Rinforzo di solaio in legno

Presentiamo il caso studio di un edificio di fine ‘800 a Milano dove, per la sua ristrutturazione, si rende necessario il rinforzo del solaio in legno.

Un esempio di partenza

L’edilizia di fine ‘800 e inizi ‘900 nella città di Milano presentava frequentemente solai in legno. Nel recupero di questi edifici, spesso di pregio, occorre quindi porre grande attenzione al consolidamento dei solai.

In questo articolo esaminiamo come svolgere l’intervento di rinforzo di un solaio in legno attraverso un esempio reale su un edificio esistente a Milano. Il nostro caso studio è proprio una tipica ristrutturazione di un appartamento in un contesto residenziale realizzato a fine ‘800.

Il progetto dell’intervento è stato effettuato con il software TRAVILOG, che dispone di strumenti specifici per gli interventi locali in zona sismica e non.

L’appartamento oggetto di ristrutturazione ha già subito modifiche nel corso degli anni. Gli interventi, oggetto di quest’ultima riqualificazione, riguardano piuttosto una diversa distribuzione degli spazi interni attraverso la demolizione e ricostruzione delle partizioni interne. Inoltre, c’è da considerare anche la messa in opera di un impianto di riscaldamento a pavimento. A questo si aggiunge ovviamente la modifica di tutte le finiture interne.

Nella fase di strip out, ed in particolare di rimozione della pavimentazione e del sottofondo esistente, si è palesata la necessità di intervenire su un solaio. Questo si presentava già con qualche anno di anzianità. Il degrado degli elementi in legno e delle precedenti perdite dell’impianto idraulico hanno reso ancora più critica la situazione.

Rinforzo di solaio in legno, lo stato di fatto

La funzione principale di un solaio è di garantire le funzioni degli ambienti che delimita. Come?

• trasferisce i carichi cui è soggetto agli elementi strutturali su cui è appoggiato o vincolato;
• Inoltre, trasferisce le azioni orizzontali agli elementi verticali.

Al fine di garantire piena funzionalità, deve resistere ai carichi applicati ma anche contenere le deformazioni derivanti sempre dai carichi e dalle azioni applicate.

Quando si progetta il rinforzo di un solaio esistente occorre considerare sia i carichi esistenti sia quelli che verranno applicati a seguito dell’intervento di riqualificazione. Di conseguenza, è opportuno sondare con attenzione lo stato di fatto per determinare correttamente carichi e azioni.

Torniamo al nostro esempio. Allo stato di fatto il solaio in legno esistente è caratterizzato da:

1. rivestimento ceramico
2. riempimento in calcestruzzo da 5 a 8 cm
3. assito in legno da 2/3 cm
4. travetti in legno di sezione 10×20 cm
5. controsoffitto in cannicciato.

Da questo schema è possibile definire i carichi presenti categorizzandoli secondo quanto definito dalle NTC 2018. I punti 1, 2 e 5 costituiscono i carichi permanenti non strutturali del solaio. I punti 3 e 4 sono invece gli elementi strutturali e quindi definiscono i carichi permanenti.

L’edificio è di tipo residenziale. Questo significa che il sovraccarico applicato al solaio è quello di categoria A.

Quali altre informazioni si ricavano dall’analisi del solaio?

Le altre informazioni che si ricavano dall’analisi del solaio esistente riguardano un vincolo deformativo e la rigidezza del solaio esistente.

In primo luogo, il controsoffitto in cannicciato condiziona le deformazioni ammesse oltre ai normali limiti consentiti per l’utilizzo del solaio. Il rivestimento all’intradosso infatti non può essere in questo caso oggetto di intervento ed è necessario garantirne la stabilità sia durante che dopo.

In secondo luogo il riempimento in calcestruzzo crea una condizione di carico importante, tuttavia non costituisce un effettivo contributo di rigidezza alle azioni orizzontali. Questo perché non è un massetto armato e non è connesso al resto degli elementi strutturali.

Come rinforzare il solaio in legno: le scelte progettuali

Come detto in precedenza, per rinforzare un solaio bisogna naturalmente partire dalle condizioni dello stato di fatto. Tuttavia occorre anche considerare gli interventi necessari allo stato di progetto.

Per il solaio in esame ci sono due condizioni che hanno vincolato la progettazione:

• l’inserimento di un riscaldamento a pavimento
• la necessità di limitare le deformazioni.

Vediamo allora nel dettaglio come rinforzare il solaio in legno del nostro esempio. Di seguito si vede in dettaglio il nuovo pacchetto edilizio:

1. rivestimento in parquet 1,5 cm
2. massetto autolivellante per pannelli radianti 2,5 cm
3. riscaldamento a pavimento con autolivellante a basso spessore 5 cm
4. sottofondo alleggerito per passaggio impianti 8 cm
5. getto in calcestruzzo alleggerito con rete elettrosaldata 6 cm
6. connettore calcestruzzo legno da 4 cm nello spessore del getto in cls
7. membrana traspirante e impermeabile per il getto
8. assito in legno da 2/3 cm
9. travetti in legno di sezione 10×20 cm
10. controsoffitto in cannicciato.

Risulta evidente che il pacchetto edilizio, rispetto allo stato di fatto, è decisamente più articolato. Allo stesso tempo si gestisce l’incremento di carico compensando quello tolto e ad aggiungendo elementi con peso specifico contenuto.

Solo se si dettaglia in modo puntuale il pacchetto edilizio si possono quindi raggiungere gli obbiettivi di capacità prefissati per il solaio esistente.

Per raggiungere questo scopo è fondamentale dimensionare i connettori che svilupperanno il collegamento tra la struttura esistente in legno ed il rinforzo della soletta collaborante alleggerita.

Rinforzo di solaio in legno, le verifiche

Per dimensionare e verificare il rinforzo di un solaio in legno facciamo naturalmente riferimento sia alla normativa nazionale che a quella europea. Il modello di verifica da considerare, infatti, è quello indicato nell’appendice B.2 dell’Eurocodice 5.

In tale modello viene considerata la ridistribuzione delle tensioni tra la soletta in calcestruzzo e la trave in legno a mezzo di una connessione con una rigidezza non infinita.

A questo modello vanno poi affiancate le specifiche presenti nelle Norme Tecniche per le Costruzioni, in particolare al capitolo 4.4.2:
‘In presenza di giunti meccanici si deve, di regola, considerare l’influenza della deformabilità degli stessi. Per tutte le strutture, in particolare per quelle composte da parti con diverso comportamento reologico, le verifiche, per gli stati limite ultimi e di esercizio, devono essere effettuate con riferimento, oltre che alle condizioni iniziali, anche alle condizioni finali (a tempo infinito)’.

È quindi opportuno verificare la deformabilità della connessione in due distinti tempi. Per questi vengono esplicitate le verifiche per la trave in legno, la soletta in calcestruzzo e il connettore.

Con TRAVILOG è possibile effettuare queste verifiche con semplicità, controllando i parametri geometrici e meccanici ed ovviamente i carichi applicati.

Il Modulo RINFORZI di TRAVILOG è infatti pensato proprio per la progettazione di sistemi di rinforzo per struttura in muratura, ma anche per i solai esistenti in acciaio, laterocemento e legno.