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Calcoli strutturali per la resistenza ignifuga fino a 60 minuti dei solai composti in legno-calcestruzzo

Zurigo, Novembre 2001

______________________________________ Introduzione

I solai composti in legno-calcestruzzo sono formati da elementi in legno che vengono saldamente fissati ad una sovrastante soletta in calcestruzzo. Nella progettazione di tali solai si distingue principalmente tra due tipologie strutturali: il sistema a travatura composto da varie travi su cui è posato l’assitto in legno, e la struttura ad assi affiancate consistente in assi laterali disposte verticalmente e fissate mediante chiodi o tasselli (cfr. Figura 1).

Nell’ambito di un ampio progetto di ricerca sono stati presi in considerazione gli effetti da incendio su due sistemi di fissaggio per legno e calcestruzzo [1, 2] scelti tra i numerosi sistemi noti: nel caso della struttura ad assi, la forza di spinta si trasmette alle fughe attraverso le incavature fresate ed i tasselli incollati nel legno; nella struttura a travatura, la spinta viene trasmessa attraverso le viti di fissaggio posizionate nel legno o in modo analogo alla struttura ad assi.

Figura 1

Struttura principale dei solai composti in legno-calcestruzzo con elementi ad assi affiancate (sinistra) e travatura in legno (a destra).

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Sistema di fissaggio a vite

Per il fissaggio legno-calcestruzzo è stato impiegato l’elemento di fissaggio SFS VB-48-7,5x100 (Sistema SFS). Si tratta di una vite autofilettante, della classe di resistenza 8.8, provvista di attacco mediano come limite di profondità, che può essere inserita direttamente nell’assitto in legno senza preforatura. L’elemento di fissaggio si compone di due parti: la parte superiore di spessore 6.1 mm e lunghezza circa 50 mm con testa di ancoraggio e la parte inferiore di lunghezza 100 mm dotata di uno speciale filetto a rullatura profonda di diametro esterno pari a 7.3 mm. La trasmissione della forza di spinta tra calcestruzzo e legno avviene attraverso gli

elementi di fissaggio a posa incrociata ed angolo d’inclinazione inferiore a 45°. Gli elementi di fissaggio in piano sono invece disposti nel medesimo verso. Gli intervalli minimi tra le viti indicati nella fig. 2 devono essere rispettati.

Sezione longitudinale

Foto2 Sistema di fissaggio con viti a posa incrociata ed angolo inferiore a 45°.

Per la posa incrociata dei fissaggi con angolo di inclinazione inferiore a 45°, si può determinare la resistenza caratteristica alla spinta Fk ed il modulo di spostamento Kser per ciascuna coppia di viti come segue [3]:

Fk = 16.6 – 0.2 · t (1) Kser = 25.0 – 0.35 · t (2)

Il valore di calcolo Kser è stato ottenuto in via sperimentale secondo la norma EN 26891 e dovrà

essere impiegato per la prova di idoneità funzionale. Per la prova di carico, il modulo di spostamento Ku può essere calcolato in modo semplificato come segue:

Ku = 2/3 · Kser (3)

Fk Resistenza caratteristica alla spinta per

ciascuna coppia di viti in kN Kser Modulo di spostamento sui punti di

giuntura per coppia di viti in kN / mm t Spessore dell’assitto in mm (cfr. Figura 2)

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Sistema di fissaggio a perni su scanalatura La forza di spinta fra calcestruzzo e legno si trasmette attraverso le scanalature fresate nel legno ed i perni incollati, come illustrato nella Figura 3. Le scanalature fresate nel legno sono di lunghezza pari a 15 mm e profondità di 20 mm e vengono scavate sui fianchi con un’inclinazione di circa 10°. In ciascuna scanalatura vengono inseriti dei perni HBV per legno-calcestruzzo (Sistema Hilti). I perni sono composti da un gambo filettato M12, di almeno 80 mm e classe di resistenza 8.8, inserito ed incollato nel legno. Dopo l’indurimento di calcestruzzo, il perno dovrà essere stretto ulteriormente, al fine di ottimizzare la stabilità delle fughe in prossimità del punto di fissaggio. L’incollaggio avviene con colla HIT HY 50. La colla viene applicata con un apparecchio a pressa direttamente nel foro del diametro di 18 mm, precedentemente profilato mediante punta filettante da 20 mm.

