L’apertura di un foro in un solaio in laterocemento può essere prevista in fase di progetto per una nuova costruzione oppure può rendersi necessaria in un solaio esistente per la realizzazione di una scala interna di collegamento.
In quest’articolo ti spiego come progettare un foro in un solaio in laterocemento di nuova costruzione oppure in un solaio esistente, quale schema statico adottare a seconda dei casi e come eseguire il calcolo, progetto e verifica degli elementi strutturali necessari per la realizzazione del foro. Nel corso dell’articolo potrai scaricare gratuitamente un’applicazione implementata in Microsoft Excel (file xls) per il calcolo automatico del foro in un solaio nuovo o esistente. Non perdertela.
Scarica Ver.Sez. (xls di Microsoft Excel) per il calcolo dell’intervento di apertura foro in un solaio latero-cementizio
Ver.Sez. è l’app per il calcolo dell’intervento di apertura foro in un solaio latero-cementizio implementata in Microsoft Excel. Puoi scaricare la versione gratuita dell’app compilando i campi qui sotto. Riceverai all’istante una mail contenente il link per eseguire il download.
Apertura foro in un solaio: le tre tipologie possibili
La creazione di fori nei solai in laterocemento può essere necessaria nei seguenti casi:
- passaggio di impianti;
- installazione di un montacarichi;
- necessità di una scala interna;
- presenza del vano ascensore.
A seconda della necessità da soddisfare ci sarà bisogno di un foro di piccole, medie o grandi dimensioni e per ciascuno di questi casi lo schema statico per il calcolo e verifica del solaio subirà una modifica più o meno marcata.
Al crescere della dimensione del foro subiranno delle modifiche gli elementi strutturali del solaio gerarchicamente più importanti a partire dalla soletta fino ad arrivare ad uno o più travetti. Ma cosa cambia per ciascuna tipologia di foro? Vediamo nel dettaglio in cosa consistono i fori piccoli, medi e grandi.
Fori di piccole dimensioni
I fori di piccole dimensioni comportano una modifica del componente strutturale gerarchicamente meno importante nella struttura di un solaio, ovvero la soletta in calcestruzzo. Vengono ottenuti rimuovendo uno o più elementi di alleggerimento consecutivi (pignatte) fra due travetti contigui e realizzando due cordoli trasversali di coronamento.
I fori di piccole dimensioni solitamente servono per il passaggio degli impianti e vengono predisposti in fase di progetto in conformità con la progettazione impiantistica. Non richiedono calcoli specifici in quanto l’alterazione dello schema statico è minimo e lo stato di sollecitazione non subisce modifiche significative per la presenza del foro.
Possono essere realizzati anche in solai esistenti demolendo la porzione di soletta compresa fra due travetti e la sottostante pignatta e realizzando i cordoli trasversali di coronamento.
Fori di medie dimensioni
I fori di medie dimensioni interessano, oltre la soletta, anche un singolo travetto, causandone l’interruzione. Vengono realizzati rimuovendo due pignatte consecutive in senso trasversale e interrompendo un singolo travetto. Il coronamento del foro viene effettuato realizzando due travetti trasversali di rinforzo.
Anche in questo caso lo stato di sollecitazione non subisce modifiche significative. Non è necessario pertanto un calcolo specifico.
Apertura foro di grandi dimensioni per solaio di nuova costruzione o esistente
I fori di grande dimensioni determinano l’interruzione di due o più travetti del solaio. Possono essere necessari per la realizzazione di un vano ascensore o di una scala interna di collegamento. Per la realizzazione dei fori di grandi dimensioni possono essere adottate due possibili soluzioni:
- variazione dello schema statico del solaio; questa soluzione può essere adoperata solo in fase di progetto per solai di nuova costruzione;
- adattamento dello schema statico del solaio: questa soluzione può essere adoperata sia in fase di progetto per solai di nuova costruzione sia per solai esistenti.
Vediamo nello specifico le due possibili soluzioni per la realizzazione di fori di grandi dimensioni.
