Il predimensionamento strutturale è una fase iniziale di fondamentale importanza nella progettazione di un edificio. Serve a stabilire le dimensioni massime degli elementi portanti, come travi e pilastri, al fine di creare un modello preliminare della struttura da sottoporre a successive analisi ed elaborazioni.
Durante la fase di predimensionamento, il progettista, facendo affidamento sulla sua esperienza e competenza, utilizza schemi statici semplificati e calcoli approssimativi per stabilire la geometria di partenza degli elementi strutturali e cercare soluzioni di progetto efficaci nel rispetto dei vincoli architettonici, dimensionali e normativi previsti.
Predimensionare adeguatamente le sezioni strutturali non solo aumenta le probabilità di superare con successo le verifiche di resistenza e deformabilità durante l’analisi strutturale propriamente detta, ma riduce significativamente la necessità di apportare modifiche al modello della struttura nelle fasi successive della progettazione.
Come Effettuare il Predimensionamento Strutturale
Il predimensionamento strutturale è un processo critico in quanto, se eseguito accuratamente, può prevenire la necessità di modifiche e accelerare le fasi successive del progetto. Per condurre questo processo in modo efficace, è possibile fare riferimento ai passaggi di seguito elencati:
- Analisi del progetto architettonico: Lo studio del progetto architettonico fornisce informazioni sulle dimensioni e la disposizione degli spazi dell’edificio. Queste informazioni sono fondamentali per determinare la configurazione preliminare dello scheletro portante e identificare le parti strutturali principali.
- Ipotesi di schema strutturale: Sulla base delle informazioni raccolte nella fase iniziale, si ipotizza uno schema strutturale di massima in cui sia definita la disposizione dei pilastri, delle travi, dei solai, e così via. Questo schema deve essere coerente con i vincoli architettonici, evitando interferenze con gli spazi interni, le aperture dell’edificio o altri elementi strutturali.
- Dimensionamento preliminare: In questa fase, si procede alla definizione della geometria e delle dimensioni delle sezioni strutturali, includendo il calcolo del quantitativo di armatura per gli elementi in cemento armato. Durante questo processo, è essenziale garantire che le dimensioni e le caratteristiche degli elementi strutturali rispettino i requisiti minimi stabiliti dalla normativa tecnica di riferimento (NTC 2018).
- Verifica delle sezioni: Utilizzando formule semplificate e metodi approssimati, si esegue una verifica preliminare delle sezioni strutturali per valutare la loro capacità di sopportare i carichi previsti.
- Ottimizzazione delle sezioni: Se le dimensioni iniziali delle sezioni non soddisfano le verifiche preliminari, è necessario apportare modifiche e ottimizzarle. Questo processo può implicare l’adeguamento delle dimensioni delle sezioni, sia aumentandole che riducendole, e richiede iterazioni tra il predimensionamento e la verifica delle stesse fino a raggiungere una configurazione preliminare soddisfacente.
È importante sottolineare che il predimensionamento è una fase approssimativa e che le dimensioni finali degli elementi strutturali saranno definite nelle fasi successive del processo di progettazione, utilizzando analisi strutturali più dettagliate e software di calcolo specifici.
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Predimensionamento Travi in Legno
Il predimensionamento delle travi in legno viene generalmente eseguito utilizzando tabelle che forniscono le dimensioni della sezione in base al carico applicato e alla luce della trave. Queste tabelle contengono una serie di combinazioni di carico e luce, e per ciascuna combinazione forniscono le dimensioni consigliate per l’altezza e la base della trave.
Le tabelle di predimensionamento per le travi in legno possono essere reperite in prontuari tecnici. È importante sottolineare che queste tabelle forniscono solo dimensioni approssimative e rappresentano solo una fase preliminare del processo di progettazione. Successivamente, è necessario eseguire un’analisi strutturale più dettagliata per verificare che le dimensioni stimate siano adeguate e soddisfino i requisiti di resistenza e sicurezza specifici dell’edificio o della struttura in esame.
Questa parola deriva dalla trama dei tessuti, l’ordito determinato dall’intreccio dei fili; richiama quindi l’intreccio creato con le travi e altre parti lignee minori, che andranno a creare delle linee ben precise. La terminologia usata può sembrare complicata: quale parte è il la capriata? Per questo, può essere utile offrire qualche termine del glossario dei tetti in legno, con gli elementi dell’orditura che puoi trovare negli edifici. Le diciture dell’orditura e le loro funzioni possono variare anche a livello regionale. In entrambi i casi, sia per i tetti lombardi che quelli piemontesi, mancano i muri di appoggio alla distanza necessaria per gestire le spinte statiche.
Sono elementi rigidi “non spingenti” appoggiati ai muri perimetrali, ai quali trasmettono solo carichi verticali. Le varie aste delle capriate sono collegate tra loro con giunti di carpenteria (intagli), di facile costruzione.
