Aggiornamento normativa UNI 11442:2015Matteo Fiori

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22L’assenza del processo di progettazione

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33L’assenza del processo di progettazione

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4Indice

Indice della presentazione:

1. calcolo dell’azione del vento in parte corrente e particolare;

2. tipologia di fissaggi meccanici;

3. individuazione della resistenza del singolo fissaggio;

4. definizione del numero di fissaggi per unità di superficie;

5. schema grafico dei fissaggi sulla copertura;

6. indicazioni progettuali.

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5Vento

Il calcolo dell’azione del vento è effettuato in base al DM 14.01.2008 e successive circolariesplicative.

Nelle zone di discontinuità della forma esterna della costruzione, possono insorgerefenomeni locali di separazione di scia e distacco dei vortici, tali da incrementaresensibilmente il valore assoluto del coefficiente di pressione.

Si deve quindi fare riferimento anche alla UNI EN 1991-1-4:2010.

NOTA IMPORTANTE:

È necessario progettare ogni interfaccia fra gli elementi e strati della copertura in manieratale che l’azione del vento venga trasmessa fino all’elemento resistente che è,normalmente, quello portante.

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6Vento

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7Vento

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8Vento

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9Vento

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10Vento

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11Vento

Il coefficiente Cp è dato dalla sommadi Cpi + Cpe e dipende dalla morfologiadell’involucro.

Cp = Cpi+Cpe

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12Vento

La UNI EN 1991-1-4 definisce, per il coefficiente Cpe, valori molto specifici in relazione allageometria della copertura.

Il valore da utilizzare è il Cpe,10.

La direzione dei vento deve essere considerata nelle due direzioni principali.

e = b o 2h

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13Vento

Per ogni zona della copertura la pressione del vento è differente.

Le zone maggiormente sollecitate arrivano anche ad avere una pressione superiore di circa3 volte rispetto a quella corrente!

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14Vento

Nella norma sono indicati i coefficienti per moltissimi tipi di situazioni:

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Il vincolo deve essere progettato in modo tale da avere la capacità di resistere allesollecitazioni dinamiche causate dall'azione del vento, senza rotture del sistema chepossono riguardare:

1) gli elementi di fissaggio puntuale o lineari:

a) mediante rottura dell’asta di fissaggio:

- per trazione assiale, dovuta al superamento della relativa resistenzaa rottura del materiale,

- per taglio, dovuta al superamento della relativa resistenza a rottura delmateriale,

- per flessione, dovuta al superamento della relativa resistenza a rotturadel materiale

- per compressione, dovuta al superamento della relativa resistenza arottura del materiale;

b) mediante rottura/distacco della placchetta/manicotto dall’asta del fissaggio;

- per rottura della placchetta/manicotto, dovuta a vari meccanismi;

Vincoli

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2) il collegamento tra i fissaggi puntuali o lineari e l’elemento portante o, in genere,l’elemento di contrasto all’azione del vento (a esempio l’elemento di supporto), mediantedistacco dell’asta di fissaggio dall’elemento portante/elemento di contrasto:

- per estrazione della sola asta del fissaggio, dovuta al superamento delvalore di pull-out;

- per svitamento del fissaggio dovuto ad azione pulsante del vento sullamembrana;

3) la giunzione tra membrane:

- per apertura del giunto di sovrapposizione tra membrane;

4) la membrana:

- per rottura della membrana attorno alla placchetta (sbottonamento);

- per distacco della membrana impermeabilizzante dalla placchetta.

- per lacerazione della membrana in corrispondenza del fissaggio.

Vincoli

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sistema di vincolo meccanico: sistema che permette di contrastare l’azione del ventotramite fissaggi puntuali o lineari vincolati a un supporto resistente all’azione del vento.Esso è generalmente composto da un’asta di fissaggio con o senza tassello e da unaplacchetta o un manicotto.

Il sistema di vincolo meccanico può essere:

• di tipo passante attraverso l’elemento di tenuta;

• di tipo non passante, a induzione.