Foro di grandi dimensioni: variazione dello schema statico
Questa soluzione progettuale è perseguibile solo per solai di nuova costruzione e va prevista in fase di progetto. La realizzazione del foro comporterà la variazione dello schema statico del solaio, cambiando l’orientamento dell’orditura nei campi di solaio adiacenti il foro.
Ai lati del foro, in direzione parallela all’orditura del solaio, saranno realizzate due travi a spessore sulle quali andranno a scaricare i campi di solaio con orditura ruotata di 90 gradi rispetto al resto del solaio.
Schemi statici da adoperare
Per i campi di solaio con orditura ruotata si adotteranno gli schemi statici di trave incastrata-incastrata e trave appoggiata-appoggiata sovrapponendone le sollecitazioni secondo il criterio di fascia per simulare i due casi estremi di rigidezza torsionale nulla o infinita della trave a spessore. In alternativa è possibile assegnare un vincolo cedevole elasticamente nei confronti della rotazione alle estremità dello schema statico.
Per il calcolo delle travi a spessore longitudinali si può adoperare lo schema statico di trave continua considerando la fascia di solaio compresa fra le due travi. Le campate della trave continua avranno due diversi valori della rigidezza flessionale:
- la rigidezza flessionale della campata composta dalle due travi a spessore sarà pari a 2 volte il momento d’inerzia della sezione della trave a spessore;
- la rigidezza flessionale della campata di solaio adiacente sarà pari alla somma del momento d’inerzia dei travetti ricadenti nella fascia compresa fra le due travi a spessore.
Anche in questo caso per garantire la massima sicurezza si può adottare il criterio di fascia, considerando una rigidezza torsionale nulla della trave di bordo e sovrapponendo alle sollecitazioni della trave continua le sollecitazioni ottenute adottando lo schema statico di trave appoggiata-appoggiata per le travi a spessore e per la campata di solaio adiacente.
Foro di grandi dimensioni: adattamento dello schema statico (la soluzione per i solai esistenti)
Una seconda soluzione per la realizzazione di un foro di grandi dimensioni consiste nell’adattamento dello schema statico del solaio ed è indicata per solai esistenti oltre che per solai di nuova costruzione.
Tale soluzione prevede la realizzazione di quattro travi a spessore lungo il perimetro del foro. Il progetto e la verifica di queste travi sarà eseguito utilizzando l’inviluppo delle sollecitazioni di momento e taglio ottenuto per il calcolo dello schema di trave continua del solaio in assenza del foro. Tale soluzione è a vantaggio di sicurezza, perché in realtà nello spazio in pianta occupato dal foro, non agiranno carichi verticali permanenti e accidentali.
Sollecitazioni nelle travi a spessore di contorno
Le travi a spessore ortogonali all’orditura del solaio saranno sollecitate a torsione. Il momento flettente trasmesso dai travetti interrotti dalla trave a spessore diventerà un momento torcente distribuito lungo l’asse della trave.
Le travi a spessore parallele all’orditura del solaio saranno invece sollecitate a flessione e taglio. A tali travi saranno assegnate le sollecitazioni di momento e taglio dello schema statico di trave continua del solaio in assenza di foro.
Foro di grandi dimensioni affiancato alle travi di bordo
La posizione del foro nel solaio latero-cementizio può anche essere adiacente alle travi di bordo del campo di solaio cui appartiene. Possono verificarsi tre casi:
- foro affiancato alla sola trave trasversale(trave ortogonale all’orditura);
- foro affiancato alla sola trave longitudinale (trave parallela all’orditura);
- foro affiancato alla trave trasversale e longitudinale.
Per i casi elencati sopra si può adottare sia la variazione dello schema statico del solaio per solai di nuova costruzione, sia l’adattamento dello schema statico per solai esistenti o di nuova costruzione.
Nel caso di variazione dello schema statico del solaio, l’orditura del solaio verrà concepita in modo da evitare lo scarico dei travetti sui cordoli perimetrali del foro, come mostrato nell’immagine seguente.
