Solaio composto legno-calcestruzzo — guida alle impostazioni

Questa pagina descrive il modello di calcolo, il significato dei parametri di ingresso e le scelte adottate dal modulo, con i riferimenti teorici e normativi.

Paragrafi
  1. Modello di calcolo: il metodo gamma — fasi t = 0 e t = ∞
  2. Materiali
  3. Connettori legno-c.a. — passo dei connettori e zona centrale
  4. Carichi e combinazioni — carico concentrato
  5. Verifiche locali della soletta — formule adottate
  6. Verifica del tavolato
  7. Frecce
  8. Vibrazioni (EC5 7.3.3)
  9. Riferimenti teorici e normativi

1. Modello di calcolo: il metodo gamma indice

Il solaio è analizzato come trave in semplice appoggio di luce L, a sezione composta di due elementi: la soletta in c.a. (larghezza efficace beff) e il travetto in legno, uniti da una connessione deformabile.

La deformabilità dei connettori riduce l'efficacia della collaborazione ed è messa in conto con il metodo gamma (EN 1995-1-1, Appendice B, derivato da Möhler 1956), esteso alle strutture miste legno-calcestruzzo secondo Ceccotti e CNR-DT 206-R1/2018:

γ1 = 11 + π2 E1 A1 sefK L2 γ2 = 1 (il travetto è l'elemento di riferimento)
a2 = γ1 E1 A1 Hγ1 E1 A1 + E2 A2 a1 = H − a2
EIeff = E1I1 + E2I2 + γ1 E1A1 a12 + E2A2 a22 EC5 App. B
H = h12 + t + h22 distanza fra i baricentri

dove 1 = soletta e 2 = travetto. Il tavolato interposto (spessore t) non collabora alla sezione composta: entra nel modello solo come distanziatore dei baricentri, che è la modellazione corretta per i connettori a secco che lo attraversano.

I due estremi aiutano a leggere il valore di γ1 che il modulo riporta: γ1 = 1 corrisponderebbe alla connessione rigida, γ1 = 0 ai due elementi indipendenti.

Fasi di verifica: t = 0 e t = ∞

Le verifiche sono eseguite in due situazioni: a breve termine, con i moduli integri, e a lungo termine, con i moduli ridotti per gli effetti reologici.

Elegno(∞) = E0,mean1 + kdef     Ecls(∞) = Ecm1 + φ     K(∞) = K1 + kdef
Ku = 23 Kser rigidezza della connessione allo SLU, EC5 2.2.2

A t = ∞ il calcestruzzo si rilassa e il legno si carica di più: spesso è la fase dimensionante per il travetto.

2. Materiali indice

Legno

Classi da EN 338 (massiccio C16–C30) ed EN 14080 (lamellare omogeneo GL24h–GL32h), con fm,k, ft,0,k, fv,k, E0,mean e densità.

γM = 1.50 per il massiccio e 1.45 per il lamellare (NTC 2018 Tab. 4.4.III). I default kmod = 0.80 e kdef = 0.60 corrispondono a classe di servizio 1 e carichi di media durata: vanno adeguati alla classe di servizio effettiva (in classe 2, kdef = 0.80). Nel file dati è possibile assegnare una classe custom con valori espliciti.

Calcestruzzo

Ecm = 22000 ( fck + 810 )0.3 EC2 3.1.3
fcd = 0.85 fck1.5 EC2 3.1.6

Sono disponibili anche i calcestruzzi leggeri strutturali da scheda tecnica Laterlite:

Per questi il modulo usa l'E certificato invece della formula, applica il fattore η1 alla resistenza a trazione e adotta i coefficienti ridotti del punzonamento (EC2 sez. 11):

η1 = 0.40 + 0.60 ρ2200 EC2 11.3.1, ρ in kg/m³
CRd,c = 0.15γc contro 0.18/γc dei cls ordinari, EC2 11.6.4.1

In fase di getto ricordarsi di impostare il peso del cls fresco: ~18 kN/m³ per il 1600 e ~20 per il 1800, contro il default 26 dei cls ordinari. Il campo non si adegua da solo alla classe scelta.

Per la viscosità dei leggeri valutare φ con l'EC2 sez. 11.3.3. Il coefficiente di viscosità φ (default 2.5) governa la fase t = ∞: per solette sottili in ambiente interno sono tipici valori 2.0–3.0.

3. Connettori legno-c.a. indice

Due modalità di ingresso.

Kser e Rd assegnati. Per i connettori commerciali (per esempio a piolo con ETA) si inseriscono direttamente la rigidezza di servizio Kser [N/mm] e la resistenza di progetto Rd [kN] dalla scheda tecnica del produttore. È la via preferibile quando i valori certificati sono disponibili.