Il sistema di vincolo per induzione è ottenuto mediante adesione per saldatura dellamembrana impermeabilizzante alla superficie superiore della placchetta di fissaggio,opportunamente trattata e vincolata all’elemento che può sopportare l’azione del vento.

Tipologia vincoli meccanici

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18Tipologia vincoli meccanici

passante non passante, a induzione

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Il numero di fissaggi per unità di superficie è determinabile secondo la seguente formula [1]:

n = Fw / Wadm

dove:

Fw è l’azione del vento di progetto per unità di superficie, generalmente valutata inNewton al metro quadrato (N/m2);

Wadm è il valore di resistenza di progetto all'azione del vento del sistema composto dallamembrana, dal fissaggio e dal supporto, individuabile secondo quanto indicato al punto5.1.4 della ETAG006 (corrispondente anche a Wcorr, così come indicato al punto 10.1 dellaEN 16002, diviso 1.5).

Fermo restando quanto risultante dalla formula, il numero minimo di fissaggi permembrane impermeabilizzanti, per metro quadrato, deve essere pari a TRE per le zoned’angolo, DUE per le fasce perimetrali e UNO per le zone centrali.

Metodo di calcolo base per elemento di tenuta

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Qualora non fosse possibile effettuare il calcolo secondo il primo metodo, è necessarioutilizzare una membrana flessibile per impermeabilizzazione con una resistenza alacerazione sia longitudinale che trasversale pari a 150 N (EN 12310-1 o EN 12310-2 aseconda del tipo di membrana) e considerare un valore di resistenza all’azione del ventodi ogni fissaggio pari al minore fra il valore di 400 N e il valore di resistenza a estrazionedel fissaggio meccanico dal supporto, secondo la formula seguente:

n = Fw / [min (400 N, Fadm)]

dove:

Fw è l’azione del vento di progetto per unità di superficie, generalmente valutata inNewton al metro quadrato (N/m2);

Fadm è il valore di resistenza a estrazione di progetto del supporto del sistema, così comedefinito al punto 8 della norma.

Fermo restando quanto risultante dalla formula, il numero minimo di fissaggi per membraneimpermeabilizzanti, per metro quadrato, deve essere pari a TRE per le zone d’angolo, DUEper le fasce perimetrali e UNO per le zone centrali.

Metodo di calcolo semplificato per elemento di tenuta

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Il metodo di calcolo definisce il numero di fissaggi meccanici necessari per fissare unelemento termoisolante o un elemento termoisolante preaccoppiato a un elementodi tenuta, mediante fissaggio meccanico, all’elemento portante/strato di supporto, nelcaso in cui la resistenza all’estrazione da vento sia conferita al sistema dall'elementotermoisolante medesimo.

Il numero di fissaggi per unità di superficie è il seguente:

n = Fw / [min(TR/1.5; Fanch/1.5; Fadm, Fover/1.5)]

dove:

Fw è l’azione del vento per unità di superficie;

TR è il valore di resistenza a trazione perpendicolare alle facce dell’elementotermoisolante in accordo alla EN 1607;

Fanch è il valore di resistenza allo strappo dell’elemento termoisolante attraverso iltassello in accordo alla EN 16382 (pull through);

Fadm è il valore caratteristico della resistenza a estrazione del fissaggio meccanico dalsupporto;

Fover è il valore caratteristico della rottura del fissaggio per cedimento della placca o delmanicotto. La misura di pull over è realizzata in accordo alle linee guida ETAG006 oppurepuò derivare da prove e relative dichiarazioni del fornitore.

Metodo di calcolo per elemento termoisolante

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Il numero minimo di fissaggi risultante dal metodo analitico devesoddisfare quanto previsto di seguito allo scopo di garantire la stabilitàdimensionale del sistema elemento termoisolante/elemento di tenuta infunzione del tipo di configurazione prevista.

