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Elementi in vetro strutturale stratificato temperato

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Elementi in vetro strutturale stratificato temperato: un esempio progettuale

SDF INTERNOSDF ESTERNOL’intervento presentato, realizzato nel Comune di Capaccio-Paestum (SA) presso la struttura alberghiera Hotel Mec Paestum, prevede la sostituzione di due lucernari preesistenti realizzati in alluminio e plexiglass, di geometria riconducibile a una volte a botte, con una pavimentazione interamente realizzata in vetro strutturale stratificato temperato e composta da lastre per la pavimentazione e travi a sostegno di queste ultime.

La soluzione sembra rispondere appieno alle esigenze di riutilizzo di uno spazio non più inutilizzato. Infatti la pavimentazione in vetro strutturale, oltre a garantire l’utilizzo dello spazio esterno consente una naturale ed efficace illuminazione degli ambienti sottostanti ubicati proprio in corrispondenza dei nuovi solai trasparenti.

Il vetro è sostanzialmente un materiale a comportamento isotropo e omogeneo così come il materiale interlaminare. Nel caso di vetro strutturale stratificato, composto cioè dalla sovrapposizione alternata di lastre e strati interlaminari di PVB, è opportuno valutare il comportamento del manufatto analizzando due situazioni limite:

– Incapacità dello strato interlaminare a trasferire sforzi di taglio;

– Trasmissione totale delle tensioni tangenziali all’interfaccia lastra-PVB.

Nel primo caso ciascuna lastra è indipendente dalle altre. Esse risultano poggiate l’una sull’altra in assenza di materiale interlaminare. Nel secondo caso, invece, il comportamento dell’elemento stratificato è monolitico, ovvero ciascuna sezione della piastra stratificata è composta, in opportune frazioni volumetriche, da vetro e PVB. La norma prEN 13474-3 suggerisce, a tal proposito, di considerare, in alternativa alla procedura precedente, uno spessore equivalente da assegnare alla piastra, valutato separatamente per calcolare rispettivamente lo stato tensionale e deformativo, secondo una procedura illustrata nella predetta norma.

Così come accade per le strutture in legno, il vetro risente molto della modalità di applicazione del carico (fatica statica). Infatti le tensioni e le deformazioni aumentano anche per carichi costanti nel tempo e restano pressoché invariate per carichi istantanei. Ciò si traduce nel considerare delle azioni opportunamente amplificate mediante un coefficiente definito kmod.

Le verifiche strutturali si conducono, sia allo Stato Limite di Esercizio (SLE) che allo Stato Limite Ultimo (SLU) in termini di tensioni, ossia controllando che le massime sollecitazioni di trazione non eccedano quelle ammissibili del vetro strutturale.

Inoltre aspetto ben più importante è la verifica di deformabilità del vetro in termini di frecce ammissibili assunte, in questo caso, pari a 1/250 della luce tra due travi consecutive. Maggiori indicazioni sono fornite dal documento tecnico CNR-DT 210/2013 disponibile sul sito www.cnr.it.

La casuale disposizione del carico, sia esso concentrato o distribuito sulla pavimentazione, conferma che la soluzione di attacco con selle in acciaio consente alle travi di non torcersi e di soddisfare a pieno le verifiche di stabilità flesso-torsionali. In generale queste verifiche sono di estrema importanza dal momento che le travi in vetro sono generalmente  elementi essenzialmente snelli.

Inoltre è molto raro che l’intera superficie della pavimentazione sia contemporaneamente e totalmente caricata. Pertanto è opportuno verificare, per precise condizioni di carico, che le porzioni di lastre superficiali in depressione non si sollevino dalle travi sottostanti essendo queste vincoli sostanzialmente unilaterali.

Infine la disposizione di silicone strutturale nei giunti degli elementi consente al vetro di poter dilatarsi per effetto delle escursioni termiche senza generare considerevoli tensioni aggiuntive.

Ultimo aspetto degno di nota è conoscere il tipo e le condizioni climatiche di produzione del vetro al fine di scongiurare l’insorgere di auto-tensioni dovute al processo di fabbricazione. Nelle norme dedicate tali effetti sono regolati in funzione della temperature ambientale e pressione dei luoghi di produzione.

ParticolariSchema di assemblaggioLo studio preliminare dello stato di fatto ha permesso di constatare che i due lucernari da rimuovere, posti a copertura dei locali sottostanti, erano molto più leggeri della nuova struttura in vetro. Quest’ultima, inoltre, avrebbe dovuto poggiare su un contorno perimetrale costituito da un solaio latero cementizio completamente a sbalzo dal momento che i pilastri circolari di sostegno, realizzati in epoca precedente nei locali sottostanti, sono arretrati rispetto al filo perimetrale dei due fori. La soluzione, pertanto, prevedeva la posa di un cosciale di irrigidimento in acciaio S355, lungo tutto il perimetro dei due fori e verniciato bianco al fine di salvaguardare il risultato estetico dell’opera. Al cosciale in acciaio sono state ancorate, con bulloni M16, delle selle in acciaio S355, spessore 8 mm, pressopiegate e anch’esse verniciate in bianco. In quest’ultime sono state adagiate le estremità delle travi in vetro stratificato e temprato, opportunamente siliconate, composte da tre lastre ciascuna di spessore pari a 20 mm con due strati di PVB 2.28 mm interposto. Infine sulle travi, sono state appoggiate delle piastre in vetro, anch’esse opportunamente siliconate, composte da due lastre di spessore pari a 15 mm più una, quella superficiale adibita a calpestio, di 8 mm, satinata, con due strati di PVB 2.28 mm interposto.

L’opera così ottenuta è stata poi impermeabilizzata con silicone strutturale sigillando il perimetro e i punti di giunzione dei vari elementi.

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