In questa guida troverai:

• Relazione tecnico – strutturale pareti bordo vasca con elementi EASYBLOK;
• Linee guida per il dimensionamento strutturale;
• Linee guida per la corretta messa in opera: blocchi, armatura e getto.

N.B. = Relazione Tecnico Strutturale edita dall'Ufficio Tecnico di Zavatti Shop

Aggiornata in ogni sua parte in seguito all'entrata in vigore del D.M. 14 gennaio 2008, essa vuole essere un valido supporto tecnico alla fornitura e realizzazione della " piscina in polistirolo ". Non si tratta di uno strumento progettuale completo né tanto meno lo sostituisce in quanto obbligatorio per legge.

Gli elementi EASYBLOK sono realizzati in EPS, ovvero polistirene espanso sinterizzato, mediante un procedimento industrializzato che garantisce all’elemento omogeneità di materiale e di dimensioni, caratteristiche fondamentali per le applicazioni che tale prodotto trova sul mercato. Si dice volgalmente piscina polistirolo sì, ma parliamo di un materiale davvero resistente e indicato per la realizzazione di queste strutture.

Il polistirene espanso sinterizzato ha generalmente massa volumica compresa fra 10 e 40 Kg/m3, ed e quindi mediamente costituito dal 98% di aria e solo dal 2% di materiale strutturale di puro idrocarburo. Oltre al vapore acqueo, per la produzione del polistirene espanso viene usato solo il pentano, che al termine del processo di espansione evapora.
Non vengono usati, né mai sono stati usati, i clorofluorocarburi -CFC- dannosi per la fascia di ozono che circonda la nostra atmosfera. Ne discende quindi come il peso di ogni singolo elemento e davvero irrisorio. Non è pero cosi per la rigidezza (ed indirettamente la resistenza). Infatti, le nervature ricavate all’interno offrono un’ottima rigidezza e compattezza del prodotto. Ciò permette maneggevolezza e rapidità di posa e basso rischio di danneggiamento e svergolamento degli elementi.

Attualmente l'azienda dispone dei seguenti elementi EASYBLOK per piscina a Skimmer:

• ELEMENTO RETTILINEO 1250 X 250 X h300 mm;
• ELEMENTO RETTILINEO 1250 X 250 X h250 mm;
• ELEMENTO CURVABILE (raggi h300: 0 ・ 1,5 ・ 2 ・ 2,5 ・ 3 - raggi h250: 0 ・ 1,5 ・ 2 ・ 2,5).

Come è palese intuire, piscine con bordo vasca rettilineo sono facilmente componibili, a maggior ragione se le dimensioni sono multipli di 1250 mm.
Ciò comporta oltre che un notevole risparmio di tempo, una maggiore omogeneità della parete con blocchi tutti perfettamente incastrati tra loro.
L’assemblaggio degli elementi e eseguito attraverso giunti maschio/femmina opportunamente ricavati sia sulle pareti orizzontali che su quelle verticali. Nel primo caso ne discende una maggior stabilità dell'elemento alle azioni orizzontali, mentre le prominenze verticali permettono al cassero di lavorare correttamente alle azioni di taglio sia in fase di getto che di maturazione del conglomerato cementizio.
All’interno è stata ricavata una sezione ad H che consente al calcestruzzo di scorrere all'interno del cassero e tra le barre di armatura creando un reticolo in calcestruzzo armato composto da montanti e traversi. Con il cassero curvo il reticolo non subisce alcuna variazione dimensionale e viene proiettato su una superficie curva che può essere concava oppure convessa. In questi ultimi due casi la rigidezza della struttura subisce un notevole aumento per effetto forma.
Le facce laterali parallele al lato lungo sono perfettamente lisce al fine di permettere una perfetta aderenza del telo impermeabile, che viene successivamente posato.

Le pareti bordo vasca vengono realizzate utilizzando gli elementi EASYBLOK come cassero atto a contenere il calcestruzzo in fase di getto. Infatti, a maturazione avvenuta, esse non svolgono più alcuna funzione statica essendo di gran lunga meno rigide e comunque non collegato al conglomerato.
Detto ciò è bene ricordare che le pareti bordo vasca realizzate con il metodo qui proposto sfruttano gli elementi EASYBLOK come cassero a perdere e l’organismo strutturale e a tutti gli effetti una struttura in calcestruzzo armato.
La scelta di utilizzare un cassero a perdere deriva principalmente dalle tempistiche sempre più ridotte che ad oggi si hanno; infatti non occorre più attendere i classici 28 giorni per la maturazione del calcestruzzo prima di procedere con le operazioni di disarmo.
Non meno importante e l'aspetto della pulizia del cantiere e delle attrezzature da utilizzare. Con la scelta del cassero a perdere si può dire che gli attrezzi necessari si riducono a poche unità, con costi di gestione altamente ridotti e rischi per gli operatori nettamente inferiori.
Infine, l’utilizzo del cassero a perdere in EPS costituisce una coibentazione per il calcestruzzo che all’interno del cassero, maturando, produce calore di idratazione. Un buon isolamento permette di ridurre al minimo il gradiente termico tra il cuore della parete e l’esterno e riducendo così la fessurazione di origine termica.

Presentato il prodotto sotto l'aspetto tecnico, e bene richiamare ora i principali punti che ne contraddistinguono l'uso.

LEGGEREZZA - MANEGGEVOLEZZA – MODULARITÀ
Il cassero EASYBLOK consente la realizzazione di pareti in calcestruzzo armato in totale sicurezza, senza correre rischi che compromettano la salute degli operatori. I carichi trasmessi alla fondazione sono piuttosto contenuti e ciò comporta la possibilità di contenere le dimensioni e l'armatura della stessa. Meno materiale non significa minor resistenza, bensì un miglior utilizzo delle sue proprietà meccaniche.
Le piscine bordo vasca realizzate con elementi EASYBLOK sono facili e veloci da realizzare, economiche perché riducono i tempi, la manodopera e l'attrezzatura.
La standardizzazione delle misure consente di fare riferimento a pochi elementi costruttivi e nel contempo, se combinati correttamente, di realizzare un’infinità di forme e disegni.
L’offerta di Zavatti Shop è all’avanguardia sotto questo aspetto perché sfrutta l’economicità e le tempistiche nel rispetto delle disposizioni in materia di sicurezza nei luoghi di lavoro.