Vincoli progettuali

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Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili posato inaderenza (termofusione, autoadesione o incollaggio a freddo o a caldo) senzaprotezione pesante fissa superiore su pannelli termoisolanti vincolatimeccanicamente

Il minimo numero di fissaggio/pannello o parti separate di pannello termoisolante è ilseguente:

• per pannello con superficie ≤ 0,20 m2 = 1 fissaggio/pannello (fissaggio incorrispondenza del centro);

• per pannello con superficie > 0,20 m2 e < 0,40 m2 = 2 fissaggi/pannello (fissaggio incorrispondenza di due angoli opposti);

• per pannello con superficie ≥ 0,40 m2 e < 1,00 m2 = 4 fissaggi/pannello (fissaggio incorrispondenza dei quattro angoli opposti);

• per pannello con superficie ≥ 1,00 m2 e < 1,80 m2 = 5 fissaggi/pannello (fissaggio incorrispondenza dei quattro angoli e al centro);

• per pannello con superficie ≥ 1,80 m2 e < 2,00 m2 = 6 fissaggi/pannello (fissaggio incorrispondenza dei quattro angoli, al centro dei due lati lunghi oppure al centro deipannelli);

• per pannello o parti di esso con superficie ≥ 2,00 m2 e < 3,00 m2 = 8 fissaggi/pannello(fissaggio in corrispondenza dei quattro angoli, al centro dei due lati lunghi e al centrodei pannelli).

Vincoli progettuali

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Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili posato inaderenza (termofusione, autoadesione o incollaggio a freddo o a caldo) senzaprotezione pesante fissa superiore su pannelli termoisolanti vincolatimeccanicamente

Vincoli progettuali

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NOTA 1 - Nella scelta del numero minimo di fissaggi è necessario tenere presente cheall’aumentare della superficie del pannello termoisolante aumentano lemobilità differenziali igrotermiche in corrispondenza dei giunti e, diconseguenza, devono essere esaminate le interazioni con la membranaimpermeabile. Il vincolo per adesione è maggiormente in grado distabilizzare i pannelli termoisolanti.

NOTA 2 - Nello schema geometrico di posizionamento dei fissaggi non vengonoriportati i pannelli con superficie superiore a 3 m2; nel caso fossero utilizzatidovrà essere previsto un numero di fissaggi ≥ 3/m2 (sempre posizionati sugliangoli e centralmente rispetto alla superficie del pannello).

NOTA 3 - I pannelli che presentino una attitudine alla deformazione rispetto al propriopiano principale (imbarcamento), dovuti a meccanismi igrotermici, devonoessere stabilizzati. La stabilizzazione, quindi, può comportare un numero difissaggio superiore a quelli strettamente connessi alle necessità in termini diresistenza all’azione del vento.

Vincoli progettuali

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Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili in bitumepolimero posato in aderenza (termofusione, autoadesione, incollaggio a freddo o acaldo) con protezione pesante fissa su pannelli termoisolanti vincolatimeccanicamente

Il numero minimo di fissaggi di stabilizzazione per pannello o sue parti è il seguente:

• per pannello con superficie ≤ 0,40 m2 = 1 fissaggio/pannello o parti (fissaggio incorrispondenza del centro);

• per pannello con superficie > 0,40 m2 e ≤ 1,20 m2 = 2 fissaggi/pannello o parti(fissaggio in corrispondenza di due angoli opposti);

• per pannello con superficie > 1,20 m2 e ≤ 2,20 m2 = 3 fissaggi/pannello o parti(fissaggio in corrispondenza di due angoli opposti, rispetto a un lato lungo, al centro,sul bordo del lato lungo opposto);

• per pannello con superficie > 2,20 m2 e ≤ 3,00 m2 = 5 fissaggi/pannello o parti(fissaggio in corrispondenza dei quattro angoli e al centro).

NOTA 1 - Per pannelli con superficie superiore a 3 m2, si dovrà prevedere un numerodi fissaggi ≥ 2/m2

NOTA 2 - Per i sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane sintetiche,con protezione pesante mobile o fissa non viene prescritto un numerominimo di fissaggi dei pannelli, in quanto gli stessi potrebbero essere posatianche in totale indipendenza.