Come strutture tetto in legno le capriate sono nate in epoca tardo-antica, con le basiliche cristiane, anche se alcune ipotesi pensano che fossero già state utilizzate nei templi greci e in alcune architetture romane. In ogni caso, è dal Medioevo in poi che le capriate in legno sono state adottate in molte coperture civili oltre che religiose.
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Spesso per ragioni statiche si creano delle capriate complesse, per esempio quando sono presenti luci (finestre) maggiori di 20 metri oppure quando la catena deve sostenere dei carichi elevati. In altri casi, diventa utile dare vita a capriate miste con legno e ferro. Le funzioni di questi elementi si completano per garantire resistenze maggiori all’orditura e un peso inferiore alla capriata.
Si sostituiscono gli elementi tesi con cavi metallici sottili (catene in ferro, tiranti, etc.), di frequente per creare strutture adatte agli edifici con aperture molto estese. In alcuni casi il restauro delle vecchie travi del tetto è preferibile alla loro sostituzione, mentre in altre non è possibile.
STILCASA# 📋 Consolidamento del solaio di interpiano - Parte I 📋
Rinforzo dei Solai in Legno
In generale, un solaio a struttura lignea è completato superiormente da un tavolato di chiusura che sostiene le pavimentazioni; tale elemento può essere a sua volta in legno o con tavelle piene o tavelloni in laterizio. Questa pubblicazione fornisce indicazioni sia di tipo progettuale che di tipo esecutivo per il consolidamento di solai esistenti con esempi di intervento e inquadramento normativo degli stessi.
Il volume tiene conto dell’evoluzione normativa, in particolare della necessità diffusa su tutto il territorio nazionale di progettare o recuperare strutture con requisiti antisismici e delle novità sul come considerare i solai nel contesto globale dell’edificio.
L’opera dedica la parte iniziale alla illustrazione delle principali tipologie di solai esistenti (legno e latero-cemento), per poi passare all’inquadramento dei solai nella normativa attuale (NTC 2018 e circolare esplicativa n. 7/2019) e successivamente alla descrizione di interventi di recupero di solai nelle varie tipologie descritte.
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Una notazione a parte è relativa alle metodologie di consolidamento che devono essere volte non solamente al recupero tout-court. L’attuale contesto normativo, infatti, non può far dimenticare al progettista che il consolidamento di un solaio può (e deve) essere anche una occasione per intervenire sul comportamento sismico dell’edificio con ricerca di soluzioni e dettagli di consolidamento (locale o generale a seconda della estensione dell’intervento) che migliorino il comportamento strutturale globale, con particolare riferimento alla prevenzione del ribaltamento delle murature ed al miglioramento del comportamento scatolare dei muri portanti.
Tecniche di Rinforzo
- Si utilizzano normalmente calcestruzzi strutturali di classe minima C25/30 con spessore non inferiore a 5 cm.
- È consigliato il loro utilizzo per ridurre il peso proprio del solaio rinforzato mantenendo elevate le resistenze meccaniche.
- Contemplato nelle NTC permette elevati vantaggi in zone sismiche.
- A metà della soletta va sempre posta una rete elettrosaldata adeguatamente dimensionata (normalmente Ø 6 maglia 20×20 cm).
Il connettore è costituito da un piolo con testa, inserito in una piastra di base avente gli angoli ripiegati a formare 4 ramponi; piolo e piastra poi si fissano due viti. Il telo traspirante idrorepellente ‘Centuria’ di TECNARIA è impermeabile al passaggio dell’acqua e traspirante al vapore. Anche in presenza di elevata saturazione degli ambienti sottostanti non creerà condensazione di vapore nel suo lato inferiore, preservando così il tavolato ligneo. Si stenderà a contatto del legno, prima dei connettori. È sovrastampato un graticolo di 6×6 cm che facilita la segnatura del passo di posizionamento.
Il connettore tipo CTL BASE normalmente si fissa a diretto contatto della trave in legno, il tipo CTL MAXI normalmente sopra l’assito. Il numero ed il tipo dei connettori da posizionare è determinato da un calcolo (in media sono circa 6-10 elementi al m²); andranno fissati a spaziatura ravvicinata verso i muri e più distanziati al centro della trave. È importante puntellare i solai durante la maturazione del calcestruzzo. È opportuno unire la soletta alla muratura portante in tutti i lati del solaio. questo comporta anche benefici in termini di rigidezza e resistenza sismica del solaio.
L’interposizione di un pannello di materiale isolante rigido permette di aumentare la sezione della trave mista legno-calcestruzzo senza incrementare il peso proprio del solaio, migliorando il rinforzo. Si utilizzano nei casi in cui sia necessario contenere lo spessore dell’intervento a 20 o 30 mm e ridurre i carichi.