VELOCITÀ DI ESECUZIONE – ECONOMICITÀ
Con gli elementi EASYBLOK e possibile realizzare piscine di ogni profondità in un tempo decisamente contenuto. Il cassero a perdere è facilmente componibile per via della sua leggerezza, resiste efficacemente alle azioni indotte dalle operazioni di getto e costituisce un’ottima superficie su cui posare il telo impermeabile.
Paragonando queste operazioni ad una vasca gettata in opera occorrerebbe tenere in conto del tempo di maturazione del calcestruzzo prima del disarmo, delle operazioni di revisione e rasatura della parete grezza in calcestruzzo nonché di tutta l’attrezzatura necessaria a realizzare il cassero per il contenimento del getto. A conti fatti, le pareti bordo vasca con elementi EASYBLOK, vantano una riduzione di più del 50% sulle tempistiche d’intervento e la totale eliminazione di tavole, pannelli, distanziali e quant’altro di necessario a realizzare una parete in calcestruzzo armato.

Secondo le NTC, “La vita nominale di un’opera strutturale VN è intesa come il numero di anni nel quale la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve poter essere usata per lo scopo al quale è destinata.”

Per quanto riguarda la classe d’uso le norme tecniche per le costruzioni prevedono quattro diverse classi in funzione della destinazione d’uso dell’edificio. La classificazione è in ordine crescente dall’edificio meno importante in classe d’uso I a quello strategico che richiede la più alta attenzione, posto in classe d'uso IV.
Quanto sopra presentato, oltre ad essere un utile modo per classificare l’edificio che ci si accinge a progettare, e di particolare utilità per calcolare il periodo di riferimento VR nel momento in cui si debba valutare l'azione sismica sula costruzione. Infatti:

VR = VN ・ CU

A tal proposito si ritiene interessante riportare una tabella di calcolo del periodo di riferimento VR, tenendo presente che se VR < 35 anni, si assume comunque VR = 35 anni.

Per strutture con vita nominale di 10 anni, qualsiasi sia la classe d’uso, il periodo di riferimento viene preso pari a 35 anni. Le NTC precisano però che, in zona sismica, se l’edificio in esame presenta una vita nominale inferiore ai due anni, allora e possibile soprassedere alle verifiche strutturali.

La progettazione strutturale odierna si basa sul metodo di calcolo semi-probabilistico agli Stati Limite. Secondo il D.M. 14 Gennaio 2008 (in seguito chiamato Norme tecniche per le costruzioni NTC) “si definisce Stato limite la condizione superata la quale l'opera non soddisfa più le esigenze per le quali e stata progettata”.
Le Norme Tecniche per le Costruzioni, armonizzate con gli Euro-codici, propongono due tipi di Stati Limite che, in via del tutto semplicistica, monitorizzano la struttura in due momenti diversi della sua vita; uno stato limite comune per tutti i giorni e chiamato Stato Limite di Esercizio (abbreviato SLE) mentre un secondo più raro e decisamente più importante è chiamato Stato Limite Ultimo (abbreviato SLU).
L'obbiettivo principale che il progettista strutturale deve perseguire e che le opere devono poter possedere i seguenti requisiti:

• Sicurezza nei confronti di stati limite ultimi: ovvero la capacita di evitare crolli e dissesti gravi che possono compromettere l’incolumità delle persone. Il superamento di uno SLU ha carattere irreversibile.
• Sicurezza nei confronti di stati limite di esercizio: ovvero la capacita di garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio. Il superamento di uno SLE può avere carattere reversibile o irreversibile.
• Robustezza nei confronti di azioni eccezionali: ovvero la capacita di evitare danni sproporzionati rispetto all’importanza delle cause innescanti, quali ad esempio gli incendi, le esplosioni, gli urti, ecc.

Le NTC prevedono una nuova classificazione sismica del nostro Paese. La prima grossa novità e che tutta l’Italia è divenuta zona sismica. Il territorio nazionale e stato suddiviso in quattro zone a pericolosità sismica decrescente. Il progettista dispone inoltre di un reticolo a maglia piuttosto fitta dove andare a prendere i valori fondamentali per poter eseguire un’analisi modale. Si dispone inoltre di un foglio elettronico, messo a punto dal Servizio Tecnico Centrale, che fornisce gli spettri di risposta rappresentativi delle componenti (orizzontali e verticale) delle azioni sismiche di progetto per il generico sito del territorio nazionale.

Sezionando trasversalmente la parete bordo vasca nella zona del montante si osserva un “sandwich” costituito da due pareti in EPS ed un cuore di calcestruzzo di spessore pari ai rimanenti 165 mm.
Ad esempio nel caso di piscina interrata, la situazione e la seguente:

Nella zona tra un montante e l’altro, l’elemento EASYBLOK presenta un collegamento tra le due pareti esterne riducendo così lo spessore di calcestruzzo e dando vita ad una sezione a forma di H.
Detto questo e palese intuire come ci sia una variazione a livello locale dello spessore di calcestruzzo che costituisce il setto portante.
Ai fini dello studio del comportamento strutturale della parete bordo vasca e bene passare al setto equivalente in calcestruzzo armato sotto le seguenti due ipotesi:

• i traversi forniscono comportamento bidimensionale all’organismo strutturale
• lo scasso presente alle estremità e l’armatura corrente forniscono continuità tra i casseri EASYBLOK

Detto questo è palese intuire come ci sia una variazione a livello locale dello spessore di calcestruzzo che costituisce il setto portante. La dimensione è compresa tra il minimo valore pari a 120 mm nella sezione ad H, ed il massimo valore pari a 165 mm nella sezione trasversale del montante. Ai fini dello studio del comportamento strutturale della parete bordo vasca e bene passare al setto equivalente in calcestruzzo armato sotto le seguenti due ipotesi:

• i traversi forniscono comportamento bidimensionale all’organismo strutturale;
• lo scasso presente alle estremità e l'armatura corrente forniscono continuità tra i casseri EASYBLOK.