Vincoli progettuali

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Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili in bitume polimeroposato in aderenza (termofusione, autoadesione, incollaggio a freddo o a caldo) conprotezione pesante fissa su pannelli termoisolanti vincolati meccanicamente

Vincoli progettuali

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Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili posato confissaggio meccanico senza protezione pesante fissa o mobile superiore

Il minimo numero di fissaggio di stabilizzazione per pannello o parti separate di pannello (ifissaggi meccanici della membrana andranno a integrare quelli dei pannelli) è il seguente:

• per pannelli con superficie ≤ 0,40 m2 = 1 fissaggio/pannello (fissaggio incorrispondenza del centro);

• per pannelli con superficie > 0,40 m2 e ≤ 1,20 m2 = 2 fissaggi/pannello (fissaggio incorrispondenza di due angoli opposti);

• per pannelli con superficie > 1,20 m2 e ≤ 2,20 m2 = 3 fissaggi/pannello (fissaggio incorrispondenza di due angoli opposti, rispetto a un lato lungo, al centro e sul bordo dellato lungo opposto);

• per pannelli con superficie > 2,20 m2 e ≤ 3,00 m2 = 5 fissaggi/pannello (fissaggio incorrispondenza dei quattro angoli e al centro).

NOTA 1 - Non si prendono in considerazione pannelli con superficie superiore a 3 m2,nel caso fossero utilizzati dovrà essere previsto un numero di fissaggi ≥2/m2

Vincoli progettuali

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Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili posato confissaggio meccanico senza protezione pesante fissa o mobile superiore

Vincoli progettuali

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Una delle principali problematiche insite nel calcolo del numero di fissaggi risiede nel fattoche il supporto sul quale essi sono ancorati ha caratteristiche variabili sia in termini diomogeneità locale sia in relazione a differenti modalità di esecuzione.

A tal fine si possono avere due casistiche:

1. si conosce il valore di estrazione caratteristico della specifica tipologia di fissaggiomeccanico rispetto allo specifico supporto: è di conseguenza utilizzato tale valore nellaformula [1] (vedi a esempio ETA specifico del fissaggio);

2. non si conosce il valore di estrazione caratteristico della specifica tipologia di fissaggiomeccanico rispetto allo specifico supporto: deve essere effettuato un campionamentomediante prova cosiddetta di pull-out. Il numero minimo di prove da effettuare, distribuiteomogeneamente su tutta la superficie, per ogni zona con elementi resistenti differenti e susupporto completamente maturato, deve essere pari almeno a:

• 4 prove per superficie inferiore ai 1000 m2;

• 6 prove per superficie maggiore ai 1000 m2 e inferiore ai 2000 m2;

• 8 prove per superficie maggiore o uguale ai 2000 m2.

Come minimo il 50% delle prove deve essere effettuato nelle zone d’angolo e nelle fasceperimetrali.

Il supporto strutturale

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I risultati ottenuti devono essere utilizzati secondo quanto previsto nella seguente formula:

dove:

Fadm è il valore di estrazione di progetto per fissaggio (admissible design load);

X è il valore medio dei risultati delle prove a estrazione;

V è il coefficiente di sicurezza che è pari a:

•2,0 per supporti di acciaio

•2,5 per supporti in legno e alluminio

•3,0 per calcestruzzo (compreso calcestruzzo aerato o alleggerito).

È importante che sia definita la profondità di fissaggio nel materiale che costituisce a tuttigli effetti il vincolo resistente al vento, essendo questa una caratteristica essenziale per ilvalore di estrazione.

In fase esecutiva è opportuno accertarsi, mediante opportuno campionamento,dell’effettiva profondità di fissaggio nelle varie zone della copertura.

Il supporto strutturale

Fadm = X / v

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Vincolo meccanico dell’elemento termoisolante

Nel caso di vincolo meccanico, il sistema di fissaggio (placchetta/manicotto - tassello/astadi fissaggio o per induzione), posto al di sotto dell'elemento di tenuta, deve possederecaratteristiche tali da non danneggiare il sovrastante elemento di tenuta, in tutte lecondizioni di carico d'esercizio previste. In particolare, l’elemento di tenuta non devepotere essere danneggiato dal sistema di vincolo per azioni dovute al pedonamento dioperatori sia in fase di esecuzione che di manutenzione.

