I solai collaboranti nella progettazione antisismica

In questo documento si esamina il solaio come elemento strutturale non solo per quanto riguarda le sue funzioni normali, cioè quelle che deve assolvere quotidianamente, ma soprattutto per quelle che è chiamato ad assolvere in circostanze eccezionali, quali ad esempio un sisma.
In particolare si evidenziano due caratteristiche che il solaio dovrà avere per essere integrato in un edificio costruito con criteri antisismici: il comportamento rigido del solaio (RIGIDEZZA DI PIANO) e il collegamento con le strutture verticali (CONTINUITA’ STRUTTURALE).
La presenza di entrambi questi fattori permette all’edificio di avere un requisito importante ai fini antisismici dell’edificio, ovvero il cosiddetto COMPORTAMENTO SCATOLARE.
Nel documento vengono presentate svariate tecniche di intervento sui solai esistenti o di realizzazione di solai nuovi e per ognuna viene valutata l’efficacia della soluzione in rapporto alle due caratteristiche.
In particolare la tecnica del solaio collaborante, cioè l’unione di travi in legno, acciaio o calcestruzzo con una soletta in calcestruzzo armata a mezzo di appositi connettori, è uno dei sistemi che permette la realizzazione di questi requisiti.

PREMESSA

Il presente documento intende essere una delle fonti di informazioni che permettono al progettista di farsi una idea personale delle scelte da fare caso per caso, in base alle esigenze specifiche che riscontrerà nel fabbricato sui cui deve intervenire.
Le indicazioni progettuali e le valutazioni sui vari possibili interventi riportate nel seguito del presente documento rappresentano le opinioni personali dello scrivente e non sono da intendersi come indicazioni progettuali esaustive per realizzare tutti gli interventi di rinforzo sismico o statico.
Tali informazioni sono, in ogni caso, corredate da motivazioni specifiche illustrate caso per caso.
Esse rappresentano la sintesi di anni di scambio di opinioni tra l’Ufficio Tecnico di Tecnaria ed i professionisti di tutta Italia che si sono confrontati al fine di reperire modalità di intervento che fossero al contempo corrette teoricamente e applicabili praticamente.

INTRODUZIONE
Evoluzione della percezione del problema sismico in Italia

Negli ultimi dieci anni in Italia vi sono stati vari eventi sismici con forte impatto in termini di vite umane e di danni agli edifici: nel 2002 San Giuliano di Puglia(CB), nel 2009 L’Aquila, nel 2012 Emilia Romagna, nel 2013 Toscana – Emilia Romagna (Garfagnana).
La frequenza e la portata di questi eventi ed i numerosi altri episodi sismici aventi conseguenze minori hanno mutato la percezione da parte della popolazione del pericolo sismico. Si sta via via abbandonando l’atteggiamento fatalista secondo il quale per il terremoto c’è ben poco da fare e sta scemando anche la speranza che tali eventi siano così rari che non si verifichino mai nella propria zona.
La consapevolezza che il problema non sia l’evento terremoto, di per sé inevitabile, ma la scarsa qualità degli edifici, sta spostando l’attenzione sulle azioni concrete che si possono intraprendere per limitare i danni agli immobili e di conseguenza alle persone, il tutto con costi accettabili. In particolare ci si è resi conto che anche lievi scosse possono causare gravissime conseguenze se gli edifici non sono dotati di alcuni dettagli costruttivi; mettendo quindi in pratica alcune misure correttive si possono realizzare grandi miglioramenti.
Alcuni interventi su fabbricati esistenti sono infatti realizzabili a costi ragionevoli e sono previsti necessariamente in tutte le nuove costruzioni.
Si noti che comunque rimane difficile garantire l’adeguamento di un fabbricato esistente¹ai livelli di sicurezza di una costruzione antisismica nuova; in ogni caso si può solamente cercare di garantire l’incolumità delle persone e non l’integrità dell’edificio (salvo l’adozione di sistemi molto invasivi).
Nell’immagine la Classificazione sismica dell’Italia al 2014².

La normativa tecnica è la guida obbligatoria nelle scelte di intervento.
Prima della normativa attuale (D.M. 14/01/2008) l’indicazione in merito ai solai in zona sismica era quella di sostituire i solai esistenti, ritenuti troppo deformabili, con nuovi solai in laterocemento.
Conseguentemente negli anni sono stati sostituiti numerosi solai leggeri con altri ben più pesanti e nella sostituzione non è stata prestata alcuna attenzione al collegamento di questi nuovi solai con l’esistente.
Questi interventi hanno quindi portato ad un pessimo comportamento del solaio: il maggior peso ha causato una maggior spinta, non trattenuta dalla muratura. Inoltre nelle zone ove si è sostituito il solaio, l’intervento ha creato dei punti deboli nella muratura.
La normativa attuale (il D.M. 14/01/2008) lascia libertà progettuale e spinge il progettista nella direzione del massimo rispetto del funzionamento esistente del fabbricato, mettendo in risalto la necessità di una se-rie di piccoli interventi locali di rinforzo, collegamento ed irrigidimento, evitando, per quanto possibile, di sconvolgere il funzionamento esistente del fabbricato.

¹Edifici esistenti: definizione
Parlando di “fabbricati esistenti” è necessario capire che non si fa riferimento esclusivo ad edifici molto vecchi. An-che fabbricati relativamente recenti possono essere privi di dettagli antisismici. Infatti, anche se nel 2003 è stata introdotta una nuova classificazione sismica del territorio italiano che ha esteso notevolmente le zone a rischio sismico maggiore, solo dal luglio 2009 sono effettivamente diventate cogenti le nuove norme tecniche per le costruzioni (D.M. 14/01/2008) e quindi tutte le costruzioni private progettate prima del luglio 2009 potrebbero essere prive dei dettagli costruttivi efficaci in caso di sisma.

²Dal sito delle Protezione Civile http://www.protezionecivile.gov.it/jcms/it/classificazione.wp