In virtù di quanto detto e possibile calcolare lo spessore del setto equivalente da utilizzare nel dimensionamento strutturale operando come segue: 5 montanti 165 x 165 mm = 1 setto 125 x S mm

essendo S lo spessore del setto equivalente si ottiene
s = ( 5 x 165 x 165 ) / 125 = 109 mm

Nelle verifiche strutturali sia a Stato Limite Ultimo che a Stato Limite di Esercizio si utilizzerà il setto equivalente, considerandone il comportamento globale ottenuto da una modellazione tridimensionale agli Elementi Finiti.

Come dice la notazione stessa riportata nelle “Norme Tecniche per le Costruzioni” in seguito nel dettaglio, l’organismo strutturale e una parete sottile debolmente armata. Ciò implica che la quantità di armatura presente all’interno deve essere calcolata con procedimento di calcolo rigoroso che tenga conto di tutti gli aspetti che entrano in gioco. Il risultato è un impiego corretto delle barre di armatura, commisurato alle caratteristiche dell’acciaio, sia in termini di quantità che di qualità.
Con l’ingresso delle Nuove Norme Tecniche per le costruzioni gli acciai da armatura per strutture in calcestruzzo armato sono il B450A ed il B450C. Il primo si ottiene con un processo di laminazione a freddo ed è tipico dei tralicci e delle reti elettro-saldate.
L’acciaio B450C e invece la classica barra d'armatura comunemente nota a tutti ed ottenuta con un processo di laminazione a caldo. La sigla contiene ancora due entità ovvero la lettera B che sta per “Beton” (Calcestruzzo, quindi acciaio per armatura) ed una cifra indicante la tensione di snervamento caratteristica. In sede Europea è stato stabilito che tale valore, in base ad opportune tolleranze che qui si omettono, sia pari a 500 N/mm2, ma per Paesi a forte rischio sismico come l’Italia oppure la Grecia, si è preferito ridurre il valore della resistenza in favore di un aumento della duttilità del materiale.
Circa il posizionamento dell’armatura è noto a tutti che essa vada posta laddove si generano tensioni di trazione nel calcestruzzo. Occorre quindi individuare lo stato tensionale all’interno della struttura e posizionare il rinforzo. Il fatto che la parete sia “sottile” e “debolmente” armata non deve essere sintomo di sfiducia. Infatti per strutture come le pareti bordo vasca le tensioni in gioco sono quasi sempre contenute e questo tipo di soluzione si dimostra efficace sicura ed economica.

Anche in questo caso le Nuove Norme Tecniche per le costruzioni forniscono indicazioni dettagliate ed esaustive circa le proprietà meccaniche, la prescrizione ed il controllo di accettazione del calcestruzzo.
Ai fini del calcolo strutturale, secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni, il calcestruzzo viene classificato secondo la classe di resistenza C X/Y dove:
C = calcestruzzo
X = resistenza cilindrica a compressione caratteristica [ N / mm2 ]
Y = resistenza cubica a compressione caratteristica [ N / mm2 ]

Esistono principalmente due tipi di calcestruzzo, ovvero a miscela progettata ed a prestazione garantita. Quest’ultimo è il tipo maggiormente ricorrente e per il quale, al momento dell'ordinazione vanno indicate le seguenti voci:

• Classe di resistenza
• Classe di consistenza
• Classe di esposizione ambientale
• Diametro massimo dell’aggregato

È quanto mai anacronistico e sbagliato richiedere un calcestruzzo a dosaggio di cemento, in quanto non soltanto dalla quantità del legante dipende la resistenza del conglomerato. Essa infatti è figlia del mix-design, il quale a suo volta deve rispettare le esigenze di cantiere, come la lavorabilità, e la durabilità dell’opera attraverso la classe di esposizione ambientale.
Per le pareti bordo vasca con elementi EASYBLOK sarà molto importante prescrivere un calcestruzzo avente adeguata classe di consistenza per consentire che esso riempia completamente ed omogeneamente le cavità del cassero senza segregare.
Si potrebbe addirittura ipotizzare l’utilizzo di un betoncino, ovvero un calcestruzzo con mix design che utilizzi aggregati di pezzatura più fine in favore per l’appunto di un’ottima lavorabilità. Quanto alla classe di resistenza, essa dovrà essere scelta principalmente tenendo conto della resistenza necessaria ad affrontare le tensioni in esercizio. In questo caso la classe di esposizione ambientale è quanto mai ridotta per via della completa protezione del calcestruzzo interno agli elementi EASYBLOK.

Le pareti bordo vasca realizzate con elementi EASYBLOK gettati in opera sono assimilabili a setti in calcestruzzo armati. Come descritto nelle pagine precedenti, dal punto di vista strutturale, si ha a che fare con una parete sottile debolmente armata.
La parete è un elemento strutturale bidimensionale perché ha due dimensioni nettamente superiori rispetto alla terza. Ne discende un comportamento bidimensionale che permette una miglior distribuzione delle tensioni in esercizio. Non solo, la parete è un elemento strutturale che ha due valori di rigidezza molto diversi tra loro; quella perpendicolare al piano medio oscilla attorno a valori discreti funzione della lunghezza della parete esterna e dell’influenza dell’incastro alle estremità. La rigidezza misurata parallelamente al piano medio e invece caratterizzata da importanti valori che permettono un’ottima gestione delle azioni orizzontali.

