Calcolo solaio in lamiera grecata collaborante: normativa, parametri e metodologia

Cos'è un solaio collaborante in lamiera grecata

Il solaio collaborante, detto anche solaio misto acciaio-calcestruzzo, è composto da una lamiera grecata in acciaio sulla quale viene eseguito un getto di calcestruzzo: quest’ultimo va a riempire innanzitutto gli spazi tra le grecature della lamiera; si prosegue poi con il getto oltre la lastra fino ad ottenere l’altezza totale della soletta necessaria.
La lamiera svolge una duplice funzione:

• In fase di getto (fase di costruzione) agisce come cassero portante, sostenendo il peso del CLS fresco, dell’armatura e dei carichi di cantiere, spesso senza necessità di puntellazione (entro determinate luci di campata).
• In fase di esercizio (fase collaborante) diventa armatura inferiore del solaio, contribuendo alla resistenza flessionale grazie alla connessione meccanica con il calcestruzzo, assicurata dagli embossing stampati sul profilo. La collaborazione tra acciaio e calcestruzzo è resa possibile dalle bugnature (embossing) presenti sul profilo, che impediscono lo scorrimento relativo tra i due materiali dopo la consolidazione del getto.

Nel calcolo del solaio in acciaio e lamiera grecata, questa distinzione è fondamentale perché comporta verifiche differenti nelle due fasi.

La differenza tra una lamiera grecata strutturale tradizionale e quella collaborante, sta nel fatto che la prima può essere utilizzata solamente come cassero a perdere per la fase di getto (non partecipa alla portanza finale della soletta, a getto maturo), mentre la seconda diventa vero e proprio elemento compartecipante con il calcestruzzo per il sostegno dei carichi di progetto.

Normativa di riferimento per il calcolo

Il calcolo delle lamiere grecate collaboranti, in Italia, si basa su un sistema normativo stratificato:

• NTC 2018 – Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 17/01/2018)
  Rappresenta il riferimento nazionale obbligatorio. Il capitolo 4.3 regolamenta le strutture in acciaio e quelle composte acciaio-calcestruzzo (con particolare riferimento al paragrafo 4.3.6 per i solai misti con lamiera grecata).

• Eurocodice 4 – EN 1994-1-1
  Norma europea armonizzata per la progettazione di strutture composte acciaio-calcestruzzo. Per i solai misti con lamiera grecata si fa riferimento al Capitolo 10 di questo Eurocodice. L’Allegato B dell’EC4 disciplina specificamente i solai con lamiera grecata, includendo i metodi di calcolo della resistenza a flessione, al taglio longitudinale e allo scorrimento lamiera-CLS.

Parametri del calcolo solaio in acciaio e lamiera grecata

Il primo parametro da considerare è il materiale. L’acciaio della lamiera grecata collaborante è tipicamente di classe S250GD+Z o S280GD+Z (acciaio zincato per profilati a freddo) e il suo valore di di progetto della resistenza a snervamento, secondo EC3, è fyd = fyk / γM0, con γM0 = 1,05.

Un ulteriore aspetto determinante per il calcolo è la geometria del profilo, perché la sua scelta influenza direttamente resistenza e rigidezza dell’elemento.
Le grandezze da considerare sono: 

• Altezza della greca (h): influisce su inerzia e braccio interno 
• Passo della greca (p):  determina la larghezza efficace di calcolo per unità di metro
• Spessore nominale (t): spessore della lamiera in acciaio
• Altezza totale del solaio (H): somma dell’altezza della greca e dello strato superiore in cls
• Altezza del CLS sopra le greche (hc): altezza della “cappa” sopra la lamiera grecata, in cui viene posizionata tipicamente la rete elettrosaldata, e che deve essere > 45 mm 

Come si esegue il calcolo del solaio in lamiera grecata collaborante

Il dimensionamento di un solaio composto acciaio-calcestruzzo si concentra sull’effettiva collaborazione tra lamiera e getto, con particolare attenzione ai meccanismi di trasferimento degli sforzi.

La verifica più significativa nel calcolo delle lamiere grecate collaboranti è il taglio longitudinale, che governa l’aderenza tra i due materiali e viene generalmente affrontata tramite la determinazione della resistenza a taglio longitudinale τu,Rd basata su prove sperimentali.
A questa si affianca il controllo del taglio verticale, necessario per garantire che la sezione sia in grado di trasmettere i carichi senza fenomeni di rottura locale.

L’insieme di queste verifiche consente di descrivere in modo realistico il comportamento del solaio e di valutarne la sicurezza in relazione alle condizioni di esercizio.

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