Per questo sistema di fissaggio si dovranno verificare le seguenti 3 tipologie di mancato funzionamento: ?? Deformazione locale del legno sui fianchi delle

scanalature ?? Tranciatura del controlegno ?? Mancato spostamento della camma in calcestruzzo ?? Con l’impiego di calcestruzzo e legno standard da costruzione, sempre a condizione che le dimensioni rappresentate nella Figura 3 siano rispettate, sarà sufficiente eseguire il test per deformazione locale dei fianchi delle scanalature. La resistenza caratteristica alla spinta per ciascun fissaggio (incavatura e perno) in funzione della tipologia di mancato funzionamento duttile sulla deformazione nel legno, può essere calcolata come segue:

Fk = Fk (incavi) + Fk (perni) (4) Fk (incavi) = f c,k (perni) ·bn · tn (5) Fk (perni) = 2 · m · vf h,k ·d · ? u,k (6)

Figura 3 Sistema di fissaggio con scanalature fresate nel legno e perni incollati Fk Resistenza caratteristica alla spinta per

ciascun fissaggio (incavo e perno) Fc,k Resistenza caratteristica alla compressione

del legno in senso parallelo alle fibre bn, tn Larghezza e profondità delle camme in

calcestruzzo Fh,k Resistenza caratteristica all’usura del foro nel

legno in senso parallelo alle fibre

? u,k Resistenza caratteristica alla flessione plastica del perno

d Diametro del profilo del foro (d = 20 mm) m Numero di perni per incavo (travi: m = 1;

assi affiancate: m ? 1)

La resistenza caratteristica all’usura del foro praticato nel legno di conifera parallelamente alle fibre dovrà essere calcolato per i fissaggi a forma di perno come segue: Fh,k = 0.15 · d-0.3 · rk (7) Fh,k Resistenza caratteristica all’usura del foro nel

legno in senso parallelo alle fibre d Diametro del profilo del foro (d = 20 mm) rk Densità caratteristica in kg / m³ Considerata la resistenza alla pressione nettamente superiore della colla rispetto al legno, si può inserire nelle equazioni (6) e (7) il diametro del foro profilato di 20 mm. La resistenza caratteristica alla flessione plastica per i fissaggi a forma di perno cilindrico in acciaio può essere calcolata in modo semplificato come segue:

Mu,k = 0.8 · fu,k · d³ (8) 6 fu,k Resistenza caratteristica alla trazione

dell’acciaio in N / mm²

(fu,k = 800 N/ mm²) d Diametro dell’elemento di fissaggio (d = 10.5

mm)

Nel caso dei fissaggi impiegati, si tratta di gambi filettati ? 12 e classe di resistenza 8.8. Il valore medio del diametro centrale e del diametro filettato è pari a 10.5 mm, mentre la resistenza minima alla trazione risulta pari a 800 N / mm² . Per il sistema di fissaggio a perno su incavatura è possibile eseguire il calcolo ammettendo un fissaggio rigido, ovvero Kser = 8 .

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Per travi a campata unica con carico equamente distribuito, ovvero più carichi singoli con sezione composta a due elementi di simmetria semplice (ved. Figura 4), è possibile determinare le dimensioni di taglio attraverso il procedimento di calcolo semplificato (procedimento ?).

Figura 4 Distribuzione della tensione per la sezione composta a due elementi La rigidità di flessione efficiente può essere calcolata nel seguente modo:

K/s Rigidità del punto di giuntura K Modulo di spostamento dell’elemento di fissaggio s Distanza fra gli elementi di fissaggio l Ampiezza di supporto delle travi di collegamento n Valenza: n = E1/E2 Ei Modulo E della sezione parziale Ai Superficie della sezione parziale Ii Momento di inerzia della sezione parziale Si Baricentro della sezione parziale I valori di calcolo delle tensioni normali di cui alla Fig. 4 devono essere determinati come segue:

Le tensioni maggiori di spinta delle sezioni parziali si producono di volta in volta sul piano nullo di pressione. Il valore di calcolo della tensione massima di spinta sulla sezione del legno origina nel seguente modo:

Il valore di calcolo del flusso di spinta ed il valore di calcolo derivante dalla sollecitazione Td

prodotta sull’elemento di fissaggio, risultano dalle seguenti formule: Se le distanze previste fra gli elementi di fissaggio

vengono graduate in modo corrispondente alla linea della forza radiale fra Smin e Smax, è possibile impiegare per il calcolo della rigidità Sef funzionale alla flessione il seguente intervallo effettivo fra gli elementi di fissaggio: Sef = 0.75 · Smin + 0.25 · Smax con Smax ? 4 · Smin (16)

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Metodo di calcolo in condizioni di incendio I componenti strutturali vengono sottoposti a collaudo antincendio in base a tre diversi criteri: capacità di portata R, densità di fumo E ed isolamento termico I. Per quanto riguarda le sezioni relative alla combustione (criteri E ed I), nei solai composti in legno e calcestruzzo la presenza della spessa soletta in calcestruzzo si dimostra molto efficace. I solai composti in legno e calcestruzzo, con assitto di spessore minimo pari a 20 mm e soletta in calcestruzzo di almeno 60 mm di spessore, soddisfano i criteri di densità di fumo E e di isolamento termico I, con una resistenza al fuoco di 60 minuti. Successivamente, si procede solo alla prova aritmetica della capacità di portata (criterio R) dei solai composti in condizioni di combustione ISO. Il metodo di calcolo presentato si ispira al metodo semplificato di calcolo, con sezione residua ideale per gli elementi in legno in condizioni di incendio secondo la documentazione SIA 83 [4]. Per i solai

composti in legno e calcestruzzo con travatura, la normativa prevede il collaudo di resistenza e staticità strutturali sui punti di fuga in conseguenza delle elevate temperature prodotte da incendio laterale. Per i solai composti con utilizzo di elementi ad assi affiancate, tale influenza può dirsi quasi trascurabile, poiché i punti di giuntura sono maggiormente protette dagli effetti delle alte temperature. La capacità di portata in caso di incendio vale come attestata quando, nel corso del tempo previsto per la prova di resistenza al fuoco, si realizzi la seguente condizione: Ed,fi ? Rd,fi (17) Ed,fi Valore di misurazione della sollecitazione in

caso di incendio Rd,fi Valore di misurazione della resistenza al carico

in caso di incendio

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Calcolo della sezione residua ideale La sezione residua ideale per incendi su un solo lato, ovvero su tre lati dell’edificio, può essere calcolata

come illustrato nella Figura 5. b; h Larghezza o altezza della sezione di partenza bfir hfi Larghezza o altezza della sez. residua ideale tfir,erf Durata resistenza ignifuga richiesta in min. ? 0 Velocità di consumo al fuoco in mm / min.

def = dchar + dred

dchar = ? 0 · tfir,erf dred = 7 mm (per tfir,erf < 20 min.)

La profondità di fusione dchar si calcola, ammettendo una velocità numerica di incendio ?0 lineare e costante, in base alla documentazione SIA 83 [4]. Le caratteristiche di resitenza e staticità del legno in funzione della sezione residua ideale corrispondono a quelle della sezione di partenza a temperatura ambiente.

Per una soletta in calcestruzzo di spessore minimo pari a 60 mm, con almeno 20 mm di assitto in legno, si possono accettare per ottenere una resistenza all’incendio di 60 minuti approssimativamente le caratteristiche di resistenza e staticità della sezione di partenza a temperatura ambiente.

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Calcolo delle dimensioni sezionali Per determinare le dimensioni sezionali richieste in caso di incendio è possibile eseguire il calcolo analogamente a quanto fatto a temperatura ambiente (procedimento ?) per la sezione residua

ideale. Per il calcolo della resistenza effettiva alla flessione, si dovrà considerare solo l’area della soletta posta sotto sollecitazione.

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Tabella 1 Fattore di modifica kmod,fi da considerare per il collaudo a temperatura ambiente del modulo di spostamento per ciascuna coppia di fissaggi sul punto di giuntura con viti di fissaggio a seconda del tipo di rivestimento laterale in legno x in mm e durata dell’incendio t in minuti.