Nel caso in esame i carichi statici derivano dal peso proprio della struttura, dal peso del cuneo di spinta del terreno individuato dall’angolo di attrito interno e dal peso dell’acqua contenuta all’interno, quando considerata in condizioni statiche.
Nel caso di piscina interrata, l’azione dominante sarà la spinta del terreno a maggior ragione quando la vasca è vuota per operazioni di manutenzione.
Nel caso invece di piscina fuori terra, l’azione predominante è la spinta idrostatica. In questo caso occorre eseguire un accurato studio della curva delle pressioni andando a determinare le zone di trazione e quelle di compressione, oltre all’equilibrio e la stabilità della parete.

Le azioni dinamiche che possono interessare al caso sono principalmente il sisma e l’acqua presente all'interno della vasca.
Per quanto concerne l’azione sismica, alla luce di quanto riportato precedentemente (al capitolo “L'Italia e zona sismica”), attraverso la zona sismica all’interno della quale ricade il manufatto, le condizioni topografiche, la tipologia di edificio e la sua destinazione d’uso si determina l’entità dell’azione. Lo studio deve essere condotto attraverso un’analisi dinamica modale, prendendo in considerazione tutto l’organismo strutturale. Se la struttura presenta regolarità in pianta ed in elevazione, caso abbastanza raro, e lecito condurre un’analisi statica equivalente. Sempre secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni, a valle dell’analisi strutturale e doveroso condurre un'attenta valutazione dei particolari costruttivi. La realizzazione del manufatto deve seguire scrupolosamente le indicazioni riportate negli elaborati progettuali senza sovradimensionare i singoli elementi. Ciò comporterebbe uno squilibrio nel principio di gerarchia delle resistenze, con un conseguente mal funzionamento degli organi strutturali sotto sisma. Molto importante e altresì lo studio dell'interazione fluido – struttura per la valutazione delle sollecitazioni prodotte dall'acqua contenuta nella piscina.

Lo studio dell’interazione dinamica fluido-struttura e molto complesso e richiede un’analisi approfondita. Infatti quando le pareti delle vasche, sottoposti ad un’eccitazione di tipo sismico, subiscono degli spostamenti, una certa aliquota di liquido partecipa a questo moto, e si muove insieme alle pareti, mentre il pelo libero del liquido oscilla liberamente all'interno delle vasche.
L’oscillazione della superficie libera del liquido e un fenomeno strettamente legato ai rapporti geometrici significativi del serbatoio, in particolare il rapporto tra altezza del liquido e lunghezza della vasca (nella direzione del sisma). La prima aliquota di massa e detta massa impulsiva: essa si muove rigidamente assieme alle pareti della vasca. La seconda aliquota e detta massa convettiva: essa si muove indipendentemente dalle pareti del serbatoio generando il fenomeno cosiddetto dello “sloshing”, ossia l'oscillazione del pelo libero del liquido.
Uno studio rigoroso richiede un metodo razionale basato sulla soluzione delle equazioni idrodinamiche con le opportune condizioni al contorno [EC8]. In alternativa, e possibile adottare un modello semplificato basato su un’analogia meccanica, così come proposto da G.H.Housner [The dynamic behavior of water tanks, contenuto in Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 53, N. 2, pp 381-387, Febbraio 1963].
Si riportano i passi salienti dell’articolo in questione: se un serbatoio contenente un liquido con un pelo libero e soggetto ad un’accelerazione orizzontale del terreno, le forze esercitate dal liquido sulle strutture delle vasche sono di due tipi:

• Primo, quando la parete della vasca accelera, una certa aliquota del liquido e costretta a partecipare al moto, ed esercita sulla parete una forza di tipo inerziale (componente impulsiva). Tale forza e la stessa che produrrebbe una massa M0 collegata rigidamente con le pareti della vasca ad un’altezza h0, cosi come mostrato in figura.
• In secondo luogo, l'accelerazione della parete della vasca provoca delle oscillazioni del pelo libero del liquido, esercitando cosi una certa forza sulle pareti stesse (componente convettiva). Tale forza, secondo il modello di Housner, è la stessa provocata da una massa M1 collegata alle pareti con una molla di rigidezza kc posta ad un'altezza di hc dal fondo vasca.

Per il calcolo e la definizione delle quantità di cui sopra si è fatto riferimento alla norma statunitense ACI 350-3 “Seismic design of liquid-containing concrete structures” emessa dall'American Concrete Institute- Comitato 350.
Per una vasca circolare di diametro D (caso delle piscine a bordo curvo) e un’altezza d’acqua pari ad HL, le quantità di cui sopra possono essere calcolate come segue:

Per una vasca rettangolare di lunghezza L (nella direzione del sisma considerata) e altezza d’acqua HL

L’analisi modale viene quindi effettuata utilizzando tale modello meccanico, prendendo in considerazione un numero di modi di vibrare sufficiente a garantire l’eccitazione di almeno l'85% della massa totale della struttura. Le quantità ottenute (spostamenti nodali) per ciascun modo di vibrare sono composte con il metodo SRSS (Square Root o the Sum of the Squares – radice quadrata della somma dei quadrati).

Per garantire questa condizione occorre prendere in considerazione il concetto di durabilità delle strutture.

Secondo quanto riportato nella EN 206 – 1 e UNI 11104, le classi di esposizione ambientale adottate sono le seguenti:

PLATEA DI FONDAZIONE
XC2 Bagnato, raramente asciutto. Superfici di calcestruzzo a contatto con l’acqua per lungo tempo.

PARETE BORDO VASCA
XC1 Asciutto o permanentemente bagnato. Superfici di calcestruzzo con bassa umidità relativa.

Osservando gli elaborati grafici in allegato e palese intuire come il copriferro dell’armatura metallica sia d’interesse solo per quanto concerne la fondazione, in quanto il calcestruzzo formante la parete bordo vasca è completamente protetto dagli elementi EASYBLOK e dal telo impermeabile utilizzato sulla superficie della vasca.
Detto ciò, si precisa che per quanto riguarda la platea di fondazione, alla luce delle qualità del calcestruzzo riportate in seguito, il copriferro delle strutture metalliche e il seguente:

Cnom = Cmin + Δtoll = 30 + 10 = 40 mm

Dove:

• Cnom valore del copriferro nominale;
• Cmin valore minimo del copriferro da realizzarsi;
• Δtoll tolleranza geometrica e di costruzione da conteggiare per compensare eventuali imprecisioni in fase esecutiva.

