Solai

I SOLAI

I solai sono strutture piane costituite da un insieme di elementi tecnici che hanno la funzione di separare in altezza lo spazio interno degli edifici e di trasmettere i carichi, verticali ed orizzontali, alle strutture verticali di sostegno. I solai devono possedere determinati requisiti sia dal punto di vista strutturale che dal punto di vista del comfort ambientale e della sicurezza. Un solaio finito deve sostenere il peso proprio e quello dei carichi di tipo permanente o di esercizio; deve creare un collegamento con le strutture di elevazione verticale, per mantenere la continuità strutturale; deve assicurareun buon isolamento termico ed acustico e deve essere in grado di resistere al fuoco. Gli elementi strutturali del solaio sono costituiti essenzialmente da travi, elementi elastici che resistono bene prevalentemente alle sollecitazioni di flessione e di taglio. Le travi costituiscono l’ordito principale che può essere semplice o composto in presenza di carichi elevati e/o di distanza maggiore tra gli appoggi. L’orditura è semplice in presenza di travi principali parallele  al lato minore dell’ambiente da coprire; l’orditura è composta se, oltre alle travi principali, è costituita da travi secondarie, ortogonali alle prime, che fungono da collegamento fra le travi principali.  La tessitura indica la direzione con la quale vengono disposte le travi rispetto alla geometria del vano da coprire. La campata è la distanza tra gli appoggi verticali del solaio. L’interasse è la distanza tra le travi rispetto all’asse centrale di simmetria

 

1. Classificazione dei solai

Le modalità di classificazione dei solai possono essere riferite a diversi parametri che tengono conto o delfunzionamento statico degli elementi strutturali o dei materiali utilizzati nel procedimento costruttivo.

•  funzionamento statico  :

• solaio appoggiato, cioè sostenuto alle estremità ma non solidale con i sostegni;
• incastrato, cioè sostenuto alle estremità ma rigidamente solidale con i sostegni;
• a sbalzo, cioè sostenuto in un solo estremo da un incastro e libero dall’altro;

 

 

•  materiali impiegati:
• legno;
• acciaio;
• cemento armato;
• misto, ossia in legno e laterizi, in ferro e laterizi, in c.a. e laterizi.

 

1.1  Solai in Legno L’impiego dei solai in legno nel nostro paese è quasi esclusivamente limitato agli interventi di restauro e, per le nuove costruzioni, agli edifici rurali e alle costruzioni caratteristiche o di alta montagna in cui vi è abbondanza di legname. Le essenze utilizzate nella realizzazione di questo tipo di solaio sono soprattutto il castagno, la quercia e l’abete. Il solaio in legno può essere ad orditura semplice, cioè costituito da un sistema di travi principali, o adorditura composta, cioè con travi secondarie ortogonali alle principali. Nel caso in cui si rendesse necessario utilizzare delle sezioni di travi maggiori rispetto a quelle presenti in commercio si possono impiegare delle travi gemellate, ossia ottenute dall’accoppiamento di due o più travi con sezione minore opportunamente collegate fra loro.

Il solaio in legno più semplice ed economico è costituito da travi poste ad una certa distanza l’una dall’altra (solitamente ad un interasse di 40÷50 cm), su cui è poggiato un tavolato chiamato assito di 2,5÷4 cm di spessore. Le tavole di assito devono essere fissate sulle travi e, per tale motivo, occorre sempre sistemare una mezza trave lungo le pareti parallele alle travi per il fissaggio delle estremità del tavolato. I fattori che influiscono sulla distanza delle travi l’una dall’altra sono la luce del solaio, i carichi permanenti e accidentali, le dimensioni delle travi e lo spessore delle tavole di assito. Sia le travi che l’assito possono avere diversi gradi di finitura: il legname può essere semplicemente sbozzato o lavorato a spigolo vivo. In genere nel tipo rustico con le travi appena squadrate, le tavole di assito sono semplicemente accostate; nel tipo rifinito le giunzioni delle tavole sono ad incastro (a battente o a canale). L’assito di tavole può essere esso stesso pavimento oppure servire per l’appoggio di un tavolato più sottile che diviene così il piano di calpestio. La pavimentazione può anche essere in cotto su sottofondo variabile da 5 a 10 cm.

 

solaio ad orditura semplice

Il solaio ad orditura composta, utilizzato quando la luce da coprire è maggiore di 4 m oppure quando i carichi che il solaio deve sostenere sono maggiori, è composto da travi principali o maestre disposte parallelamente al lato minore dell’ambiente da coprire e da travi secondarie ortogonali alle prime I vari ordini di travature possono essere resi solidali fra loro mediante incastri o piastre metalliche, mentre in passato si utilizzavano elementi metallici a vista come ferrature, cravatte o angolari.