Nel caso di adattamento dello schema statico del solaio, saranno previsti dei cordoli perimetrali di sezione adeguata sui lati del foro non affiancati alle travi perimetrali. I cordoli perimetrali di nuova costruzione saranno inghisati alle travi perimetrali esistenti e tale intervento sarà classificato come intervento locale.
Ai fini del calcolo statico del foro affiancato alle travi perimetrali, i cordoli non adiacenti alle travi di bordo saranno progettati e verificati utilizzando le sollecitazioni calcolate come mostrato nel paragrafo precedente.
Le travi di bordo invece, a cui i cordoli di nuova costruzione saranno inghisati, dovrebbero risultare, nella maggior parte dei casi, implicitamente verificate. Un controllo che è possibile eseguire consiste nel verificare che la sezione delle travi di bordo a cui il foro è affiancato, abbia momento resistente e taglio resistente maggiore di quello dei cordoli di nuova costruzione ad esse parallele.
Apertura foro nel solaio: scarica la risorsa per il calcolo
All’interno di Ver.Sez., l’app per il progetto, calcolo e verifica di elementi strutturali in cemento armato troverai un modulo interamente dedicato al calcolo dell’intervento di apertura foro in un solaio esistente o di nuova costruzione.
Potrai ottenere in automatico le sollecitazioni nelle travi a spessore lungo il perimetro del foro estrapolate dall’inviluppo dello schema di trave continua del solaio. Potrai progettare l’armatura delle travi a spessore ed eseguire la verifica per torsione, flessione e taglio.
Potrai stampare una dettagliata relazione tecnica contenente i diagrammi e gli inviluppi del momento e del taglio sollecitante e tutti i dettagli sulle verifiche.
Puoi usufruire delle funzionalità avanzate per il calcolo dell’intervento di apertura foro in un solaio nuovo o esistente utilizzando la versione Premium di Ver.Sez., scaricabile a questo link.
Per scaricare la versione di prova dell’app, compila i campi qui sotto. Riceverai all’istante una email contenente il link per eseguire il download.
Conclusioni
La realizzazione di un foro in un solaio in laterocemento è una necessità che può presentarsi per una nuova costruzione in fase di progetto oppure in una costruzione esistente per soddisfare nuove necessità funzionali dell’edificio come per esempio la realizzazione di una scala interna. A seconda della dimensione del foro puoi adottare diverse soluzioni progettuali e diversi schemi statici per il calcolo, progetto e verifica.
Spero che le informazioni condivise in quest’articolo possano esserti utili per affrontare nel modo corretto la progettazione e il calcolo del foro in un solaio in laterocemento di nuova costruzione o esistente.
Se hai trovato utile l’articolo puoi suggerirlo ad un tuo collega su Linkedin o ad un tuo amico su Facebook cliccando sui tasti di condivisione in fondo alla pagina.
Ci rileggiamo al prossimo contenuto del blog.
A presto.
Marco
Codice articolo: 228. Pubblicato il 2/12/2019. Ultimo aggiornamento: 20/10/2023.
Devo effettuare foro in un solaio a volta: esiste un software a cui fare riferimento?
Grazie
Al momento non ci sono risorse disponibili nel blog per tale scopo, mi spiace.
Ciao
Marco
Buonasera.
Nel caso di un solaio esistente in acciaio c’e qualche foglio exel che fa la verifica?
grazie mille
Puoi utilizzare l’app Ver.Steel per la verifica dei profili delle travi del solaio.
Link: https://www.marcodepisapia-store.com/ver-steel-premium/
Ciao
Marco
Buonasera Marco, il tuo applicativo svolge una verifica del singolo travetto adiacente all’apertura? Anche nel caso di foro di medie dimensioni con un solo travetto interrotto, questo va a scaricare, attraverso i travetti trasversali di rinforzo, sui travetti adiacenti, ciascuno dei quali subisce un incremento di carico fino al 20% (o addirittura +50% nell’ipotesi semplificativa di assegnargli una larghezza di influenza x 1,5).
Puoi verificare i travetti laterali inserendo i dati geometrici e meccanici di questi ultimi nei campi relativi ai cordoli longitudinali a coronamento del foro.