Il collaudo della staticità influenzata dalle alte temperature sul punto di giuntura con viti di fissaggio viene presa in considerazione in modo semplificato diminuendo il modulo di spinta. La Tabella 1 illustra il fattore di riduzione kmod,fi a seconda del tipo di rivestimento laterale in legno delle viti di fissaggio, nonché la durata dell’incendio. L’influenza della corrente di calore da sotto può essere trascurata, quando il rivestimento inferiore in legno xu sia maggiore di almeno 20 mm rispetto al rivestimento laterale x.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - In caso di giuntura composta con scanalature fresate nel legno e perni incollati, è possibile trascurare la

perdita di rigidità per effetto della temperatura.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Prova di portata della sezione composta

La prova di portata della sezione in legno sottoposta a flessione e spinta risulta dalle seguenti formule:

?2,N,d,fi Valore di calcolo della sollecitazione alla trazione sul legno in caso di incendio

?2,M,d,fi Valore di calcolo della sollecitazione alla flessione sul legno in caso di incendio

t2,N,d,fi Valore di calcolo della sollecitazione alla spinta sul legno in caso di incendio

f t,k Resistenza caratteristica alla trazione del legno a temperatura ambiente

f mt,k Resistenza caratteristica alla flessione del legno a temperatura ambiente

f v,k Resistenza caratteristica alla spinta del legno a temperatura ambiente

k fi Coefficiente per l’adeguamento dei valori caratteristici ai valori frattili del 20% (kfi = 1.15)

La prova di portata della soletta in calcestruzzo sottoposta a compressione ha dato i seguenti risultati: s 1,r,d,fi= s 1,N,d,fi+ s 1,M,d,fi = f c,k (20) ?1,t,d,fi Valore di calcolo della sollecitazione esercitata

sul bordo del calcestruzzo f c,k Resistenza caratteristica alla compressione del

calcestruzzo a temperatura ambiente

Quando all’interno della soletta sia posizionata una rete metallica K131 con copertura in calcestruzzo di 20 mm, non sarà necessario procedere al collaudo della capacità di portata della soletta in senso trasversale.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Prova di portata dei punti di giuntura con viti di fissaggio

(Sistema SFS) La prova di portata eseguita sui punti di giuntura con viti di fissaggio, relativamente al fissaggio a massima sollecitazione, risulta dalla seguente formula: F d,fi,max = F R,d,fi = k mod,fi . k fi . F k (21) Fd,fi Valore di calcolo della sollecitazione esercitata

sul punto di fuga in caso di incendio F r,d,fi Valore di calcolo della resistenza alla trazione

sul punto di giuntura in caso di incendio F k Resistenza caratteristica al carico dei

punti di giuntura a temperatura ambiente kmod,fi Coefficiente per la considerazione del

calo di resistenza in caso di incendio in base alla Tabella 2

k fi Coefficiente per l’adeguamento dei valori caratteristici ai valori frattili del 20% (kfi = 1.15)

Il collaudo della resistenza sui punti di giuntura con viti di fissaggio, influenzata dalle alte temperature, può essere eseguito considerando il fattore di riduzione kmod,fi in base alla Tabella 2 a seconda del tipo di rivestimento laterale in legno delle viti di fissaggio, nonché la durata dell’incendio. L’influenza della corrente di calore da sotto può essere trascurata, quando il rivestimento inferiore in legno xu sia maggiore di almeno 20 mm rispetto al rivestimento laterale previsto. Tabella 2 Fattore di modifica kmod,fi per il collaudo a temperatura ambiente della resistenza al carico per ciascuna coppia di fissaggi sui punti di giuntura con viti di fissaggio a seconda del tipo di rivestimento laterale in legno x in mm e durata dell’incendio t in minuti.