Piolo calcolato. Per pioli, barre o tirafondi generici il modulo calcola resistenza e rigidezza secondo l'EC5:

fh,k = 0.082 (1 − 0.01 d) ρk rifollamento con preforo, EC5 8.5.1
My,Rk = 0.3 fu d2.6 momento di snervamento
Fv,Rk = min [ modo (c) ; modo (d) = 2.3 √My,Rk fh,k d ] Johansen, piastra spessa, EC5 8.2.3
Fv,Rd = kmod Fv,RkγM,conn γM unioni = 1.50, NTC Tab. 4.4.III
Kser = 2 ρm1.5 d23 EC5 7.1, raddoppiata per unione legno-cls (7.1(3))

Lo schema di Johansen adottato è quello a piastra spessa: la testa del connettore annegata nella soletta è assimilata a un vincolo rigido.

t1 è l'infissione nel solo travetto, sotto il tavolato attraversato: è la prassi più diffusa per questa configurazione. Volendo penalizzare esplicitamente l'interposizione del tavolato, ridurre t1 o la resistenza.

Passo dei connettori e zona centrale

La forza sul singolo connettore segue il flusso di taglio:

F = γ1 E1 A1 a1 · s · VEIeff s = passo locale, V = taglio nella sezione

Con carico distribuito V è massimo agli appoggi, quindi la disposizione classica è passo fitto nei quarti esterni (smin) e diradato nella metà centrale (smax, di norma ≤ 4 smin).

Il modulo verifica il connettore agli appoggi (smin, Vmax) e anche nella zona centrale (smax, taglio massimo nel tratto L/4–3L/4). Con solo carico distribuito e smax = 2 smin le due verifiche si equivalgono; con un carico concentrato la zona centrale diventa spesso critica, perché il taglio resta elevato (≈ Pd/2) proprio dove il passo è largo.

La relazione indica la posizione x del connettore che governa, ed è da lì che si decide come intervenire:

Il disegno longitudinale riflette zone e raffittimento impostati.

Disegno DXF. Il comando Disegno DXF scarica lo stesso schema in formato CAD: prospetto longitudinale in scala 1:100 con la disposizione dei connettori, sezione trasversale disegnata ingrandita per leggersi in scala 1:20, tabella dei materiali e descrizione del solaio. È lo schema dei dati inseriti, non un disegno esecutivo: le quote sono quelle dei campi e le posizioni dei connettori sono quelle con cui il modulo ha verificato, non un tracciamento di cantiere.

La sezione trasversale è l'unica parte disegnata in una scala diversa da quella del foglio. Le sue quote riportano comunque le misure vere — il fattore di scala sta nello stile della quota, non nel testo — quindi restano corrette anche dopo una rigenerazione nel CAD. In scala 1:100 la sezione non si leggerebbe: il tavolato ha 25 mm, cioè un quarto di millimetro di carta.

4. Carichi e combinazioni indice

G1 (permanenti strutturali, incluso il peso proprio del solaio), G2 (permanenti portati) e Q (variabili) sono in kN/m² e vengono trasformati in carichi di linea per travetto moltiplicando per l'interasse.

Combinazioni: SLU fondamentale (γG1 = 1.3, γG2 = 1.5, γQ = 1.5, modificabili), SLE rara e SLE quasi permanente (ψ2, default 0.3 per la categoria A).

Carico concentrato (es. colonna su solaio)

PG e PQ rappresentano la quota di carico afferente al travetto verificato: la ripartizione fra travetti adiacenti — per posizione della colonna o per rigidezza trasversale della soletta — è a cura dell'utente.

Il concentrato entra in due punti distinti:

5. Verifiche locali della soletta: punzonamento e flessione indice

Il punzonamento secondo EC2 è il meccanismo delle piastre su appoggi discreti. In un solaio composto la soletta poggia in continuo sul tavolato: se il tavolato è integro e affidabile il cono di punzonamento non può formarsi e il carico passa per compressione diretta.

La verifica diventa però giustificata e prudente quando la soletta lavora localmente campando fra i travetti: tavolato interrotto, degradato o non considerato (frequente nel recupero), carichi pesanti su impronte piccole (colonne, macchinari, ruote), fase di getto.

Il flag «tavolato collaborante ai carichi locali» distingue i due scenari:

Formule adottate

aeff × beff = (a + 2 sdiff) × (b + 2 sdiff) diffusione a 45° in massetto e pavimento
u1 = 2 (aeff + beff) + 4 π d perimetro critico a 2d, EC2 6.4.2
k = min [ 1 + √200 / d ; 2 ] d in mm, EC2 6.4.4
vRd,c = max [ 0.18γc k (100 ρl fck)1/3 ; vmin ] EC2 6.4.4
vmin = 0.035 k1.5 √fck cls leggeri: 0.030 k1.5 √fck · η1
vEd = β Pdu1 d ≤ vRd,c

L'altezza utile d è di default h1/2 (rete a metà spessore, prassi delle solette sottili) e la percentuale ρl deriva dalla rete assegnata (φ e passo), limitata a 0.02 come da norma.

