Sistemi anti-sfondellamento dei solai nella risoluzione di vulnerabilità sismiche specifiche

Un approccio progettuale differente di una problematica nota

1. DESCRIZIONE DEL FEMOMENO
Lo “sfondellamento”, ovvero il distacco delle cartelle inferiori (fondello) delle pignatte di alleggerimento dei solai misti in latero-cemento, non costituisce necessariamente un rischio alla stabilità strutturale dell’impalcato, tuttavia il distacco di porzioni di intonaco e laterizio può arrecare gravi danni a cose e persone.
Tale fenomeno, tipico dei fabbricati costruiti tra l’immediato dopoguerra ed i primi anni ’80, è dovuto principalmente alle caratteristiche costruttive di alcune tipologie di solai, nonché all’inevitabile degrado dovuto agli anni ed alla cattiva abitudine di non pianificare interventi di manutenzione degli immobili.
Il fenomeno risulta ancora più sensibile in presenza di infiltrazioni d’acqua e umidità, con conseguente ossidazione dei ferri di armatura, i quali, aumentando il proprio volume, portano all’espulsione del fondello.

Figura 1 – Esempio di sfondellamento di un solaio in latero-cemento.

La problematica rientra quindi in quell’ampia sfera di vulnerabilità dei fabbricati esistenti di carattere non strettamente “strutturale”, quasi sempre trascurate nella progettazione, ma che dovrebbero essere trattate come prioritarie, in considerazione dei danni che possono arrecare a cose e a persone. Nelle Figure 1-2 è rappresentato un esempio di sfondellamento di solaio in latero-cemento con travetti gettati in opera a causa di infiltrazioni prolungate nel tempo, dalle quali appare evidente il rischio connesso, vista anche la repentinità del fenomeno.

Figura 2 – Esempio di danni causati dal fenomeno di sfondellamento.

Ma quali sono i solai più suscettibili al fenomeno dello sfondellamento, e perché?

Nelle seguenti figure sono riportate alcune tipologie di solai particolarmente esposti al fenomeno, sia a causa della loro geometria, sia per il loro improprio utilizzo a seguito di errate progettazioni, ma anche per fattori e cause esterne dovute, per lo più, ad una cattiva manutenzione.

Figura 3 – Solaio tipo “S.A.P.”, ovvero Senza Armatura Provvisoria (anni ‘50-‘60).

Figura 4 – Solaio tipo “Cirex” (stessa famiglia del S.A.P.).


Figura 5 – Solaio con travetti “Varese” e alleggerimento in tavelloni (anni ‘50-‘80).

Figura 6 – Solaio in latero-cemento in opera con pignatte e interposto fondello in laterizio (anni ‘70-oggi).

I solai tipo S.A.P. o Cirex, rappresentati nelle Figure 3-4, risultano particolarmente vulnerabili al fenomeno, soprattutto per la geometria degli elementi di alleggerimento, i quali presentano disegni fortemente irregolari. Tali geometrie provocano sollecitazioni eccessive nelle pareti interne delle pignatte, con conseguente rottura e scartellamento delle stesse.
Inoltre, essendo molto leggeri e presentando nervature molto ravvicinate (nell’ordine dei 20-25 cm), venivano spesso utilizzati per far fronte a luci elevate, tenendo in considerazione, nella progettazione, solo della resistenza dei travetti e sottovalutando gli aspetti deformativi dell’impalcato. Tuttavia, proprio le eccessive deformazioni, unite alla geometria delle pignatte, hanno contribuito a rendere questa tipologia di solaio, forse, come la più suscettibile al fenomeno di sfondellamento.

I solai con travetti tipo “Varese” e tavelloni di alleggerimento, rappresentati nella Figura 5, sono caratterizzati da travetti in c.a. o c.a.p. prefabbricati sagomati a doppio T, con interposto un doppio tavellonato, superiore ed inferiore, di lunghezza variabile tra i 60 e i 100 cm, avente funzione di alleggerimento. Anche questa tipologia di solaio è stata spesso utilizzata per far fronte a luci importanti, vista l’elevata resistenza dei travetti specie se precompressi, senza preoccuparsi troppo dello scarso appoggio dei tavelloni sui travetti, comunemente nell’ordine di 1,5-2,0 cm.
Risulta quindi evidente il potenziale rischio di questa tipologia di solaio, soprattutto se la struttura è soggetta ad azioni orizzontali.

I solai “tradizionali” in latero-cemento con travetti gettati in opera, rappresentati in Figura 6, anche se non presentano particolari vulnerabilità dovute alla loro geometria o alle modalità realizzative, possono essere anch’essi suscettibili al fenomeno qualora presentino segni di infiltrazioni o degrado dovuto a scarsa manutenzione.

Riassumendo, le cause del fenomeno di sfondellamento possono essere elencate in:

- Cause intrinseche, dovute alla geometria degli elementi di alleggerimento;

- Cause progettuali, dovute ad errori di progettazione;

- Cause realizzative, dovute ad una non corretta posa dei materiali;

- Cause esterne, come infiltrazioni e azioni ambientali;

- Scarsa manutenzione.

2. PRESIDI ANTI-SFONDELLAMENTO DEI SOLAI
Sono diversi i segnali visivi del fenomeno, come lesioni nell’intonaco, spesso ortogonali all’asse dei travetti e concentrati ai bordi delle specchiature, segnali di degrado e rigonfiamento dell’intonaco, crolli parziali di porzioni di alleggerimento, ecc…

Tuttavia è sempre doveroso approfondire l’aspetto mediante opportune indagini diagnostiche, possibilmente non distruttive, quali indagini termiche, acustiche o ad ultrasuoni, al fine di ottenere maggiori informazioni sulla tipologia e sull’estensione del fenomeno.

Individuato il problema, il professionista si troverà di fronte ad un’ardua scelta progettuale: come operare? Che soluzione adottare, tenendo in conto da un lato dell’aspetto tecnico e dall’altro di quello economico? Ci si trova spesso di fronte a questa scelta e, nel seguito, si tenterà di fare chiarezza sulla tematica, elencando alcune soluzioni presenti ad oggi sul mercato, cercando di cogliere per ciascuna gli aspetti ritenuti positivi e quelli negativi riscontrati nella progettazione.

Sul mercato ad oggi si trovano le soluzioni più disparate che, sostanzialmente, si possono suddividere in due grandi famiglie, a seconda che il fenomeno di degrado pregiudichi o meno la sicurezza statica della struttura:

- Presidi “non strutturali”, ovvero che non comportano un incremento della portanza del solaio per i carichi gravitazionali;

- Presidi “strutturali” che, al contrario, contribuiscono a rinforzare staticamente il solaio, incrementandone la portanza pei i carichi gravitazionali.

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