Secondo il D.P.R. 380 / 2001 – Art. 53-comma1, la piscina e a tutti gli effetti una struttura in quanto soggetta a carichi che ne richiedono una funzione portante.
Pertanto, la sua costruzione deve avvenire secondo un progetto esecutivo redatto da un tecnico abilitato. L’organismo strutturale che si viene a comporre e costituito dagli elementi di seguito illustrati.

Le fondazioni nascono con la vocazione di trasferire i carichi al terreno su cui si realizza la costruzione. La scelta della tipologia ed il loro dimensionamento deve essere condotto alla luce delle caratteristiche meccaniche del terreno stesso ed in funzione dell'entità dei carichi in gioco.
Generalmente è richiesta la realizzazione di una platea di fondazione che viene fin da subito rifinita mediante apposite attrezzature (elicottero) atte a realizzare un fondo liscio e planare pronto alla stesura del telo impermeabile. Siccome questa tipologia di fondazione distribuisce molto bene i carichi al terreno sottostante, la stragrande maggioranza dei casi ne vede la sua applicazione.

Qualora la platea di fondazione non fosse sufficiente a garantire la sicurezza e la stabilità della costruzione, è possibile passare a fondazioni speciali come i pali.
Palesemente, questa soluzione trova uno scarso impiego nel mondo delle piscine soprattutto perché l’entità dei carichi da trasmettere al terreno e cosi contenuta che anche discrete caratteristiche meccaniche del terreno si dimostrano essere comunque sufficienti per garantire la stabilità.

Una volta che la struttura entra in esercizio, ad esempio col rinfianco delle pareti e/o riempimento della vasca, tali pareti sono soggette a pressoflessione. Per la verità la compressione secondo il piano verticale e minima perché dovuta al solo peso proprio; inoltre essa si dimostra essere stabilizzante nei confronti dell’equilibrio globale quindi, in fase progettuale, si trascura a favore di sicurezza. La flessione provoca la parzializzazione della sezione trasversale che andrà sicuramente armata laddove esistono zone di trazione. La posizione e la quantità delle armature e quindi funzione delle condizioni di carico e della tipologia di piscina che si deve realizzare. Occorre distinguere le pareti rettilinee da quelle curve. In quest’ultimo caso il comportamento bidimensionale e molto più sentito, con l’attivazione di resistenze dovute all'effetto forma e l’aumento delle spinte nel caso in cui si abbia una curvatura a favore di spinta. In questi casi è bene condurre uno studio locale sul comportamento strutturale e sull’armatura necessaria in quanto la trazione non si manifesta soltanto nella sezione trasversale in direzione verticale, ma anche in senso trasversale.

Di per sé, l’analisi di qualsiasi organismo strutturale andrebbe condotta a livello globale e solo in un secondo momento a livello locale per meglio comprendere particolari meccanismi strutturali oppure ad esempio per gestire elevati carichi concentrati.
Pertanto, per le vasche a bordo rettilineo ed a maggior ragione per quelle a bordo curvo, è bene realizzare un modello matematico che simuli il comportamento della struttura sotto carico. Si precisa che non è il caso di realizzare complesse discretizzazioni e modelli geometrici raffinati, bensì e già sufficiente un semplice e corretto modello che riesca a cogliere con buona approssimazione la risposta della vasca.

Tuttavia esistono in letteratura metodi semplificativi per il calcolo delle caratteristiche principali di sollecitazione. Di seguito si riportano due procedimenti utili in questo senso, validi solo nel caso di pareti rettilinee.

• Se la singola parete rettilinea presenta una lunghezza inferiore a circa due volte la sua altezza, si risente dell’effetto incastro dovuto agli angoli. Ne discende un comportamento rigido della parete stessa con un andamento del momento flettente che cambia di segno in prossimità della base. Studiando la sezione trasversale della parete e possibile modellare la struttura come mensola incastrata alla base con appoggio in sommità.

• Se la singola parete rettilinea presenta lunghezza superiore al doppio dell’altezza, l'influenza del bordo non è più significativa. Man mano che la parete cresce di lunghezza aumenta la sua deformabilità che risulta essere massima in mezzeria. Studiando la sezione trasversale della parete e possibile modellare la struttura come mensola incastrata alla base. Come è facile intuire le deformazioni saranno nettamente superiori anche perché tutte dello stesso segno; anche il momento flettente all’incastro presenterà valori superiori al caso precedente in quanto non e più presente alcun vincolo in sommità.

Passo fondamentale nella progettazione strutturale è la definizione dei carichi e dell’entità delle azioni agenti sulla struttura. Occorre inserire il manufatto nel contesto in cui andrà ad espletare le funzioni per cui è stato progettato e da lì trarne i carichi agenti. Per una piscina oltre all’acqua ed all’eventuale spinta del terreno se questa e interrata occorre tener conto del sovraccarico accidentale a bordo piscina. Il valore di quest’ultimo va preso in funzione della destinazione d’uso del manufatto.

La prima condizione di carico che si prende in esame vede il caso di vasca interrata.
Valutando la situazione è immediato capire come la condizione principale sia il caso di vasca vuota per il quale si prendono in esame la spinta del terreno a monte ed il sovraccarico agente.
Tale spinta e considerata spinta a riposo (passiva) in quanto i possibili cedimenti non giustificherebbero lo sviluppo della spinta attiva. Il coefficiente di spinta a riposo, dalla letteratura vale:

La pressione esercitata sulle pareti risulta quindi:

Alla spinta delle terre cosi calcolata si somma l’azione della falda acquifera, che crea una spinta di tipo idrostatico (lineare crescente con la profondità) contro le pareti della vasca.
Per quanto riguarda l’acqua di falda, essa produce una sottospinta idraulica sul fondo delle vasche proporzionale alla profondità del fondo vasca.
Si assume inoltre un sovraccarico accidentale applicato alla parete secondo il coefficiente sopraesposto è di entità pari a quanto indicato dalla Normativa vigente.

