,053 < 1 | Verifica |
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| Verifica Fessurazione esm = 0,000071 Dsm = 59,8673 Wk = 0,007 < W.lim. Verifica |
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1.2. Calcolo armatura Solaio
Per il calcolo dell’armatura da disporre nei travetti (diversi da T2 e T5) è possibile usare il software SolaiCa.2018 il quale, assegnate dimensioni e carichi ci fornisce
- sollecitazioni
- armatura minima per travetto (modificabile dall’utente)
- tensioni
1.3. Calcolo armatura Travetti di Bordo Foro
Come detto, l’armatura posta nei travetti T5 e T2 (di bordo foro) deve essere verificata tenedo conto che sugli stessi oltre al carico Q gravano i carichi trasferiti dalle travi trasversali.
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Per l’esempio in esame, risultando F = R = 250,00 daN |
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Si studia il solaio su cui oltre al carico distribuito Q si hanno due forze concentrate F applicate nei punti B e C
Utilizzando il software SolaiCa.2018 si ottiene:
2. Solaio in c.a. e laterizi Esistente
Nel caso in cui si debba realizzare un foro in un solaio esistente in c.a e laterizi, il procedimento è analogo al caso di nuovo solaio con foro, ma occorre tenere presente che:
- Calcestruzzo e tipo di acciaio sono quelli usati all’epoca della costruzione e devono essere caratterizzati con prove sui materiali;
- Le armature nei travetti sono già presenti e devono essere individuate in diametro e numero;
Oltre a dover dimensionare le travi trasversali (Ta e Tb) occorre verificare che l’armatura presente nei travetti di bordo (T2 e T5) sia idonea a sopportare i nuovi carichi che a seguito del taglio eseguito vengono trasmessi nei punti B e C.
Supponendo che
- il calcestruzzo sia di classe C25/30 con Resistenza Cratteristica pari a Rck= 30 N/mm²
- l’acciaio sia di classe Feb38K contr. con Resistenza a Trazione pari a fyk = 160 N/mm²
- che in ogni travetto si abbia la seguente armatura:
Arm. Inferiore 2f5 + 2f14 ( AS=3,48 cm²)
Arm. Superiore 1f8 ( AS=0,50 cm²)
Per prima cosa, si dimensionano le Travi Trasversali, quindi si esegue la verifica del solaio con applicato oltre al carico Q anche le forze F.
2.1. Relazione di Calcolo
Premessa
La presente relazione illustra i calcoli di verifica eseguiti sul fabbricato esistente sito a ____________________ in Via ____________ N._____ nel quale in corrispondenza del solaio di interpiano si deve realizzare un foro .
In particolare, i calcoli appresso descritti sono stati effettuati al fine di dimostrare la sicurezza del fabbricato rispetto alle sollecitazioni cui sarà sottoposto in fase di esercizio e la rispondenza alla normativa vigente.
L.02.02.'74,n.64: "Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche";
D.M. 17.01.2018: “Norme Tecniche per le Costruzioni”;
Circolare 21.01.2019 N.7 CSLLPP: Istruzioni per l’applicazione dell’«Aggiornamento delle “Norme tecniche per le costruzioni”» di cui al decreto ministeriale 17 gennaio 2018.
Come si evince dalla relazione tecnica allegata e dal progetto architettonico, dal punto di vista strutturale le opere da realizzare consistono in:
- realizzazione di un foro nel solaio esistente (di copertura del piano terzo - calpestio piano quarto) del diametro di ml. 1.30, all’interno del quale si deve posizionare una scala a chiocciola autoportante, che consenta di collegare i due piani dell’edificio.
Il progetto e la valutazione della sicurezza è riferito alle sole parti e/o elementi interessati, documentando le carenze strutturali riscontrate e dimostrando che, rispetto alla configurazione precedente , non si sono prodotte sostanziali modifiche al comportamento delle altre parti e della struttura nel suo insieme e che gli interventi non comportino una riduzione dei livelli di sicurezza preesistenti
Analisi Storico-Critica
Ai fini di una corretta individuazione del sistema strutturale esistente, non avendo a disposizione gli esecutivi di cantiere risalenti all’epoca di costruzione del fabbricato, si è proceduto ad un dettagliato rilievo geometrico strutturale.
