Solai, Materiali e elementi costruttivi

I solai

Si definisce solaio qualsiasi elemento che crei una superficie portante orizzontale. I solai sono elementi costruttivi strutturali bidimensionali, generalmente orizzontali, con la funzione di diaframmare il volume circoscritto delle murature e consentire ai diversi livelli di piano la piena fruibilità della costruzione. Nel caso di copertura piana l’ultimo solaio ne costituisce la struttura.

Funzioni e vantaggi

I solai devono assicurare stabilità e indeformabilità al peso proprio, ai carichi permanenti e accidentali, nonché garantire prefissati livelli di sicurezza per eventi eccezionali quali l’incendio e il sisma. Hanno il vantaggio di avere una facile esecuzione, la riduzione degli ingombri costruttivi e l’annullamento delle spinte orizzontali sulle murature d’ambito.

Storia e sviluppo

L’impiego del solaio è precedente a quello della soluzione voltata, perché si è utilizzata spontaneamente la capacità flessionale del legno per creare sistemi lignei ai quali, poi, si sono sostituite soluzioni miste ferro-legno e ferro-laterizio.

Telai e reazioni vincolari

Si parla di telaio di un solaio quando ci sono elementi puntuali verticali, quali i pilastri, e orizzontali, come le travi, collegati ad essi. L’invenzione della struttura/telaio non prevede solo un appoggio ma anche un incastro, così che il movimento flettente del solaio non interessa soltanto la trave ma anche il pilastro. Con il telaio è nato il movimento moderno. L’appoggio di una trave su due pilastri non si definisce telaio ma trilite.

Si definiscono invece “reazioni vincolari” quelle forze le quali fanno sì che la trave non si abbassi, creando una condizione di equilibrio. Le forze di reazioni vincolari si hanno con l’opporsi di due forze: quella di azione della trave (flessione) e di reazione dei pilastri. La distanza tra azione e reazione è detta “braccio”.

Momento di inerzia e gerarchia strutturale

Il carico della trave determina un momento, determinando la luce, il materiale e la forma della sezione di questa. Si definisce “momento di inerzia” il modo con cui si stabilisce la resistenza di una sezione a compressione. La gerarchia della struttura prevede: le fondazioni e i pilastri, le travi principali, le travi secondarie e i cordoli, i solai.

Percorso delle forze

Il percorso delle forze è: solai, travi secondarie, travi principali, i pilastri e le fondazioni. Un solaio isotropo scarica i carichi su tutti i lati di appoggio, un solaio anisotropo è invece tessuto in una direzione ortogonale agli appoggi e quindi scarica i carichi su due lati di appoggio. L’altezza della trave (h) è in genere 1/10 – 1/15 della luce (L); invece lo spessore del solaio (S) è 1/20 - 1/25 della luce (L).

Tipi di solai

• Solai in legno
• Solai misti in ferro-legno
• Solai in ferro-laterizio