L’opposto della precedente condizione di carico è il caso in cui la vasca interrata sia piena d’acqua. É palese intuire come in tale situazione si aggiunga la spinta idrostatica (caso ovviamente di normale esercizio) dall’interno verso l’esterno.
A favore di sicurezza però non si considera in questo caso la spinta dovuta al sovraccarico e quella del terreno viene presa pari al 30% del valore reale per tener conto del fatto che quel materiale viene smosso per permettere le lavorazioni e solo in un secondo momento viene riposizionato a ridosso delle pareti. Infatti per fare fede sulla resistenza del terreno, in questa situazione, occorrerebbe mobilitare la spinta passiva che però entra in gioco soltanto per grandi spostamenti, quando per l’appunto il terreno e compattato. Non si arriverebbe mai a quella condizione senza prima rompere il materiale costituente il bordo vasca per via dei grandi spostamenti.

Nel caso di piscina realizzata fuori terra, la condizione più sfavorevole si ha per il caso di vasca piena.
Sempre restando in condizioni statiche, la parete bordo vasca deve fronteggiare la spinta idrostatica del liquido interno.

In questa situazione non esistono praticamente sforzi all’interno dell’organismo strutturale.
Ingegneristicamente parlando questa condizione prevede che la struttura sia quasi del tutto scarica a meno del suo peso proprio.

Sono necessarie per verificare a resistenza degli elementi strutturali al fine di garantire la sicurezza del manufatto. In funzione della geometria della parete (si ricorda il passaggio al setto equivalente debolmente armato), delle caratteristiche meccaniche dei materiali strutturali (calcestruzzo ed acciaio d’armatura) e delle sollecitazioni agenti, si calcolano le azioni resistenti secondo le formule canoniche della Scienza delle Costruzioni.

L’obbiettivo è garantire la seguente disequazione:

ER / EE ≥ 1

Dove:

• ER azione resistente (momento flettente MRd, taglio VRd, ecc…)
• EE azione sollecitante (momento flettente MEd, taglio VEd, ecc…)
• d = design, ovvero valore di progetto dell’azione calcolato con i coefficienti parziali di sicurezza applicati ai valori caratteristici.

Vista la semplicità del manufatto e l'esiguità delle azioni in gioco, le verifiche allo Stato Limite di Esercizio sono per lo più una scrupolosa analisi volta a confermare le scelte progettuali. Infatti, se è vero che il dimensionamento delle strutture viene eseguito tramite una procedura di pre dimensionamento è verificato mediante relazioni che prendono in considerazione le sollecitazioni allo SLU, e altrettanto vero che il complesso strutturale deve rispettare le limitazioni imposte dallo SLE. Si parla di limitazioni in virtù della possibilità, prevista dall'EC2 e dalle NTC ’08; di verificare il comportamento delle strutture mediante procedure empiriche correlate ai particolari costruttivi e di armatura.

LIMITAZIONE DELLE TENSIONI EC2 SEZIONE 7 – punto 7.2
La tensione di compressione nel calcestruzzo deve essere limitata al fine di evitare fessure
longitudinali in direzione ortogonale a quella di trazione. Si devono altresì evitare microfessurazione ed elevati valori di viscosità al fine di non compromettere la funzionalità dell'opera (nel nostro caso lo strappo del rivestimento impermeabile con conseguente perdita di acqua) e di non concedere vie preferenziali all’aggressione degli elementi in calcestruzzo armato. Le tensioni in esercizio generalmente raggiungono nella zona della parete maggiormente sollecitata valori dell'ordine di 4÷5 N/mm2, decisamente inferiori al limite imposto da Normativa e pari al 60% della resistenza caratteristica cilindrica di compressione fck = 25 N / mm2 nel caso si adotti un calcestruzzo classe C 25/30.

CONTROLLO DELLA FESSURAZIONE EC2 SEZIONE 7 – punto 7.3
Come soprascritto elevate tensioni nell’acciaio d’armatura provocano elevate tensioni nel calcestruzzo trasferite per aderenza. Ciò implica uno stress del materiale che fessura e si corrode più facilmente. Si omette in questa sede un calcolo non lineare dell'apertura delle fessure in quanto più che sufficiente la correlazione proposta dall'EC2 al Prospetto 7.2. Volendo infatti limitare l’apertura della fessura al limite più restrittivo di WK = 0,2 mm, in base alla tensione nelle barre d'acciaio (ad esempio attacco platea – parete bordo vasca) si deduce il diametro massimo utilizzabile.

CONTROLLO DELL’INFLESSIONE EC2 SEZIONE 7 – punto 7.4
Il controllo dell’inflessione, intesa relativa agli appoggi, e rivolto a evitare di compromettere se non addirittura danneggiare la funzionalità e l’aspetto estetico.
Adeguati valori limite dell’inflessione, che tengono conto della natura della struttura, degli elementi secondari e non strutturali, sono contenuti nella ISO 4356. Si trova infatti scritto che per non pregiudicare la funzionalità dell’opera, occorre rispettare il limite di 1/250 h, ovvero per un’altezza di 1500 mm, un valore limite di 6 mm.
Generalmente le maggiori deformazioni si individuano in mezzeria della parete più lunga laddove il comportamento bidimensionale è minimo, li si risente poco dell’effetto incastro agli angoli con le
pareti e prevale un comportamento tendenzialmente a mensola.

Il costruttore dovrà prendere le dovute precauzioni in materia di stoccaggio, in quanto data la conformazione particellare degli elementi, e la loro vulnerabilità, potrebbero subire danni permanenti, con conseguenze nel loro futuro utilizzo.
I pannelli dovranno essere depositati in luogo possibilmente asciutto, per evitare che l’esposizione continuativa all’umidita possa provocare svergolature, influenti nella sua successiva posa in opera, ed in particolare nel grado di tolleranza della planarità e verticalità.
Dovranno essere previsti assi di legno, da depositare nel luogo previsto allo stoccaggio, e successivamente accatastati sopra i pannelli EASYBLOK, così da poter far circolare l’aria attraverso ad essi con moto convettivo, in modo da mantenere un certo livello di aerazione. Si dovrà prevedere un telo, per la protezione dagli agenti atmosferici e delle assi di legno, poste in prossimità degli spigoli accatastati, per la protezione contro gli urti.

