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Travi PREM con fondello in calcestruzzo

Descrizione ed evoluzione

Alle travi con fondello in acciaio, cioè al modello originario, si affiancò, alla fine degli anni ’70 per intuizione progettuale dell’Ing. Livio Izzo, un modello di travi che, al posto del piatto inferiore, aveva un fondello in calcestruzzo e correnti di sezione circolare: nella terminologia di Assoprem si tratta della Trave PREM modello a2.

La finalità era una Resistenza al fuoco nativa ma questa morfologia si diffuse rapidamente, fino a surclassare la morfologia originaria, solo dopo il varo della L. 818/84 (di Prevenzione Incendi) che rese stringente e cogente questo requisito.

Fra gli anni ’80 e ’90, poi, la Trave PREM a2 ebbe un’evoluzione materica: fu introdotto sul mercato l’acciaio FeB44k SALDABILE ed alcuni produttori, la S.D. Srl in primis, pensarono di sostituire i tondi in acciaio da carpenteria con tondi da cemento armato che presentavano due vantaggi: avevano una resistenza maggiore ed una aderenza al calcestruzzo nativa, non meccanica.

L’apice di questo sviluppo si ebbe quando l’Ing. Izzo introdusse il traliccio con “puntoni verticali” (anziché obliqui come i tiranti) che aveva parecchi vantaggi:

  • in prima fase, il puntone verticale è più corto, quindi risente meno del fenomeno dell’instabilità;
  • in seconda fase si instaura un meccanismo di Morsch con una biella (puntone) di calcestruzzo e due ordini di tiranti, un ordine verticale, come le staffe classiche da cemento armato ed uno obliquo come le staffe inclinate o i ferri piegati;
  • l’elemento verticale, che in seconda fase risulta in trazione, eredita una vera e propria precompressione dalla prima fase sviluppando una extra resistenza;
  • qualunque sezione di Ritter taglia almeno un elemento in trazione per cui la fessurazione da taglio è presidiata efficacemente.

In poche parole, nella fase di esercizio della b2, entrambi gli elementi che compongono l’anima lavorano in trazione con la compressione che viene garantita dal calcestruzzo mentre, nella fase di esercizio della a2, solo uno dei due elementi d’anima lavora in trazione perché la compressione non può essere garantita dal cls (per normativa) ma deve essere garantita dall’elemento d’anima inclinato in maniera speculare al tirante (cfr. “Come si progetta al taglio una trave PREM?”).

La precedente Trave PREM a2 ebbe quindi una naturale evoluzione nella Trave PREM b2, cioè ancora col fondello in calcestruzzo prefabbricato ma con armatura del traliccio in acciaio nervato da cemento armato (b come beton).

Progettazione

Travi PREM a2
Per appartenere alla Categoria delle Travi Miste Acciaio Calcestruzzo le Travi PREM devono ottemperare a tutte le prescrizioni del cap. 4.3 delle NTC, in particolare:

  1. Tutte le armature devono essere di acciaio da carpenteria.
  2. Devono esistere connessioni meccaniche al fine di impedire lo scorrimento fra cls ed acciaio (non c’è aderenza).
  3. La resistenza a taglio, anche nella seconda fase, è conseguita dalla sola armatura in acciaio (cioè non si innesca il meccanismo di Morsch). In pratica rimane il funzionamento di traliccio in acciaio come in prima fase.
  4. La Resistenza al fuoco si ottiene con un adeguato copriferro.

Travi PREM b2
Per appartenere alla Categoria delle Travi in Calcestruzzo armato le Travi PREM devono ottemperare a tutte le prescrizioni del cap. 4.1 delle NTC, in particolare:

  1. Tutte le armature devono essere di acciaio da calcestruzzo armato.
  2. Devono essere composte almeno da due tralicci.
  3. Devono essere rispettati i copriferri e gli interferri del cemento armato.
  4. La resistenza a taglio di seconda fase è presidiata dal meccanismo di Morsh.
  5. La Resistenza al fuoco si ottiene con un adeguato copriferro.

Ambito applicativo ottimale

*) Resistenza al fuoco nativa – Questo requisito è presidiato con lo stesso approccio del c.a..
*) Categoria strutturale coerente col telaio – In un telaio in c.a. si applica naturalmente la Trave PREM b2 ed in un telaio in acciaio la Trave PREM a2.

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Produzione

I requisiti normativi e le certificazioni necessari per la progettazione di Travi PREM dipendono dalla Categoria Strutturale delle stesse [“b” (beton = cls) oppure “a” (acciaio)].

Travi PREM a2

Di Categoria Strutturale mista acciaio-cls e fondello Prefabbricato in cls

1) Classificazione Strutturale – Le travi PREM di categoria a) devono essere progettate in osservanza ad una “Classificazione” nella Categoria Strutturale a), rilasciata dal Servizio Tecnico Centrale del C.S.LL.PP. allo specifico produttore, secondo la procedura prevista dalle “Linee Guida per l’utilizzo di travi tralicciate in acciaio conglobate nel getto di calcestruzzo collaborante e procedure per il rilascio dell’autorizzazione all’impiego”.