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Prova di portata sui punti di giuntura con scanalature e perni (Sistema Hilti per travature)

La prova di portata eseguita sui punti di giuntura con scanalature e perni, relativamente al fissaggio a massima sollecitazione, origina dalla seguente formula:

Fd,fi,max ? FR,d,fi = K,fi · Fk,fi (22) La resistenza caratteristica di portata in caso di incendio che influenza la locale deformazione del legno sul fianco dell’incavatura si determina come

per la temperatura ambiente, considerando tuttavia la sezione residua ideale. Fd,fi Valore di calcolo della sollecitazione esercitata

sul punto di giuntura in caso di incendio F r,d,fi Valore di calcolo della resistenza al carico

sul punto di giuntura in caso di incendio F k,fi Resistenza caratteristica al carico dei

punti di giuntura in caso di incendio k f i Coefficiente per l’adeguamento dei valori

caratteristici ai valori frattili del 20% (k f i = 1.15)

Il calcolo della resistenza caratteristica al carico del perno in condizioni di incendio può essere eseguito come segue:

f c,k Resistenza caratteristica all’usura del foro nel legno a temperatura ambiente kmod,fi Coefficiente per il calcolo del


Mu,k Resistenza caratteristica alla flessione plastica del perno a temperatura ambiente

d Diametro del profilo del foro (d = 20 mm)

Il collaudo della resistenza all’attrito del foro per effetto delle alte temperature in prossimità del perno viene eseguito in modo semplificato mediante il fattore di riduzione kmod,fi in base alla Tabella 3, in funzione della distanza assiale laterale, nonché della durata dell’incendio. L’influenza della corrente di calore da sotto può essere trascurata, quando il rivestimento inferiore in legno xu sia superiore alla distanza assiale laterale. Tabella 3 Fattore di modifica kmod,fi per il collaudo a temperatura ambiente della resistenza all’usura del foro nel legno in prossimità del perno a seconda della distanza assiale laterale x in mm e durata dell’incendio t in minuti.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Prova di portata sui punti di giuntura con scanalature e perni

(Sistema Hilti per assi affiancate) La prova di carico eseguita sui punti di giuntura con incavature e perni, relativamente al fissaggio a massima sollecitazione, risulta dalla seguente formula : Fd,fi,max = FR,d,fi = K f i · F k, fi (24) Fd,fi Valore di calcolo della sollecitazione esercitata

sul punto di giuntura in caso di incendio F r,d,fi Valore di calcolo della resistenza al carico

sul punto di giuntura in caso di incendio F k,fi Resistenza caratteristica al carico dei

punti di giuntura in caso di incendio k fi Coefficiente per l’adeguamento dei valori

caratteristici ai valori frattili del 20% (kfi = 1.15)

La caratteristica resistenza al carico nel caso di incendio che produca una locale deformazione del legno sui fianchi dell’incavatura, si determina come per la temperatura ambiente (cfr. equazione 5).

La resistenza al carico caratteristica del perno in caso di incendio può essere calcolata nel seguente modo:

f h,k Resistenza caratteristica all’usura del foro nel legno a temperatura ambiente kmod,fi Coefficiente per il calcolo del


Mu,k Resistenza caratteristica alla flessione plastica del perno a temperatura ambiente

d Diametro del profilo del foro (d = 20 mm) M Numero di perni per incavatura (asse: m = 1) Il calo di resistenza dovuto alla deformazione del foro praticato nel legno in prossimità del perno ed influenzato dalle alte temperature, può essere calcolata in modo semplificato con il fattore di riduzione Kmod f i, in base alla Tabella 4, in funzione del tipo di rivestimento laterale in legno delle viti di fissaggio, nonché della durata dell’incendio.

Tabella 4 Fattore di modifica K mod, f i per il calcolo del calo della resistenza alla deformazione del foro del legno nell’area del perno, dovuta alla temperatura, in funzione del rivestimento inferiore in legno e della durata dell’incendio.

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Tabelle di calcolo Le seguenti tabelle indicano la campata massima consentita al fine di garantire i requisiti di portata ed idoneità funzionale a temperatura ambiente, nonché la capacità di portata nel caso di un incendio della durata di 60 minuti. Le tabelle sono state predisposte sulla base dei metodi di calcolo illustrati nel presente foglio di istruzioni. Le tabelle valgono per i solai composti in legno-calcestruzzo con travatura a campata unica . La distanza tra le travi è di 700 mm. Sono stati ammessi i seguenti carichi equamente suddivisi: ?? Peso proprio g: nelle tabelle viene considerato

anche il peso proprio (travatura, assito in legno di spessore 20 mm, soletta in calcestruzzo di spessore 80 mm)

?? Carichi fissi permanenti qA: i carichi fissi agiscono a lungo termine

?? Carichi mobili variabili qN: i carichi mobili agiscono a “breve termine”.