Costituiscono l’elemento portante dell’intero solaio, dove poggiano i travicelli secondari con la funzione di ripartire il carico. I connettori devono essere fissati a diretto contatto della trave principale. Sopra la trave si formerà un cordolo di calcestruzzo di collegamento che generalmente dovrà essere adeguatamente armato. Il suo utilizzo risulta particolarmente facile nel caso in cui sopra i travetti siano presenti mezzane o pianelle in laterizio. In questi casi la vite del connettore si potrà fissare anche attraverso le mezzane affiancate essendo di dimensione ridotta.
Connessioni
- Connettore su trave principale con gambo alto, inglobato in tutta la soletta.
- Connettore con gambo basso e travi secondarie a livello della trave principale.
- Connessione non efficace. Questo genere di connessione non è praticabile, in quanto la vite non è in grado di trasmettere gli sforzi di taglio.
Tra travicello e travicello è necessario realizzare elementi di contenimento del getto, che potranno essere in legno o, più raramente, in laterizio. L’operazione può essere piuttosto laboriosa in presenza di geometrie irregolari. In corrispondenza alle travi principali i travetti possono essere continui, cioè passanti sulla trave, oppure interrotti, situazione, questa, più favorevole.
Ecobonus per il Rifacimento di Tetti in Legno
A prescindere dal costo, è utile sapere che per il rifacimento di tetti in legno esiste un ecobonus che ti permette di accedere a vantaggiose detrazioni fiscali, che si possono ottenere in due modi diversi:
Detrazione del 50% per la ristrutturazione di un tetto
È previsto uno sgravio fiscale del 50% per tutti i lavori che rientrano nell’ambito della manutenzione della casa. L’ecobonus per il rifacimento del tetto dura per 10 anni e prevede uno sgravio fiscale per tutti i lavori di ristrutturazione edilizia straordinaria. Si può chiedere all’agenzia delle entrate, compilando i moduli di riferimento.
Detrazione fiscale al 65% per la ristrutturazione di un tetto
Se la ristrutturazione di un tetto prevede il miglioramento della classe energetica, l’ecobonus ti permette di avere uno sgravio fiscale del 65% delle tasse che dovresti pagare.
Esempio di Predimensionamento
Per progettare in modo efficiente le tue strutture in legno, acciaio o cemento armato, dopo un accurato predimensionamento, ti consigliamo di affidarti alla potenza di un software di calcolo strutturale all’avanguardia. Questo strumento offre una serie di vantaggi che ti permetteranno di ottenere risultati affidabili e ottimizzare le tue progettazioni.
Grazie alla tecnologia BIM, potrai modellare le tue strutture in modo intelligente, utilizzando oggetti parametrici ricchi di informazioni. Questo ti consentirà di creare modelli tridimensionali accurati e di tenere traccia di tutti i dettagli e le proprietà delle componenti strutturali.
Il software dispone, inoltre, di un solutore FEM integrato che ti permetterà di condurre analisi dettagliate sul comportamento strutturale. Potrai valutare la risposta delle tue strutture sotto diverse condizioni di carico e ottenere risultati affidabili che garantiscano la sicurezza e l’efficienza del tuo progetto.
Durabilità del Legno
Il legno è il primo materiale da costruzione utilizzato dall’uomo e il suo impiego si perde nella notte dei tempi. Negli ultimi anni, grazie allo sviluppo delle normative di settore e al progresso tecnologico, si è assistito alla rapida diffusione dei sistemi costruttivi in legno che, però, hanno anche evidenziato alcune criticità legate alla durabilità del materiale, di per sé stesso marcescibile.
Si tratta di un aspetto di vitale importanza da affrontare con consapevolezza e rigore per garantire il futuro di un settore in crescita anche in questi anni di sofferenza per il settore edilizio in generale.
Quest’opera ha lo scopo di diffondere le regole del buon costruire in legno e di sensibilizzare i progettisti dai possibili errori in cui si può incorrere durante la costruzione di un edificio interamente in legno.
| Elemento | Descrizione |
|---|---|
| Travi principali | Elementi portanti del solaio |
| Travicelli secondari | Ripartiscono il carico sul solaio |
| Connettori | Fissano le travi al calcestruzzo |
| Telo traspirante | Protegge il legno dall'umidità |
All’interno del libro saranno illustrati dei casi reali in cui saranno chiaramente evidenziati i punti critici e fornite le possibili soluzioni correttive. Oltre all’analisi del materiale “legno” e il suo degrado, saranno affrontati le cause e i meccanismi patologici delle tecnologie costruttive attualmente più diffuse e delle finiture, studiando i punti critici della durabilità di un edificio in legno (attacco a terra, coperture, terrazzi e impermeabilizzazioni, impianti) con esemplificazioni tratte dalla pratica progettuale e dalle esperienze in cantiere.