Il rilievo è stato riferito sia alla geometria complessiva dell’organismo che a quella degli elementi costruttivi, evidenziando la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costruttivi.
Dettagli Costruttivi
Da un attento ed esteso esame del fabbricato, è stato possibile effettuare una completa ed esaustiva indagine visiva dei dettagli costruttivi, che può riassumersi in:
- a) le pareti verticali risultano tra loro ammorsate efficientemente;
- b) non si sono evinti dei segni di dissesto strutturali e/ lesioni, in generale l’opera trovasi in buono stato di conservazione e non si sono evidenziati cedimenti, e/o segni macroscopici generali;
Livelli di Conoscenza e Fattori di Confidenza
Sulla base degli approfondimenti effettuati nelle fasi conoscitive sopra riportate , poiché è stato effettuato il rilievo geometrico, sono state effettuate delle verifiche estese ed esaustive sui dettagli costruttivi e sono state effettuate indagini in situ limitate sulle proprietà dei materiali, si può assumere un livello di conoscenza pari ad LC2 cui corrisponde un fattore di confidenza FC=1,20.
Verifica Apertura Vano Solaio
Come si evince dagli esecutivi di cantiere allegati, il foro da realizzare sul solaio interessa il taglio di due travetti
Tale taglio comporta un trasferimento dei carichi sopportati dai travetti interni (N.2 e N.3) ai travetti posti sul bordo del foro (N.4 e N.5) mediante un cordolo di cerchiatura C-G.
ANALISI DEI CARICHI
CARICHI PERMANENTI:
Travetti : 0,12 x 0,16 x 2,0 x 2500,00 . . . . . . . . . . . . = 96,00 daN/mq
Pignatte : 0,38 x 0,16 x 2,0 x 800,00 . . . . . . . . . . . . = 97,28 "
Caldana : 0,04 x 1,00 x 1,00 x 2500,00 . . . . . . . . . . . . = 100,00 "
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G1 = 293,28 daN/mq
CARICHI PERMANENTI NON STRUTTURALI:
Intonaco (1,5cm) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . = 30,00 daN/mq
Malta di allettamento (3,0cm) . . . . . . . . . . . . . . . . = 50,00 "
Pavimento in ceramica, gres, graniglia . . . . . . . . . . . = 40,00 "
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G2 = 120,00 daN/mq
SOVRACCARICHI:
A - Ambienti ad uso residenziale . . . . . . . . . . . . . . Qk1= 200,00 daN/mq
COMBINAZIONI DI CARICO S.L.U.
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| N.Cmb. | Carico Distribuito | q(daN/mq)|
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| 1 | gG1·G1+gG2·G2+gQ·[Qk1] | 861,26 |
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| 2 | gG1·G1+gG2·G2 | 389,28 |
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| 3 | gG1·G1+gG2·G2+gQ·[Qk1] | 861,26 |
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Per la verifica dei travetti di bordo si considera a vantaggio di sicurezza un carico distribuito sul solaio pari a:
Q = 862,00 daN/mq
Il carico lineare trasmesso al cordolo C-G è pari a:
q=Q/Lt = 862/1,38 = 624,65 daN/m
Pertanto il carico trasmesso dal cordolo ai travetti di bordo, nei punti C e G è pari a:
F = R = 431,00 daN
Nelle pagine seguenti , si riporta il calcolo del solaio nello stato Ante Intervento soggetto al solo carico Q, e nello stato Post intervento soggetto oltre che al carico Q anche ai due carichi nodali F
Come si evince dai tabulati di calcolo e dai diagrammi delle sollecitazioni, i travetti di bordo foro sono soggetti alle seguenti sollecitazioni
Ed essendo
Mres = 1.942,17 daNm
Tres = 9.044,20 daN
Risulta:
Mmax = 1785,92 daNm < Mres – Verifica
Tmax = 1853,89 < Tres – Verifica
. . . . . Vedi Appunti