Per il collaudo di portata in condizioni di incendio, i carichi mobili sono stati ridotti del 50%. Per la prova di idoneità funzionale sono stati adottati due criteri di flessione: w · l /300 e w · l /500 . Le deformazioni a lungo termine determinate dai carichi permanenti (peso proprio e carichi fissi) sono state considerate con i fattori di scorrimento f diminuendo il modulo di elasticità ed il modulo di spostamento: E. = E0/ (1+ f ) ovvero K. = K0/ (1+ f ). La predisposizione delle tabelle si basa sulle seguenti caratteristiche dei materiali:

Qualità del legno: KH FK II o BHS FK B secondo la normativa SIA 164 e la documentazione SIA 83 Qualità del legno KH BSH Modulo E 10

kN/mm2 10 kN/mm2

Fattore di scorrimento 0.5 0.5 Calcolo a freddo Sollecitazione di flessione ammessa

10 kN/mm2

12 kN/mm2 Calcolo a freddo

Sollecitazione di trazione ammessa

8.5 kN/mm2

10 kN/mm2 Calcolo a freddo

Sollecitazione di spinta ammessa

1.0 kN/mm2

1.2 kN/mm2 Calcolo a freddo

Resistenza alla flessione

28 kN/mm2

28 kN/mm2 Calcolo durante incendio

Resistenza alla trazione

16 kN/mm2

20 kN/mm2 Calcolo durante incendio

Resistenza alla spinta 2.5 kN/mm2

2.5 kN/mm2 Calcolo durante incendio

Velocità di perdita al fuoco (consumo)

0.8 mm/min

0.7 mm/min Calcolo durante incendio

Qualità del calcestruzzo: almeno B35/25 secondo la normativa SIA 162 Modulo E: 32 kN/mm2 Fattore di scorrimento 2.5 Armatura a rete: almeno K131 (Diametro: 5 mm, larghezza delle maglie: 150 mm) Fissaggio a vite Idoneità modulo di spostamento

18 kN/mm misurazione a freddo

Portata modulo spostamento

12 kN/mm misurazione a freddo

Fattore di scorrimento

0.5 misurazione a freddo

Resistenza al carico conforme al modello di calcolo Fissaggio con scanalature e perni incollati Rigidità: fissaggio rigido Resistenza al carico conforme al modello di calcolo

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Soletta composta in legno-calcestruzzo con viti di fissaggio

Figura 6

Soletta composta in legno-calcestruzzo con fissaggi incrociati ed inclinati a meno di 45°

w · l /300, REI 60 Larghezza travi: 140 mm Larghezza travi: 160 mm Larghezza travi: 180 mm 140/160 140/200 140/240 140/280 160/200 160/240 160/280 180/200 180/240 180/280 q ̂

[kN/m²] q ̂

[kN/m²] KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH 1.0 3.0 3.9 4.5 4.7 5.1 5.5 5.7 6.3 5.1 5.7 6.4 6.9 7.8 8.7 1.5 3.0 3.7 4.3 4.5 4.8 5.3 5.4 6.0 4.8 5.4 6.1 6.6 7.5 8.4 2.0 3.0 3.5 4.0 4.2 4.5 5.0 5.1 5.7 4.6 5.2 5.8 6.3 6.4 7.3 8.2 2.5 3.0 3.3 3.9 4.0 4.3 4.8 4.9 5.4 4.4 4.9 5.5 6.0 6.2 7.1 8.0 3.0 3.0 3.2 3.7 3.9 4.2 4.6 4.7 5.2 4.2 4.7 5.3 5.8 6.1 6.9 7.7 3.5 3.0 3.1 3.6 3.7 4.0 4.4 4.5 5.0 4.1 4.6 5.1 5.6 5.9 6.6 6.7 7.5 4.0 3.0 3.0 3.4 3.6 3.9 4.2 4.3 4.8 3.0 4.4 4.9 5.4 5.8 6.4 6.6 7.3 7.4 Tabella 5

