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Funzioni statiche e sismiche del solaio

I solai infatti non hanno solo la funzione di sostenere i carichi verticali su di essi gravanti, altresì ricoprono un ruolo cruciale nella corretta distribuzione delle azioni orizzontali, come quelle sismiche, da indirizzare in modo efficace verso gli elementi verticali resistenti su cui i solai trovano appoggio.

Questo compito di diaframma è maggiormente determinante all’interno degli edifici in muratura, il cui comportamento scatolare, ossia la legatura reciproca di tutti gli elementi resistenti (orizzontali e verticali) può influire moltissimo sulla riduzione del danno sismico (fig. 1a-b).

Il D.P.C.M. 09/02/2011 “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale allineate alle nuove Norme tecniche per le costruzioni” ricorda che «[…] il ruolo dei solai nel comportamento sismico delle costruzioni in muratura è quello di trasferire le azioni orizzontali di loro competenza alle pareti disposte nella direzione parallela al sisma […] I solai devono essere efficacemente collegati alle pareti murarie, attraverso un appoggio […] inoltre essi possono costituire un ulteriore vincolo per le pareti sollecitate da azioni ortogonali al proprio piano […]».

Nella progettazione del rinforzo statico del solaio è quindi importante valutare se sia possibile migliorare anche i collegamenti dell’impalcato al perimetro murario, mediante vincoli che impediscano il ribaltamento fuori piano delle pareti (Fig. 1a) e lo sfilamento delle travi durante l’azione sismica (Fig. 1c).

Rinforzi per i solai lignei

Nel caso di un solaio in legno, questo può avvenire per esempio mediante inserimento di puntuali presidi metallici installati alla testa delle travi (Fig. 2) o vincolando al perimetro murario il tavolato aggiunto a 45° (con funzione di irrigidimento) mediante semplici profili metallici a L tassellati alla parete e chiodati al tavolato (Fig. 3).

Il problema principale delle strutture lignee risiede nella marciscenza e degrado materico, dovuto a umidità, infiltrazioni e attacco di organismi vegetali e nelle eccessive deformazioni che possono accumulare nel corso dei secoli. Tuttavia, non sempre le strutture lignee devono essere sostituite: qualora l’inflessione e il degrado non siano particolarmente pronunciate e non pregiudicano una significativa resistenza residua dell’elemento ligneo, esso può essere staticamente supportato da elementi strutturali aggiuntivi ad esso collaboranti, come ad esempio profilati metallici a sostegno delle travature principali e/o la posa di un secondo tavolato collaborante (Fig. 3).

Connessione tra solaio e murature

Il collegamento con le murature perimetrali avverrà attraverso barre inghisate nelle pareti con un passo costante e sovrapposte all’armatura della soletta per una lunghezza opportuna, oppure con puntuali scassi nella muratura a “coda di rondine” nei quali si inserisce l’armatura di collegamento con la soletta. È molto importante eseguire la connessione tra le sezioni portanti, altrimenti la soletta soprastante costituirà solo un ulteriore peso gravante sull’originaria struttura lignea.

La soluzione adottata presuppone pertanto un coinvolgimento statico delle travi del solaio, la cui efficacia deve essere preventivamente valutata dal progettista in funzione del livello di degrado del legno.

Applicazione ai solai in latero-cemento

Questa tecnica di rinforzo estradossale può essere applicata anche ai più recenti solai in latero-cemento, spesso presenti nell’edilizia storica, per i quali esiste oggi anche la variante attraverso connessioni chimiche con l’applicazione sulla superficie estradossale di particolari resine ancoranti il getto di calcestruzzo collaborante anziché applicare ancoraggi meccanici.

Gli interventi proposti mirano inoltre ad aumentare la rigidezza dell’impalcato secondo quanto richiesto dalle attuali NTC2018, con l’avvertenza di non ricercare ad ogni costo l’infinita rigidezza, come richiedevano le precedenti norme tecniche del 2008, bensì intervenire per migliorarla soprattutto su solai molto deformabili. «[…] Per le suddette ragioni risulta utile un limitato irrigidimento dei solai, di cui vanno valutati gli effetti, a cui si associa inevitabilmente un aumento della resistenza degli elementi. Solo in casi particolari risulta invece necessario un irrigidimento significativo dei solai nel proprio piano, con l’obiettivo di ripartire l’azione sismica tra le diverse pareti; nella maggior parte dei casi questa ripartizione porta a concentrare le forze sugli elementi più rigidi, anticipandone la rottura, e sugli elementi perimetrali, nel caso d’irregolarità planimetriche con accentuazione degli effetti torsionali […]» (D.P.C.M. 09/02/2011).

Come in ogni progetto di recupero strutturale sul patrimonio edilizio esistente, ogni soluzione deve essere valutata e rapportata alle criticità statiche nel rispetto della originaria tipologia costruttiva, evitando interventi troppo invasivi.