Come si progetta al taglio una Trave PREM?

Dai primi approcci degli anni sessanta alle stringenti normative odierne

Ho ritenuto utile scrivere un articolo su questo argomento per facilitare a tutti i Progettisti, solitamente non specializzati sugli approcci di calcolo dei prefabbricatori, l'avvicinamento a questa materia che in passato era lasciata totalmente alla fantasia "creativa" del produttore ma che ora è soggetta a stringenti e precise regole strutturali e procedurali. Ciò permette al Progettista Generale di "misurare" la progettazione del Produttore visto anche che, per le regole attuali, "ll Progettista resta comunque responsabile dell'intera progettazione strutturale" (NTC, 10.1, c.4).

Terminologia, Categoria Strutturale, Materiali e Morfologia
Riprendiamo, innanzitutto, alcune definizioni e la classificazione strutturale di queste travi non note a tutti.

Sul piano terminologico le travi tralicciate sono sempre commercializzate secondo marchi proprietari il cui uso è soggetto alla privativa del singolo produttore. Per non riferirsi ad alcuno specifico marchio è così invalso l'uso del termine, non proprietario, PREM.

Sul piano strutturale la classificazione delle Travi PREM è fornita dalle “Linee guida per l’utilizzo di travi tralicciate in acciaio conglobate nel getto di calcestruzzo collaborante e procedure per il rilascio dell’autorizzazione all’impiego”, del STC del CSLP, secondo cui le Travi PREM rientrano o nella categoria delle strutture composte acciaio-calcestruzzo, e quindi sono disciplinate dal paragrafo 4.3 delle NTC, o nella categoria delle strutture in calcestruzzo armato, e quindi sono disciplinate dal paragrafo 4.1 delle NTC, oppure non ricadono in nessuna di queste categorie e si possono definire ibride. La prima di queste categorie strutturali viene denominata a), da tali Linee Guida, la seconda viene denominata b) e la terza viene denominata c). Solo quest'ultima categoria è soggetta all'autorizzazione prevista al punto 4.6 del D.M. 14 gennaio 2008 (NTC).

Sul piano materico le Travi PREM a) sono composte unicamente da acciaio liscio da carpenteria; le Travi PREM b) sono composte unicamente da acciaio nervato da c.a. (ormai tutto saldabile) mentre le travi c) possono essere composte da ambedue i materiali.

Sul piano morfologico le Travi PREM possono presentare un fondello in acciaio oppure un fondello in calcestruzzo o non avere alcun fondello. Convenzionalmente, il fondello in acciaio viene individuato con l’indice 1, il fondello in cls con l’indice 2 e l’assenza di fondello con l’indice 0 (Fig.1).

Figura 1 - Morfologie di Travi PREM: 0) senza fondello, 1) con fondello in acciaio, 2) con fondello prefabbricato in calcestruzzo. (Immagine tratta dalla "Guida-Tecnico Operativa per il Professionista" - Ed. Tecniche Nuove - Copyright Assoprem)

La combinazione della categoria strutturale e del tipo di fondello caratterizzano il MODELLO di trave PREM per cui il MOD. PREM a2, p.e., sarà costituito da una Trave PREM di categoria a) con fondello in cls etc.
Infine, le anime del traliccio possono assumere due principali configurazioni a seconda che l'elemento compresso di prima fase, cioè del traliccio metallico, sia obliquo o verticale (Fig. 2a e Fig. 2b)

Progettazione a taglio delle Travi PREM
La verifica a taglio di prima fase, cioè durante il getto, seguirà in tutti i casi le regole delle strutture in acciaio (anche se i ferri sono nervati, come peraltro avviene nei tralicci delle predalles) e, per semplicità, non verrà trattata in questo articolo non presentando particolarità di rilievo. Naturalmente, le sollecitazioni incamerate dalle aste del traliccio in prima fase si combineranno con quelle originate in seconda fase, dopo l'indurimento del getto, in una moltitudine di possibili sovrapposizioni degli effetti cui accenneremo nel seguito.

La verifica a taglio di seconda fase nelle Travi PREM c) è specifica della particolare morfologia e composizione materica, non canonica, della trave ibrida proposta per cui non può essere generalizzata, anche perchè deve essere trattata nel contesto di una trattazione completa ad hoc, sia per flessione che per taglio e sia agli SLU che agli SLE, nella morfologia specifica proposta (potenzialmente in una gamma infinita ma praticamente non esistente sul mercato).

La verifica a taglio di seconda fase di una Trave PREM b) deve rispettare in tutto e per tutto il modello taglio resistente del c.a. e cioè va approcciata con il modello del Traliccio di Mörsch (Fig.3a e Fig. 3b)

Nel caso di anime a puntoni verticali, in seconda fase si avrà un traliccio di Mörsch iperstatico con due ordini di staffe, uno verticale ed uno inclinato, ambedue a passo costante. La verifica lato acciaio, quindi, vedrà la somma del contributo di ciascuno dei due ordini di staffe in cui il primo elemento verticale risulta (in generale) pre-compresso, come eredità dalla prima fase, mentre il secondo elemento obliquo risulta (in generale) già pre-teso dalla prima fase. Nel caso di anime a puntoni obliqui, in seconda fase si avrà un traliccio di Mörsch con una sola serie di staffe inclinate (tese) mentre l'elemento compresso sarà costituito dalla somma della biella compressa di cls e dell'elemento pre-compresso d'acciaio. Poiché in generale la resistenza lato cls del traliccio di Mörsch risulta sempre superiore a quella lato acciaio, si intuisce che avere anche un elemento d'acciaio che integri la resistenza a compressione risulta inutile. Viceversa, lato trazione l'armatura sarà composta solo dal lato discendente delle staffe e non anche dal lato ascendente. E' immediatamente intuitivo, quindi, che nelle travi PREM b) la morfologia delle anime a puntoni obliqui non è efficiente e, quindi, difficilmente sarà proposta.  

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