Per facilitare la posa dell’EASYBLOK, è importante avere il basamento di cemento pulito, lisciato e a livello; esso dovrà essere privo di asperità e fori nonché essere “tirato” a regola d’arte, si consiglia pertanto una finitura della superficie a mezzo meccanico.
Sul bordo del basamento del fondo, tracciare con l’aiuto di una corda impregnata di colore blu, una polilinea corrispondente alle dimensioni interne della piscina.
Successivamente, bisogna verificare accuratamente la squadratura, e assicurarsi che le diagonali interne corrispondano alle diagonali di progetto.
Passo successivo, è posare i ferri verticali e legarli con quelli di ripresa, ergo sul tracciato ottenuto, disporre i moduli della prima fila cominciando da un angolo, in questo modo:

• Rispettare il senso di montaggio, dentini posti verso il basso;
• Posizionare le chiavette di testata alte e basse alle estremità dei moduli concernetti in modo da assicurare la chiusura al momento del getto del cls;
• Procedere con l’aiuto di un cutter a un taglio localizzato nella parte dell'EASYBLOK, in ognuno dei 4 angoli in modo da permettere la continuità e l'omogeneità del cls gettato nella struttura;
• Posizionare la seconda fila cominciando da un angolo e sfalsando ad ogni corso gli elementi di 0.25 m, di una quantità pari allo spessore della parete;
• Posizionare come precedentemente le chiavette di testata ed effettuare i tagli negli angoli.

Successivamente occorre posare l'armatura orizzontale, una volta posati i moduli, far passare all'interno di essi, l’armatura corrispondente.
Per delle altezze di muri inferiori o uguali a 1.50 m, si può effettuare il riempimento della struttura in un unico getto: a seconda della consistenza del calcestruzzo e bene controllare la spinta idrostatica, che agisce sul cassero, per evitare spanciamenti e difetti di planarità a calcestruzzo indurito. Tale raccomandazione è tanto più necessaria, quanto più e lunga la parete, ovvero a man mano che si vada a disperdere l’effetto incastro. Si consiglia in tale caso, una puntellatura adeguata con interasse non superiore a 4 metri.
È raccomandato utilizzare una pompa con tubo di scarico verticale in uscita, per assicurare una ripartizione regolare della gettata; procedere con il getto iniziando da un angolo e spostando il tubo lungo il perimetro della vasca, operando per strati, al fine di evitare la segregazione del calcestruzzo con formazione di nidi di ghiaia. È buona regola vibrare il calcestruzzo ripetutamente, per brevi lassi di tempo, in zone diverse.
Successivamente al getto del cls e prima della stagionatura, procedere ad un ultimo controllo circa la verticalità degli spigoli, della planarità dei muri e del piano della parte sommitale. Questa operazione di controllo dovrà essere effettuata scrupolosamente, soprattutto nel caso di piscine con parete a bordo vasca curvilinea.
Infatti quando la curvatura è a favore del carico, la parete potrebbe entrare in crisi dato che il calcestruzzo e ancora fluido, e l'armatura non trova il necessario ancoraggio.

La corretta sovrapposizione dei corsi gioca un ruolo fondamentale nella buona esecuzione della parete. Infatti, durante il getto, il calcestruzzo esercita pressione sulle pareti del cassero e, laddove questo non offra una corretta tenuta (fenditure, fori, accavallamenti…derivanti da una posa scorretta), esiste il rischio di fuoriuscita della boiacca. Se così fosse, il calcestruzzo perderebbe una grossa quantità di legante, con conseguente pesante riduzione delle sue caratteristiche meccaniche.

La platea di fondazione svolge una doppia funzione:

• Trasmettere i carichi al suolo;
• Fungere da fondo vasca, liscio planare pronto per l’applicazione del telo impermeabile.

Lo spessore della platea e funzione dell'entità dei carichi (quindi in larga parte della profondità della piscina), del tipo di terreno e delle sue proprietà meccaniche. Non meno importante è l’estensione della platea, la quale va studiata con attenzione per consentire le operazioni di getto sia in termini di tempistiche che di maturazione del calcestruzzo. Per una corretta gestione della fessurazione da ritiro e buona regola realizzare dei giunti di dilatazione, cosi come eseguire il getto a scaglioni, a partire dal punto più distante del vincolo fisso (parete).
Lo spessore della platea generalmente è pari a 15÷20 cm e l’armatura è costituita quasi sempre da una doppia rete elettrosaldata distanziata da cavalletti. I diametri variano dal O6 al O12 e la maglia è solitamente una delle tre dimensioni tra il 10x10, 15x15, 20x20.

Dovendo rifinire la platea fin dai primi momenti successivi al getto non è possibile annegare nel calcestruzzo i ferri di ripresa. Essi vengono quindi posizionati in un secondo momento attraverso un ancoraggio chimico mediante la realizzazione di un foro e l’insufflaggio di resina epossidica bicomponente al suo interno, a contatto con l’armatura stessa.
La lunghezza di ancoraggio deve essere calcolata in modo raffinato in quanto elemento di collegamento tra la platea di fondazione e la parete bordo vasca. È infatti attraverso la stessa che viene trasmesso il momento di incastro ed il taglio che risulta essere massimo proprio nella sezione di attacco.
L’ancoraggio chimico dovrà essere formato da resina epossidica bicomponente, esse vengono iniettate nel foro precedentemente realizzato, e ben ripulito, dopo di che viene inserita la barra d’acciaio, o altro elemento, che fissa la parte da ancorare alla struttura di fondazione.
Per una corretta riuscita dell’ancoraggio, rivestono molta importanza la perfetta esecuzione, oltre alle giuste considerazioni in fase per-progettuale, sul materiale, e sulle strutture in cui si realizzeranno i fori.

