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.
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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.
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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.
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Ci rileggiamo al prossimo contenuto del blog.
A presto.
Marco
Codice articolo: 228. Pubblicato il 2/12/2019. Ultimo aggiornamento: 20/10/2023.