La flessione locale è verificata su una striscia in semplice appoggio fra i travetti — ipotesi cautelativa, la continuità reale ridurrebbe il momento:

bm = min [ beff,impronta + i2 ; 1.5 i ] larghezza efficace della striscia inflessa
mRd = As fyd 0.9 d braccio interno 0.9d

Su solette da 40–60 mm il vRd,c del perimetro a 2d vale pochi kN: già i carichi concentrati normativi (NTC Tab. 3.1.II) possono non passare se si trascurano diffusione e appoggio del tavolato. Il confronto non è accademico.

6. Verifica del tavolato indice

Striscia di 1 m in semplice appoggio sulla luce netta fra i travetti (l = i − b2). Tre situazioni.

Fase di getto. Cls fresco (26 kN/m³ per gli ordinari, EN 1991-1-6) più peso proprio del tavolato più carico di costruzione Qc (default 1.5 kN/m²), con kmod di breve durata (0.9). Si verificano flessione, taglio (con kcr) e freccia, con limite l/200 configurabile — utile anche per il controllo dell'extra-spessore di getto. È spesso la verifica critica del tavolato. Se il getto avviene su banchinaggio indipendente, disattivare la verifica.

Esercizio, carico distribuito (cautelativa). Peso della soletta indurita (dalla classe di calcestruzzo scelta: 25 kN/m³ per gli ordinari, 17 o 19 per i LecaCLS) più tavolato, G2 e Q, affidati interamente alla striscia di tavolato con kmod di esercizio, trascurando il contributo flessionale della soletta continua sovrastante, che è molto più rigida. L'ipotesi è a favore di sicurezza e copre i casi di soletta localmente fessurata; la relazione riporta comunque quale sarebbe la ripartizione reale per rigidezza.

Esercizio, carico concentrato. Attiva quando il tavolato è dichiarato collaborante ai carichi locali, come descritto al paragrafo 5.

La classe del legno del tavolato è indipendente da quella del travetto, tipicamente più povera.

7. Frecce indice

uist(Q) ≤ L300 istantanea da variabile, t = 0, con Kser
ufin = uqp(t = ∞) + uist(Q) (1 − ψ2) ≤ L250

La freccia finale combina la quasi permanente calcolata a t = ∞, con i moduli ridotti, e la quota istantanea non quasi permanente del variabile.

I denominatori dei limiti sono configurabili (NTC 4.4.7). Per solai con tramezzi fragili valutare limiti più severi.

8. Vibrazioni (EC5 7.3.3) indice

Per i solai residenziali con f1 > 8 Hz l'EC5 richiede tre controlli, tutti eseguiti a t = 0 con Kser:

f1 = π2 L2 √EIL / m ≥ 8 Hz m = massa permanente per m²
w(1 kN) ≤ a cedevolezza sotto carico unitario
bF = min [ (EIB / EIL)0.25 L1.1 ; B ] larghezza efficace usata in w(1 kN)
v = 4 (0.4 + 0.6 n40)m B L + 200 ≤ b(f1ζ − 1) velocità impulsiva

EIL è la rigidezza longitudinale per metro (sezione composta divisa per l'interasse), EIB quella trasversale della sola soletta; B è la larghezza del campo di solaio.

Se f1 < 8 Hz la norma richiede un'indagine specifica: il modulo lo segnala e riporta il rapporto f1/8 come coefficiente.

Le tre verifiche di questo paragrafo sono informative: compaiono nel quadro con il proprio coefficiente e con il proprio esito, ma non concorrono al coefficiente di sicurezza minimo. Il criterio dell'EC5 7.3.3 riguarda il comfort e non la resistenza né la deformazione, ed è convenzionale; nei solai misti la frequenza è quasi sempre il valore più basso dell'intero calcolo, e lasciandola nel minimo un solaio strutturalmente ampio uscirebbe dichiarato non verificato per una questione di benessere. Fuori dal minimo non significa senza conseguenze: un solaio che non passa questo criterio è un solaio di cui si avverte il passo, e il modulo lo dichiara a parte.

Parametri da impostare:

Nei solai misti la frequenza è spesso il criterio critico: la massa del getto abbassa f1 più di quanto la rigidezza composta la alzi. Leve utili: ridurre la luce, aumentare h2, passare a un cls leggero (meno massa a pari rigidezza), irrigidire la connessione.

9. Riferimenti indice

10. Documentazione di riferimento indice

Presso l'ente che li pubblica

Documenti richiamati da questo modulo che si aprono sul sito di chi li pubblica. Dove manca il collegamento, il documento non è distribuito liberamente e va acquistato.

DocumentoContenuto
CNR DT 206–R1 / 2018
CNR — collegamento verificato il 2026-09-10
Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo delle Strutture di Legno

L'elenco completo di tutti gli argomenti sta in Documentazione.