 

tipi di incastro tra travi

solaio ad orditura composta

 

• I solai misti in legno e laterizi

I solai in legno e laterizi sono costituiti da un’orditura di travi principali e secondarie in legno sulle quali, al posto del tavolato di chiusura presente nei solai interamente in legno, sono posti dei laterizi che possono essere di varia forma e dimensione (pianelle, tavelle). L’interasse dei travicelli è condizionato dalla lunghezza dei laterizi scelti. Il solaio in legno e laterizi in passato veniva realizzato con pianelle sulle quali, tramite interposizione di massetto veniva posta in opera la pavimentazione in cotto; oggi, invece, questo tipo di solaio si realizza con laterizi coperti da un massetto di calcestruzzo magro dotato di rete elettrosaldata che rende uniforme la membratura, lega meglio gli elementi fra loro e conferisce al solaio una maggiore rigidezza. La pavimentazione dovrà essere preferibilmente realizzata con materiali elastici come il parquet o di piccole dimensioni che meglio possono assecondare i movimenti della struttura.

 

1.2  Solai con profilati in ferro e acciaio Con la scoperta del ferro prima, dell’acciaio poi, dalla seconda metà dell’800 le travi in ferro sostituirono le travi in legno nella realizzazione dei solai, soprattutto  per l’economicità del materiale impiegato. I profilati metallici sono di varia forma (a T, a doppio T, a C ed a L) ma furono da subito preferiti i profilati a doppio T per ottenere la massima resistenza con il minore utilizzo di ferro. Tali profilati costituiscono l’orditura portante che viene disposta parallelamente al lato minore dell’ambiente da coprire con interasse da 70÷100 cm; il riempimento tra gli interspazi delle travi può essere effettuato con elementi in laterizio, lamiera grecata o cemento armato. In caso di luci superiori ai 6÷7 m si può utilizzare un doppio sistema di travi, con travi secondarie in ferro o acciaio ortogonali e collegate alle principali. Gli elementi in ferro che costituiscono il solaio devono essere adeguatamente trattati contro il fuoco con vernici o rivestimenti isolanti.

 

 

 

 

• solai misti con profilati in ferro e laterizi

Le travi impiegate per la realizzazione di questo tipo di solaio sono generalmente con sezione a doppio T e vengono chiamate putrelle. L’interspazio fra le putrelle viene completato da elementi in laterizio, diversi per forma e dimensione (mattoni, forati, volterrane, tavelloni).

 

Solai con profilati in ferro e  mattoni pieni o forati

Questi solai sono realizzati con putrelle poste ad interasse di un metro su cui sono impostate delle voltine a sesto ribassato che possono essere in mattoni pieni o forati, posti in foglio o per coltello a seconda dell’entità dei carichi il rinfianco ed il riempimento delle voltine sono costituiti da calcestruzzo alleggerito. Il collegamento con i muri perimetrali avviene attraverso la testata della trave in ferro che, protetta con trattamenti che la preservino dall’ossidazione, deve essere annegata entro un cordolo di calcestruzzo armato, previa saldatura di tondini in ferro opportunamente uncinati che ne consentono un migliore ancoraggio. In passato la testata della trave era inserita all’interno della muratura almeno per 15÷20 cm ed era resa solidale con essa attraverso un bulzone. Oggi questo solaio è scarsamente utilizzato nelle nuove costruzioni a causa dei costi elevati per le opere provvisionali necessarie e per la manodopera impiegata per la costruzione delle voltine.

 

Solai con profilati in ferro e volterrane Questo tipo di solaio si realizza con laterizi sagomati in maniera particolare, detti volterrane, che si comportano come piattabande tra una trave e l’altra. La parte inferiore della volterrana viene intonacata mentre la regolarizzazione della parte superiore si realizza con calcestruzzo leggero fino al livello superiore della trave in ferro. L’appoggio della volterrana sulla trave può essere migliorato tramite interposizione di un elemento in laterizio, il copriferro, che elimina l’inconveniente di piccole lesioni dell’intonaco che invece si possono presentare proprio in corrispondenza dell’appoggio, a causa dei diversi coefficienti di dilatazione termica. 7 5

Solai con profilati in ferro e tavelloni Sono formati da travi a doppio T e da laterizi detti tavelloni con spessore di 4÷8 cm che, con le loro diverse lunghezze, determinano l’interasse delle travi. Questo solaio può essere realizzato con tavelloni appoggiati sul bordo inferiore della putrella; con tavelloni appoggiati sull’ala superiore della putrella e con tavelloni di minore spessore, detti tavelline, su quella inferiore in modo da formare una camera d’aria; con tavelloni e tavelline appoggiate sulla trave con copriferro.