In presenza di elemento termoisolante deformabile è necessario l'impiego di fissaggi conplacchetta vincolata sotto testa o l'utilizzo di fissaggi meccanici composti di vite -manicotto in modo da evitare il rischio di punzonamento dell'elemento di tenutasoprastante da parte dell'asta del fissaggio.

Tale precauzione è necessaria nel caso di utilizzo di elementi termoisolanti che nongarantiscano adeguate prestazioni:

•stabilità fisico chimica geometrica alle condizioni termoigrometriche di esercizio;

•resistenza a compressione al 10% della deformazione (EN 826), misurata su elementiisolanti semplici o compositi, maggiore o uguale a 150 KPa su superfici calpestabili infase di esecuzione e/o esercizio, cioè con pendenza inferiore o uguale a 40°.

Diversamente sarà necessario utilizzare fissaggi a placchetta vincolata sotto testa o confissaggi meccanici composti da vite – manicotto.

Ulteriori indicazioni progettuali

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Vincolo meccanico dell’elemento termoisolante

Inoltre:

•la placchetta/manicotto deve essere nervata o comunque dotata di rigidità tale da evitaresue deformazioni e comprimere l'elemento termoisolante penetrandolo leggermente. Latipologia della placchetta dipende dal tipo di elemento da vincolare: è necessarioverificare la documentazione tecnica dello specifico prodotto;

•l'elemento di collegamento (placchetta/tassello), a corpo composito o a corpo unico,deve essere configurato in modo tale da non danneggiare il sovrastante elemento ditenuta in tutte le condizioni di carico d'esercizio previsto;

•il sistema di fissaggio, in tutte le sue componenti, deve essere compatibile con glielementi o strati con cui può venire a contatto e con la metodologia di posa dell’elementodi tenuta;

•il bordo della placchetta deve essere sempre posizionato a una distanza minima di 5 cmdall'accostamento degli elementi termoisolanti;

•particolare cura deve essere posta nella scelta del materiale termoisolante, in particolareriguardo la sua stabilità dimensionale nelle condizioni termoigrometriche previste dalprogetto e in esercizio (stabilità dimensionale e deviazione della planarità) rispetto allanormativa EN 825, con deviazione massima della planarità pari a 5 mm per superficidell'elemento termoisolante inferiori a 0,75 m2 e 10 mm per superfici dell'elementotermoisolante superiori a 0,75 m2.

Ulteriori indicazioni progettuali

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Vincolo meccanico dell’elemento di tenuta

La dimensione delle giunzioni dei teli deve essere maggiorata, rispetto alla larghezzarichiesta per la corretta saldatura, della dimensione della placchetta e, in ogni caso, dialmeno 20 mm.

Il bordo della placchetta deve essere comunque posizionato distanziato dal bordo del telodi almeno 10 mm.

La superficie della placchetta/manicotto deve essere di almeno 14 cm2.

Inoltre:

• nel caso di elemento di tenuta posizionato in doppio strato o più strati, nellametodologia di fissaggio meccanico puntuale, è necessario ricoprire mediante unfazzoletto di materiale di tenuta il fissaggio stesso, posizionato a livello del primostrato, per ristabilirne la tenuta all’acqua;

• in corrispondenza dei perimetri interni ed esterni della copertura e in corrispondenzadei corpi emergenti, al piede dei risvolti verticali, l’eventuale fissaggio meccanico puòessere realizzato in orizzontale o verticale mediante elementi di fissaggio puntiformi obarre preforate, posizionati a diretto contatto con la linea di cambio di direzione.

• la distanza minima fra l’asse dei fissaggi di ogni singola fila non deve essere minore di12 cm.

Ulteriori indicazioni progettuali

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Posa delle membrane dell’elemento di tenuta, in senso ortogonale alla direzione di posa(con sfalsamento a quinconce) dei pannelli termoisolanti di forma rettangolare, posati indoppio strato, con sfalsamento sugli accostamenti tra uno strato e l’altro

Ulteriori indicazioni progettuali