Ciao
Marco
Buongiorno caro Marco, mi chiedevo se fosse corretto, utilizzando il tuo software nella versione dello scorso anno, dimensionare il cordolo da realizzare per foro adiacente ad una trave esistente, semplicemente raggiungendo un coefficiente di sicurezza >0,50 così da raddoppiare l’efficacia della sua consistenza a fronte delle azioni presenti. In poche parole sul foro centrato vengono sollecitati e verificati entrambi i cordoli paralleli fra loro e il coefficiente minimo è 1,00, ma considerando la presenza di un unico cordolo si può dimezzare il coefficiente e considerare soddisfatte le verifiche come ti dicevo.
Grazie
Ciao Roberto, la tua soluzione può essere valida nel caso in cui non sei sicuro della qualità del collegamento fra cordolo trasversale e trave di bordo. In tal caso mi sembra ragionevole raggiungere un coefficiente di sicurezza maggiore (per esempio 0.5 come da te proposto) per il cordolo di nuova costruzione.
Ciao
Marco
Ok però queste cose erano già note ai tenmpi dei libri del Migliaccci et similia. Per i fori in solai esistenti, mio auguro che nel futuro ci sia un articolo (e magari anche in seguito anche un software) che possa fornire un valido aiuto per le attuali modalità con le quali debbono essere calcolate tali operazioni, ad esempio la variazione di rigidezza nel piano.
Ciao Pino, grazie del suggerimento. La variazione di rigidezza nel piano del solaio sarà oggetto di un prossimo articolo.
Saluti
Marco
Gli schemi da te illustrati sono tutti con foro centrale rispetto alle quattro travi perimetrali. Potresti illustrare il caso di un foro a ridosso di due travi per l’inserimento di una scala a L o C?
Ciao Jody, il caso da te citato sarà trattato nel prossimo aggiornamento di quest’articolo.
Ciao
Marco
Buongiorno, ci chiedevamo, qui allo studio, come si potesse ruotare l’orditura del solaio in caso di foro per inserimento scala
Puoi fornire più dettagli al problema?
Marco
Buongiorno Marco.
mi chiedevo, i momenti flettenti che si trasformano in torcenti per le travi A e B, da quali carichi vengono prodotti.
Mi spiego meglio, per l’analisi di un solaio con interasse 50cm siamo soliti considerare 1m di influenza e quindi adottare i carichi al mq (es. Carico Variabile CAT. A 2kN/mq, che diventa 2kN/m) e poi considerare le sollecitazioni divise su 2 travetti.
In questo caso come consideriamo i carichi?
Consideriamo solo l’area di influenza di un solo travetto e quindi 50cm che ci porta ad avere una carico variabile di 1kN/m oppure consideriamo la luce del foro (es. 1.5m) e quindi avremo un carico variabili di 3kN/m?
Spero di essere stato chiaro nel quesito e ti ringrazio per gli innumerevoli spunti/aiuti che ci dai per la professione.
Ciao Federico,
puoi analizzare lo schema di trave continua come fai normalmente. Le sollecitazioni flettenti che ottieni dall’analisi della trave continua, diventano momenti torcenti distribuiti linearmente agenti sulle travi A e B.
Cito il tuo esempio:
“per l’analisi di un solaio con interasse 50cm siamo soliti considerare 1m di influenza e quindi adottare i carichi al mq (es. Carico Variabile CAT. A 2kN/mq, che diventa 2kN/m) e poi considerare le sollecitazioni divise su 2 travetti.”
Il momento flettente che ottieni da questo schema in corrispondenza delle travi A e B, sarà per queste ultime un momento torcente per metro lineare [kNm/m].
Spero di essere stato chiaro.
Ciao
Marco
Buonasera Marco,
il fatto che il foro sia realizzato su una copertura a falde incide sul calcolo (come accade per un lucernario)?
L’inclinazione della falda incide sulle modalità di applicazione dei carichi distribuiti, che in tal caso saranno applicati su una superficie inclinata.
Nel caso in cui il solaio è composto da 4 campate ed elimino 5 interi travetti di una sola campata?