 

• solai con profilati in acciaio e lamiera grecata

Il solaio è formato da travi in acciaio che sostengono la lamiera grecata (preferibilmente zincata), di spessore 1-2 mm, che viene sagomata a freddo mediante stampaggio o piegatura alla pressa. La resistenza è data dall’altezza e dalla frequenza delle greche; l’irrigidimento è maggiore in presenza di costolature. Le lamiere sono collegate alle travi mediante saldatura, bullonatura o chiodatura. L’elevata sonorità che caratterizza questo solaio può essere eliminata collocando all’estradosso dei materiali isolanti. Questo solaio può essere di tipo montato a secco o con lamiera grecata e calcestruzzo.

 

1.3   I Solai in cemento armato La resistenza complessiva di questo solaio è affidata al calcestruzzo e ai tondini di armatura: il calcestruzzo resiste bene agli sforzi di compressione; i tondini di armatura, collocati nella parte tesa (ossia al di sotto dell’asse neutro), sono capaci di reagire alle sollecitazioni di flessione e taglio. I pregi del solaio in c.a. sono dati dalla forte rigidezza della struttura, dall’ottima resistenza al fuoco del materiale e dalla capacità di sopportare carichi elevati. Di contro questi solai, sia quelli a soletta piena che a soletta con nervature, presentano valori elevati di trasmissione del suono, hanno scarsa capacità termica, forte peso, nonché eccessivi costi di realizzazione delle casseforme. Per tali motivi sono ormai quasi in disuso e ad essi vengono preferiti i solai misti in c.a. e laterizi.

Solaio in c.a. a soletta piena

La soletta, di spessore uniforme (solitamente 1/30 dellaluce) non inferiore a 8 cm, è armata con tondini paralleli o incrociati se in presenza di rilevanti carichi. In fase esecutiva, si predispone la cassaforma (tavolato sostenuto da puntelli) per il getto; si mette in opera la gabbia di armatura normale o precompressa; quindi si effettua il getto del calcestruzzo e l’eventuale vibratura, per una migliore distribuzione degli inerti. La fase conclusiva è il disarmo della cassaforma che deve avvenire in maniera graduale.

 

Solaio in c.a. a soletta con nervature

La soletta in questo caso è più sottile di quella a spessore uniforme ed è irrigidita da nervature parallele o incrociate. La disposizione delle nervature è parallela, cioè lungo una sola direzione, nel caso in cui l’ambiente da coprire sia di forma rettangolare o allungata; la struttura è incrociata se l’ambiente è a pianta quadrata o se la luce libera è elevata. In linea generale le nervature hanno sezione rettangolare con altezza compresa tra 1/8 e 1/12 della luce. Rispetto alla soletta uniforme la cassaforma utilizzata per la soletta con nervature risulta più complessa, quindi diviene conveniente per luci superiori a 6-7 m.  Oggi questo tipo di solaio è scarsamente utilizzato per i forti spessori ed i conseguenti elevati interassi tra le nervature.

• solai misti in cemento armato e laterizi

Il cemento armato (travetti, lastre o pannelli) svolge la funzione strutturale; il laterizio ha principalmente funzione di alleggerimento. Il completamento del solaio avviene tramite soletta con spessore di almeno 4 cm adeguatamente armata per la ripartizione dei carichi. Lo spessore minimo del solaio non deve essere inferiore a 12 cm, ossia approssimativamente non deve scendere al di sotto di 1/25 della luce se si utilizzano travetti gettati in opera; di 1/30 nel caso in cui si impieghino travetti  precompressi; di 1/35 nel caso ci siano dei pannelli prefabbricati piani. I solai in latero-cemento si distinguono in realizzati in opera e in solai con elementi prefabbricati. I Solai in latero-cemento realizzati in opera utilizzano i laterizi  come forati, pignatte, volterrane posti a file parallele, delimitando lo spazio necessario ad accogliere il getto delle nervature. I laterizi, oltre a svolgere funzione di alleggerimento possono partecipare alla resistenza del solaio. Con l’utilizzo di elementi prefabbricati si riducono al minimo le opere provvisionali con un conseguente abbattimento dei costi e dei tempi di realizzazione.