Sistema di connessione per solai collaboranti

Introduzione
L’arte di unire materiali di natura differente affonda le sue origini nella storia della tecnologia e della tecnica delle costruzioni. In particolare la ricerca di soluzioni in grado di garantire la mutua collaborazione tra legno e calcestruzzo armato ha condotto a molteplici soluzioni realizzare in tutta Europa. Nei paesi mediterranei dove viva è la tradizione del laterizio nelle costruzioni, le tecniche di connessione tra legno e calcestruzzo trovano ambito principale, se non esclusivo, d’applicazione nella realizzazione di solai collaboranti in legno. Nel recupero, a fronte della necessità di adeguamento dei solai ad utilizzi che comportano carichi maggiormente gravosi, nelle nuove esecuzioni per adempiere all’esigenza di soddisfare le condizioni imposte a livello normativo. L’inizio degli anni ‘80 ha segnato, in Italia, un momento di notevole crescita e interesse nella volontà di recupero dei solai in legno, accompagnato e sospinto dal fiorire di molteplici soluzioni tecniche atte allo scopo. La crescita culturale e tecnologica che ne è scaturita ha aperto nuovi orizzonti progettuali e protrae la sua attività fino ai giorni nostri. Dominatore comune a tutte le tecniche è il tentativo di realizzare una sezione composta legno-calcestruzzo mediante l’interposizione di un connettore al quale è affidata la funzione di assorbimento degli sforzi di mutuo scorrimento tra legno e il conglomerato. Presupposto fondamentale dell’innovazione nell’ambito delle soluzioni tecniche costruttive è l’inscindibilità dall’esperienza del passato e quindi la sua evoluzione come affinamento delle tecniche allo scopo di renderle applicabili in nuove situazioni. Partendo dal presupposto che nell’ambito delle soluzioni costruttive l’innovazione va intesa come affinamento delle tecniche ancor più come invenzione vera e propria, è intuitivo cogliere l’importanza di un riferimento normativo certo. Le norme nascono dall’esperienza dell’applicazione, dalla sperimentazione dei sistemi come supporto alla ricerca e alla progettazione. Un autorevole riferimento normativo conferisce fondamento scientifico inconfutabile e garantisce progettisti e costruttori sulla validità del prodotto utilizzato.

Il sistema di connessione
Sulla scorta dell’esperienza nelle grandi strutture in legno lamellare e conscia dell’importanza di un approccio scientifico, Habitat Legno SpA ha sviluppato, brevettato e proposto il sistema di connessione HSB. Il connettore consiste in un apparecchio in lega di alluminio realizzato in modo da garantire un forte aggrappaggio al legno rispecchiando per forma e dimensioni la connessione tipo Appel normata dalla DIN-1052. La solidarizzazione al calcestruzzo è affidata all’aderenza tra il conglomerato e l’ampia superficie a contatto.
Dal punto di vista tecnico il connettore presenta le seguenti caratteristiche:
– connessione meccanica: ad oggi è il solo metodo di connessione consentito dalle norme DIN;
– connessione puntiforme: consente di adattare il sistema alle diverse condizioni di sollecitazione semplicemente infittendo o diradando la disposizione dei connettori sull’elemento ligneo.
– il sistema è completato col posizionamento di chiodo speciale o vite mordente non avente funzioni di assorbimento di sforzi, ma anche assolve alla finalità di mantenere il connettore nella corretta posizione durante l’esecuzione del getto di completamento.
Il sistema ben si adatta sia al recupero di solai lignei esistenti sia alle nuove realizzazioni. Nel recupero dei solai esistenti è compito del progettista valutare attentamente lo stato di conservazione e l’effettiva capacità portante della struttura lignea esistente. La facilità e la rapidità di posa dei connettori e il limitato intaccamento della sezione lignea mediante fresatura consentono di ottenere realizzazioni di sicura validità statica, nel pieno rispetto architettonico dell’opera. Nel caso di nuove realizzazioni il pregio estetico sia accompagna alla rapidità e alla facilità di posa, alla garanzia statica, alla pulizia esecutiva.

Test e certificazioni
Per completare e suffragare i risultati sperimentali il sistema H.S.B è stato sottoposto alla validazione normativa condotta, secondo le DIN-1052, presso l’FMPA dell’Otto Graf Institut di Stoccarda. Le prove di carico sono state eseguite su solai realizzati con arcarecci in legno lamellare classe BS11 (DIN-1052) e massetto in calcestruzzo RbK 250 armato con rete elettrosaldata 6/20×20. Il carico è stato applicato equiparatamene mediante 8 martinetti idraulici che ben schematizzano la situazione di carico uniforme. Nelle 5 prove eseguite la rottura si è verificata per una complessiva pari a 90 KN corrispondente ad un carico uniforme pari a 1550 daN/ml. Il carico di rottura è risultato 4,5 volte superiore al carico ammissibile per il solaio considerato. Il cedimento è avvenuto per trazione nella sezione in legno lamellare. L’ottimo comportamento del sistema si è ancor più evidenziato analizzando la situazione a rottura delle sezioni componenti. Dopo la rottura, la sezione in calcestruzzo si presentava perfettamente aderente alla sezione in legno lamellare, non denunciando alcun effetto di separazione, indice più che attendibile della effettiva collaborazione del sistema. A seguito delle prove condotte e dei risultati descritti l’OttoGraf Institut ha rilasciato il certificato di conformità del calcolo del sistema HSB secondo le norme DIN-1052: ad oggi il sistema per i solai collaboranti in legno calcestruzzo HSB. è l’unico certificato in Europa secondo le norme DIN. Al fine di ottenere una conferma della validità del sistema HSB, Habitat Legno ha voluto condurre, presso il laboratorio, prove non distruttive di carico tese a valutare il comportamento del sistema soggetto a carichi di lunga durata. La prove hanno avuto come oggetto un solaio realizzato come nelle illustrazioni. ll solaio è stato caricato inizialmente con un carico uniforme pari a 300 daN/mq, altre al peso proprio, applicato mediante blocchi di calcestruzzo presentando una deformazione in campo elastico pari a 15mm. La successiva fase di scarico ha consentito di valutare come il recupero elastico, escludendo la deformazione dovuta al peso proprio abbia consentito ritorno della freccia pari al 70%. La deformazione permanente è principalmente imputabile a fenomeni di fluage del calcestruzzo. Incrementando successivamente il carico in ragione di 600 daN/mq il solaio di è deformato, sempre in campo elastico, fino ad una freccia pari a 27mm. Si è infine portato a carico a 900 daN/mq, pari a tre volte il carico di progetta, ottenendo ancora un volta una deformazione elastica con fmax=36 mm. In sintesi le prove hanno evidenziato la permanenza del comportamento elastico della sezione composta anche in condizioni ben più gravose del carico di progetto, ad ulteriore garanzia dell’ottimo comportamento del sistema.
L’attività di ricerca, sperimentazione e certificazione hanno condotto a definire caratteristiche peculiari dell’ HSB: semplicità di utilizzo, economicità, estrema versatilità all’impiego sia in nuove realizzazioni che nel recupero, completezza e linearità del sistema, conformità alla norma DIN 1052, infine la piena rispondenza dei dati sperimentali alle considerazioni progettuali.

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