Massima ampiezza di campata delle travi che soddisfano i requisiti di collaudo della portata e di idoneità funzionale (w · l /300) a temperatura ambiente, nonché la prova di carico in condizioni di incendio della durata di 60 minuti.

w · l /500, REI 60

Larghezza travi: 140 mm Larghezza travi: 160 mm Larghezza travi: 180 mm

140/160 140/200 140/240 140/280 160/200 160/240 160/280 180/200 180/240 180/280 q ̂[kN/m²]

q ̂[kN/m²] KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH KH BSH

1.0 3.0 3.9 4.3 4.7 5.5 6.3 5.1 5.7 6.4 5.7 6.4 7.2 1.5 3.0 3.7 4.2 4.5 5.3 6.0 4.8 5.4 6.1 5.5 6.2 7.0 2.0 3.0 3.5 4.0 4.2 5.0 5.7 4.6 5.2 5.8 5.3 6.0 6.8 2.5 3.0 3.3 3.9 4.0 4.8 5.4 4.4 4.9 5.5 5.1 5.8 6.6 3.0 3.0 3.2 3.7 3.9 4.6 5.2 4.2 4.7 5.3 5.0 5.7 6.4 3.5 3.0 3.1 3.6 3.7 4.4 5.0 4.1 4.6 5.1 4.8 5.5 6.2 4.0 3.0 3.0 3.4 3.6 4.2 4.8 3.9 4.4 4.9 4.7 5.4 6.1

Tabella 6


Cella bianca Valore rilevato a temperatura ambiente Cella grigio chiaro Valore rilevato in condizioni di incendio

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Soletta composta in legno-calcestruzzo con scanalature e perni

Figura 7

Soletta composta in legno-calcestruzzo con scanalature e perni incollati

w · l /300, REI 60


140/160 140/200 140/240 140/280 160/200 160/240 160/280 180/200 180/240 180/280 q ̂[kN/m²]


1.0 3.0 3.7 4.9 4.5 5.9 5.4 6.7 6.3 7.6 5.8 6.8 6.8 7.3 7.9 8.2 6.6 7.5 8.4 1.5 3.0 3.5 4.6 4.3 5.5 5.1 6.2 6.0 7.0 5.5 6.3 6.5 7.1 7.5 7.9 6.4 7.3 8.2 2.0 3.0 3.3 4.4 4.1 5.1 4.9 5.8 5.7 6.5 5.3 5.9 6.2 6.7 7.0 7.5 6.1 7.1 7.8 7.9 2.5 3.0 3.2 4.2 4.0 4.8 4.7 5.4 5.5 6.1 5.1 5.5 5.8 6.3 6.5 7.0 5.8 6.0 6.6 6.9 7.3 7.7 3.0 3.0 3.1 3.9 3.8 4.5 4.5 5.1 5.3 5.7 4.8 5.2 5.5 5.9 6.1 6.6 5.4 5.8 6.2 6.7 6.9 7.4 3.5 3.0 3.0 3.7 3.7 4.2 4.4 4.8 5.1 5.4 4.5 4.9 5.2 5.6 5.9 6.2 5.1 5.5 5.8 6.3 6.5 7.0 4.0 3.0 2.9 3.5 3.5 3.0 4.2 4.6 4.8 5.1 4.3 4.6 4.9 5.3 5.6 5.9 4.8 5.2 5.5 5.9 6.1 6.6 Tabella 7


w · l /500, REI 60


140/160 140/200 140/240 140/280 160/200 160/240 160/280 180/200 180/240 180/280 q ̂[kN/m²]