La parete a bordo vasca deve essere armata in modo da contenere gli sforzi di sollecitazione, e mantenere le tensioni nel campo dello stato limite considerato.
L’armatura delle pareti deve essere inserita correttamente all’interno del cassero.
Dato il limitato spazio presente in ogni nervatura, occorre rispettare le indicazioni fornite negli elaborati grafici. Il copriferro è in questo caso un aspetto di poca importanza in quanto, per la particolare forma del cassero, l’armatura risulta essere completamente protetta dal PSE. Ciò che richiede una elevata attenzione è la posizione dell’armatura rispetto al cassero; infatti la trasmissione degli sforzi dall’acciaio al calcestruzzo e assicurata se e solo se quest’ultimo avvolge completamente tutta la barra. La sovrapposizione minima delle barre verticali viene proposta negli abachi per il pre dimensionamento. La sovrapposizione minima dell'armatura orizzontale deve essere non minore di 50 ı (diametro della barra), mentre la rete elettrosaldata deve presentare una sovrapposizione minima pari a 4 maglie.
In prossimità del bordo della platea, le reti risvoltano a 90° per 14 cm, questo a permettere L’ancoraggio e la chiusura dell’armatura.
L’armatura delle pareti bordo vasca e composta da barre verticali e correnti di parete.

Caso 1: Parete semplicemente armata
Qualora le sollecitazioni in gioco siano di modesta entità e le azioni orizzontali poco importanti, e possibile adottare un solo piano di armatura da disporre ovviamente nella zona di trazione del calcestruzzo. Gli sforzi di compressione verranno demandati totalmente al calcestruzzo.

Caso 2: Parete doppiamente armata
Qualora l’analisi strutturale fornisca elevati valori delle sollecitazioni agenti e bene far ricorso ad una doppia armatura. La sezione presenterà armatura sia a trazione che a compressione mentre il calcestruzzo offrirà il suo contributo nella sola zona compressa, fessurandosi in quella tesa.

Pezzi speciali ed armatura di corredo
Definita la classica armatura da utilizzare nei diversi elementi strutturali e bene presentare ancora una carrellata di tutti quei pezzi speciali, talvolta purtroppo trascurati, necessari alla trasmissione degli sforzi laddove la parete presenti una variazione di direzione.

Angolo retto
Nel cambio di direzione e bene predisporre gli elementi EASYBLOK intervallati ogni corso con un’armatura aggiunti a “L” di lato non minore di 50 cm. Essa va posta dalla parte del lato maggiormente caricato in modo tale che la spinta a vuoto che va formandosi non fessuri il
calcestruzzo. Ogni corso di elementi EASYBLOK deve presentare questo tipo di armatura, la quantità ed il diametro devono seguire quelli della parete maggiormente sollecitata.

Intersezione di pareti comunque orientate
Sulla base di quanto sopra scritto, il legame tra le pareti avviene a mezzo di ferri sagomati ad “L”,
con i lati opportunamente dimensionati. Tali armature, in arrivo dalla parete secondaria si ancorano in quella principale lungo il lato opposto, attraversandone l’armatura trasversale corrente per operare la chiusura. Per ogni corso di elementi EASYBLOK si deve predisporre questo tipo di armatura, la quantità ed il diametro devono seguire quelli della parete maggiormente sollecitata.

Sommità della parete
Qualora le azioni orizzontali siano di rilevante entità, al fine di irrigidire la parete nonché contenere l’armatura (doppia in questi casi) e bene predisporre delle forcelle di chiusura costituite da acciaio sagomato ad “U”. Il passo ed il diametro e consigliato negli abachi per il pre dimensionamento.

Gerarchia dell’armatura
Al fine di garantire la compattezza dell’armatura è necessario che le barre orizzontali vengano poste all’esterno di quelle verticali. A sua volta nel caso in cui sia necessario predisporre le forcelle in sommità, esse dovranno chiudere le barre orizzontali.

Le Norme Tecniche per le Costruzioni basate sul DM del 14 gennaio 2008 sono armonizzate alla normativa europea UNI EN 206-1 attraverso l’applicazione nazionale UNI 11104, le prestazioni del calcestruzzo in relazione alle seguenti specifiche:

• La classe di resistenza del calcestruzzo indurito, C fck/Rck, dove fck rappresenta la resistenza caratteristica determinata sui provini cilindrici con altezza/diametro =2, ed Rck rappresenta la resistenza caratteristica determinata su provini cubici;
• La classe di esposizione ambientale che individua le condizioni di aggressività nelle quali dovrà operare il calcestruzzo;
• La classe di consistenza, SN, dove N, compreso tra 1 e 5, individua la lavorabilità del calcestruzzo fresco;
• Il diametro massimo dell’aggregato utile alla determinazione dell’interferro nonché alla composizione del mix-design.

Nel caso in esame il copriferro perde abbastanza di significato, in quanto il calcestruzzo risulta essere protetto dal PSE e dal telo impermeabile. Unica zona critica e l’intradosso della platea di fondazione, per la quale si determinerà il copriferro a seconda della classe di esposizione ambientale e del tipo di calcestruzzo.

Oltre alle quattro caratteristiche sopra menzionate, si può prescrivere una o più prestazioni aggiuntive, tutte sul calcestruzzo indurito, quali ad esempio:

• valore del ritiro massimo;
• permeabilità all’acqua determinata mediante penetrazione d’acqua a pressione;
• resistenza a flessione (Rf) o a trazione (Rt) solitamente a 28 giorni;
• resistenza a compressione alle brevi stagionature (Rci), dove “i” indica il tempo in giorni solitamente compreso tra 1 e 7 giorni.

Nel progetto strutturale le carpenterie riportano sempre una tabella indicante le caratteristiche meccaniche dei materiali. Di seguito si riporta uno stralcio a titolo di esempio.