2) Requisiti Nazionali per la Produzione – Come prescritto dall’STC, all’atto della Classificazione, i tralicci delle travi PREM di categoria a) devono essere prodotti in un Centro di Trasformazione acciaio per carpenteria metallica e acciaio da cemento armato dotato di Attestato di avvenuta dichiarazione di attività, rilasciato dal STC del C.S.LL.PP. secondo le NTC 2008 e 2018 §11.3.1.7., e certificato sia ai sensi della Norma UNI EN ISO 9001 che della Norma UNI EN ISO 3834 mentre il fondello di calcestruzzo deve essere prodotto in uno stabilimento (Qualificato dal STC del CSLLPP ai sensi del § 11.8.4.1. solo per le NTC 2008) certificato ai sensi della Norma UNI EN ISO 9001. Fra i requisiti del Centro di Trasformazione Acciaio, per la certificazione UNI EN ISO 3834, dovranno essere presenti ed esibite, per ciascuna tipologia di unioni saldate previste per le Travi PREM ivi prodotte, sia la specifica progettazione esecutiva, con dimensionamento dei cordoni di saldatura, che le relative WPQR e WPS. Inoltre, sempre come prescritto dall’STC all’atto della Classificazione, la produzione di tutte le Categorie Strutturali di Travi PREM deve avvenire, in regime di produzione occasionale. Ciò implica [rif. NTC 2008 e 2018 § 4.1.10.3 (ripresi nel § 11.3.1.7 per i Centri di Trasformazione Acciaio)] che “I componenti prodotti negli stabilimenti permanenti devono essere realizzati sotto la responsabilità di un Direttore Tecnico del Centro di Trasformazione e di un Direttore Tecnico dello Stabilimento di Prefabbricazione, dotati di adeguata abilitazione professionale, che assumono le responsabilità proprie del Direttore Lavori. I componenti di produzione occasionale devono inoltre essere realizzati sotto la vigilanza del Direttore dei lavori dell’opera di destinazione”. Travi PREM SD a2 1.3.3 Pre-Requisiti Europei per la Produzione Le Travi PREM di Categoria a), in quanto elementi strutturali di carpenteria metallica, sono soggette anche alle norme di prodotto armonizzate UNI EN 1090-1 in regime di marcatura CE. Quindi il Produttore deve avere una Certificazione di FPC rilasciata da un Organismo Notificato. Le tolleranze di produzione e montaggio devono quindi essere conformi alle norme UNI EN 1090-2 Allegato D1, per le tolleranze essenziali, e Allegato D2 per le tolleranze funzionali. Tutte le Prescrizioni di Produzione e le relative tolleranze devono essere disponibili agli aventi causa come i Certificatori, i DL ed i Collaudatori.

Travi PREM b2

Di Categoria Strutturale c.a. e fondello Prefabbricato in cls

1) Classificazione Strutturale – Le travi PREM di categoria b) devono essere progettate in osservanza ad una “Classificazione” nella Categoria Strutturale b), rilasciata dal Servizio Tecnico Centrale del C.S.LL.PP. allo specifico produttore, secondo la procedura prevista dalle “Linee Guida per l’utilizzo di travi tralicciate in acciaio conglobate nel getto di calcestruzzo collaborante e procedure per il rilascio dell’autorizzazione all’impiego”.

2) Requisiti Nazionali per la Produzione – Come prescritto dall’STC, all’atto della Classificazione, i tralicci delle travi PREM di categoria b) devono essere prodotti in un Centro di Trasformazione acciaio per armature da cemento armato dotato di Attestato di avvenuta dichiarazione di attività, rilasciato dal STC del C.S.LL.PP. secondo le NTC 2008 §11.3.1.7., e certificato sia ai sensi della Norma UNI EN ISO 9001 che delle norme UNI EN ISO 3834 ed UNI EN ISO 17660-1, mentre il fondello di calcestruzzo deve essere prodotto in uno stabilimento (Qualificato dal STC del CSLLPP ai sensi del § 11.8.4.1. solo per le NTC 2008-2018) certificato ai sensi della Norma UNI EN ISO 9001. Fra i requisiti del Centro di Trasformazione Acciaio, per le certificazioni UNI EN ISO 3834 e UNI EN ISO 17660-1, dovranno essere presenti ed esibite, per ciascuna tipologia di unioni saldate previste per le Travi PREM ivi prodotte, sia la specifica progettazione esecutiva, con dimensionamento dei cordoni di saldatura, che le relative WPQR e WPS. Inoltre, sempre come prescritto dall’STC all’atto della Classificazione, la produzione di tutte le Categorie Strutturali di Travi PREM deve avvenire, in regime di produzione occasionale. Ciò implica [rif. NTC 2008 e 2018 § 4.1.10.3 (ripresi nel § 11.3.1.7 per i Centri di Trasformazione Acciaio)] che “I componenti prodotti negli stabilimenti permanenti devono essere realizzati sotto la responsabilità di un Direttore Tecnico del Centro di Trasformazione e di un Direttore Tecnico dello Stabilimento di Prefabbricazione, dotati di adeguata abilitazione professionale, che assumono le responsabilità proprie del Direttore Lavori. I componenti di produzione occasionale devono inoltre essere realizzati sotto la vigilanza del Direttore dei lavori dell’opera di destinazione”.

3) Requisiti Europei per la Produzione – Le Travi PREM di Categoria b), in quanto elementi strutturali prefabbricati lineari, sono soggette anche alle norme di prodotto armonizzate UNI EN 13225 in regime di marcatura CE. Quindi il Produttore deve avere una Certificazione di FPC rilasciata da un Organismo Notificato. Le tolleranze di produzione e montaggio devono quindi essere conformi alle norme UNI EN 13225. Tutte le Prescrizioni di Produzione, e le relative tolleranze, devono essere rese disponibili agli aventi causa come i Certificatori, i DL ed i Collaudatori.

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