1.0 3.0 3.7 4.4 4.5 5.1 5.4 5.9 6.3 5.3 5.3 6.1 6.8 5.5 6.3 7.0 1.5 3.0 3.5 4.3 4.3 5.0 5.1 5.7 6.0 5.2 5.2 5.9 6.6 5.3 6.1 6.8 2.0 3.0 3.3 4.1 4.1 4.8 4.9 5.5 5.7 5.0 5.0 5.7 6.4 5.2 5.9 6.6 2.5 3.0 3.2 4.0 4.0 4.7 4.7 5.4 5.5 4.9 4.9 5.5 6.2 5.0 5.7 6.4 3.0 3.0 3.1 3.9 3.8 4.5 4.5 5.1 5.3 4.7 4.7 5.4 6.1 4.9 5.6 6.3 3.5 3.0 3.0 3.7 3.7 4.2 4.4 4.8 5.1 5.4 4.5 4.6 5.2 4.7 5.9 4.9 5.4 6.1 4.0 3.0 2.9 3.5 3.5 4.0 4.2 4.6 4.8 5.1 4.3 4.5 4.9 5.1 5.6 5.8 4.6 5.3 6.0

Tabella 8


Cella bianca Valore rilevato a temperatura ambiente Cella grigio chiaro Valore rilevato in condizioni di incendio

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Dettagli costruttivi

I solai, la cui costruzione deve soddisfare i requisiti previsti dai sistemi antincendio E ed I, necessitano di perfetto isolamento allo scopo di impedire il passaggio del fuoco e del fumo per l’intera durata della prova di resistenza ignifuga. In particolare è necessario prestare attenzione al

corretto isolamento dei punti di giuntura perimetrali. In particolare nella struttura ad assi, in mancanza di un buon isolamento superiore e laterale mediante calcestruzzo o lana minerale, il fuoco si irradia rapidamente attraverso le fughe con un aumento del consumo per combustione.

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Competenze / Autorizzazioni

I solai composti in calcestruzzo e legno ivi descritti non sono attualmente contemplati dalle normative antincendio VKF per resistenza ignifuga F60. I test condotti con il procedimento di calcolo illustrato hanno tuttavia dimostrato [2] che le strutture composte in calcestruzzo e legno sono in grado di garantire una resistenza ignifuga di 60 minuti (REI 60) e consentono pertanto di realizzare strutture sicure e protette dagli incendi all’interno di uffici ed abitazioni.

Nel caso di questa soluzione, si tratta di resistenze ignifughe F60 (eccetto le regioni tradizionalmente caratterizzate da costruzioni in legno) che offrono un sistema alternativo secondo quanto previsto dall’art. 11 della Normativa Antincendio VKF 1993. La competenza per la concessione delle autorizzazioni spetta alle autorità regionali per la vigilanza antincendi.

Bibliografia e letteratura citata [1] A. Frangi: Comportamento in caso di incendio dei

solai composti in legno e calcestruzzo, Istituto di Statica per l’Edilizia e le Costruzioni (IBK). ETH Zurigo. Rapporto IBK n. 269. Edizioni Birkhäuser Basilea. Settembre 2001

[2] A. Frangi, M. Fontana: Prove per la capacità di portata dei solai composti in legno e calcestruzzo a temperatura ambiente e in condizioni di incendio

standard. Istituto di Statica per l’Edilizia e le Costruzioni (IBK). ETH Zurigo. Rapporto IBK n. 249. Edizioni Birkhäuser Basilea. Luglio 2000

[3] Istituto Tedesco di Tecnica per l’Edilizia: Omologazione del Sistema di Fissaggio SFS: Autorizzazione Nr. Z-9.1-342. Berlino, 1998.

[4] Documentazione SIA 83: Protezione antincendio nelle costruzioni in legno, Lignum, Zurigo 1997

Il presente foglio di istruzioni è stato approvato dalla Commissione Tecnica dell’Unione delle Compagnie Assicurative Cantonali Antincendio (VKF). Ne è consentito l’uso come sistema alternativo secondo quanto previsto dall’art. 11, comma 2 della Normativa Antincendio. La sua compilazione è avvenuta d’intesa con la VKF.

Alla realizzazione del presente foglio di istruzioni hanno partecipato: Editore Lignum, Conferenza sull’Edilizia in legno in Svizzera, Falkenstrasse 26, 8008 Zurigo Internet: www.lignum.ch Autore Andrea Frangi, Mario Fontana, IBK Costruzioni in legno e acciaio, ETH Hönggerberg, 8093 Zurigo ….

calcoli strutturali per la resistenza ignifuga fino a 60 ... · il valore di calcolo kser è stato...

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