Se elimini i travetti per l’intera lunghezza della campata, non occorrerà la cerchiatura. Dovrai verificare in nuovi schemi di solaio che ne derivano.
Secondo me i due travetti adiacenti alle travi C vanno a sopportare tutto il carico che prima andava a caricare i tre travetti interrotti, esclusi i carichi che gravavano sull’area occupata dal foro ed aggiungendo i pesi propri delle nuove travi; se tali travetti non verificassero, le travi C andrebbero per forza prolungate alle travi di appoggio. Bisogna fare il calcolo, più è grande il foro, meno i travetti reggono.
Inoltre, in pratica, come si collegherebbero le travi C ai travetti adiacenti? Con dei tasselli, forando i travetti ed indebolendoli?
Ciao Francesco, le travi C fanno parte del telaio orizzontale composto dalle travi A, B e C. Il collegamento è localizzato fra le travi A e B e i travetti interrotti. Per quanto riguarda l’esecuzione esistono diverse tecnologie, per esempio portare alla luce le armature dei travetti esistenti interrotti, sagomandole e inglobandole nel getto delle nuove travi C e utilizzare miscele idonee per la presa fra calcestruzzo nuovo ed esistente.
Buonasera Marco.
Interessante l’articolo sulla apertura vani su solai esistenti.
Però non mi convince del tutto il fatto che le travi C non si appoggino alle
travi della struttura principali (ortogonali alla tessitura del solaio) per
riportare il carico proveniente dalle nuove travi A e B.
Faccio questa considerazione in quanto se è vero che vi è una riduzione dei pesi
(carichi accidentali, propri e permanenti portati) per via del nuovo foro è
anche vero che i travetti adiacenti alle nuove travi C sono
“costretti” a portare più carico rispetto a quello inizialmente
previsto.
Penso per esempio al taglio di un solo travetto necessario per il passaggio
di un piccolo canale (es. 20cm – ortogonale alla tessitura del solaio – per la
larghezza di due pignatte e di un travetto). In questo caso il peso del solaio
che compete al travetto da tagliare va a finire per metà a quello adiacente a
dx e per metà a quello adiacente a sx. L’armatura di tali travetti è però
quella derivante da pesi calcolati per la propria area di competenza e non anche
di quella di metà del travetto adiacente.
Stesso discorso se si dovesse, p.e., fare un taglio di 4÷5 e più travetti
(nel disegno che hai riportato). Credo che la quota parte di solaio che si va a
togliere ai travetti paralleli al foro e immediatamente adiacenti alle travi C
sarebbe comunque superiore a quello di calcolo (del singolo travetto).
Inoltre, ammesso che ciò che abbia scritto sopra sia condivisibile (e mi
sorge un dubbio visto che l’ipotesi di intervento che tu riporti è simile a
quella riportata in letteratura dal Prof. Mario Pagano), se vi fosse bisogno di
riportare i carichi con le travi C che si allunghino per appoggiarsi su quelle
della struttura principale esistenti, vi sarebbe da fare anche una verifica a
taglio sulle travi esistenti.
Infine la esistenza di un foro sulla soletta strutturale dovrebbe essere
comunque verificata per le azioni nel suo piano che consentono di ipotizzare un
comportamento a diaframma rigido.
Spero di aver espresso in maniera “sufficientemente” chiara il mio dubbio e
spero che venga fugato con qualche chiarimento.
Saluti.
Pietro
Ciao Pietro,
nel caso di apertura foro in un solaio esistente è preferibile non prolungare le travi C fino alle travi di bordo del campo di solaio, perché in tal modo l’intervento sarà meno invasivo. Se invece sei in fase di progetto di un solaio ex-novo puoi anche scegliere di prolungare le travi C fino alle travi di bordo. In tal caso ricadresti nell’esempio della “variazione dello schema statico”, senza però ruotare l’orditura del solaio.
Nel caso di fori di grandi dimensioni è consigliabile verificare che la rigidezza dell’impalcato nel piano non vari significativamente.
Ciao.
Marco