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DISEGNO dell’ ARCHITETTURA II
Il disegno delle strutture portanti.
Le diapositive costituiscono unicamente una base per lo sviluppo della lezione e, come tali, non
sostituiscono in alcun modo i testi consigliati.
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1.Il disegno delle strutture portanti
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Pur essendo il disegno delle strutture portanti nella sua “parte” dimensionale
competenza di altro corso, di seguito si dà brevemente un cenno di come si
possono rappresentare queste strutture che nella rappresentazione globale
del complesso edilizio ricoprono una funzione più strutturale che
architettonica. Tali strutture vanno comunque rappresentate secondo
opportune norme grafiche affinché siano “leggibili” dalle manovalanze che le
dovranno realizzare.
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Le strutture di fondazione in
muratura portante sostengono i
muri maestri e perimetrali; la
distribuzione in pianta dei vani è
vincolata al disegno strutturale
che le fondazioni assumono.
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Differenze tra le due tipologie di
fondazioni:
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Con una struttura puntiforme in
cls, la distribuzione in pianta è
libera e non vincolata
all’articolarsi delle murature
portate; la fondazione scarica le
sollecitazioni puntuali dei pilastri
indipendentemente dalla
sovrastruttura ed è vincolata solo
alla resistenza del terreno.
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Le fondazioni in murature poste,
al di sotto della sovrastruttura
muraria in elevazione fuori terra,
seguono l’andamento lineare
del paramento sovrastante e a
sua volta portante. Se la
fondazione è eseguita in pietra
(come nel caso riportato, tipico
di edifici storici), essa può
essere dello stesso materiale
della muratura in elevazione o
di materiale ancora lapideo ma
con migliori caratteristiche
termo-igrometriche (isolamento
alla risalita capillare dell’acqua).
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Le fondazioni in muratura
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Oggi, con l’uso del CLS, per
edifici in muratura portante di
nuova costruzione è preferibile
adottare fondazioni continue a
sezione rettangolare in
calcestruzzo di cemento
armato, per semplicità
esecutive e velocità di
esecuzione dell’opera. Questo
tipo di fondazione risulta quindi
come una trave rovesciata
molto alta ed armata come tale
su cui viene posata la muratura
portante in mattoni o laterizio e
cemento che si trova fuori terra.
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Questo tipo di fondazioni sono
adottate in strutture a scheletro
indipendente, con travi e pilastri
portanti (detto telaio) e murature di
tompagno non portanti. In genere
per terreni con buona resistenza ai
carichi verticali. Tecnicamente, il
plinto rappresenta un allargamento
della base del pilastro, con una
forma a tronco di piramide, che più
spesso diventa prismatica per
semplicità di esecuzione.
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Le fondazioni su plinti isolati
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Si noti nell’immagine in alto la
rappresentazione con tratteggio
dell’ingombro della futura struttura
in elevazione e la relativa quotatura
della stessa.
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In caso di terreni particolarmente
cedevoli, si ricorre alle fondazioni
del tipo a trave rovescia, questo tipo
di struttura consiste in un plinto con
base estesa quanto la struttura in
elevazione.
La struttura può avere andamento
prevalente in una sola direzione,
come quella in figura o avere
andamento in entrambe le direzioni.
Il loro disegno in pianta richiama i
segni grafici delle strutture in
proiezione, ovvero sottoposte al
piano orizzontale di sezione, gli
unici elementi sezionati risultano
essere i pilastri.
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Le fondazioni su travi rovesce
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In generale le piante delle fondazioni
vengono quotate misurando i fili fissi dei
pilastri. Questi sono gli spigoli “fissi” della
struttura in elevazione, ovvero gli spigoli
dei pilastri che non arretreranno mai con
l’innalzamento dello stesso pilastro, che
ai piani più alti avrà sezione inferiore
rispetto a quelli alla base. I FILI FISSI,
per i pilastri perimetrali, sono identificati
con gli spigoli in cui l’edificio cambia
direzione e quelli che cadono agli angoli
dell’edificio. Per i pilastri interni sarà la
disposizione del pilastro e quindi il
progettista definirà caso per caso la
scelta dei fili fissi.
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Esempio di fondazione con trave
rovescia con andamento in entrambe le
direzioni.
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Per una migliore distribuzione dei
carichi verticali su terreni molto
cedevoli, si ricorre ad una
fondazione a platea. In pratica un
grande solettone in calcestruzzo
di cemento armato.
Talvolta, tale zatterone può essere
integrato ad una maglia di travi a T
rovescio come precedentemente
analizzate.
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Fondazioni a platea
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Fondazione per strutture in elevazione prefabbricate
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Nel caso di strutture in elevazione che per esigenze particolari (costi minori, tempi
di esecuzione abbreviati), sono realizzate con componenti di tipo prefabbricato,
ossia provenienti dall’esterno del cantiere e costruiti in tempi anche precedenti alla
effettiva edificazione dell’edificio; in cantiere si procede unicamente ad assemblare
le parti che comporranno l’orditura strutturale.
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Per strutture di questo tipo, le fondazioni vengono eseguite direttamente in cantiere
realizzando un sistema di fondazione che accolga il telaio prefabbricato.
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Plinti per strutture in c.a.
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Le strutture prefabbricate possono
essere di diversi materiali. In
funzione del materiale scelto,
cambia l’esecuzione del
collegamento tra struttura in
elevazione e struttura di
fondazione.
Nelle strutture in cemento armato
prefabbricato la giunzione tra le
strutture avviene tramite getto di
calcestruzzo (area tratteggiata in
figura) per rendere solidali le
diverse parti strutturali.
Per le strutture in acciaio, gli
elementi in elevazione vengono
connessi alla fondazione
procedendo alla bullonatura di una
piastra (saldata al pilastro di
acciaio) a ferri filettati (tirafondi)
annegati nel calcestruzzo
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Plinti per strutture in acciaio
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Dettaglio di fondazioni per strutture in acciaio
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Fondazioni profonde
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Le tipologie di fondazioni viste in precedenza sono tutte del tipo superficiale,
ovvero scaricano le tensioni sullo strato superficiale del terreno. Nel caso il
terreno sia di pessime condizioni, (limo, sabbia ecc.) si ricorre ad una
fondazione profonda.
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Una fondazione di questo tipo è progettata in modo da distribuire i carichi non
direttamente sul piano di posa del primo livello di pilastri della struttura in
elevazione, bensì nel terreno al di sotto di tale piano.
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I pali trivellati e gettati in opera sfruttano l’attrito verticale che si sviluppa tra il
terreno e il palo, tentando di raggiungere uno strato più compatto in profondità.
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La tipologia con palo battuto nel terreno, sfrutta il fatto che infilando i pali nel
terreno a poca distanza tra loro il terreno viene compattato e migliora le sue
caratteristiche meccaniche. Anche in questo caso si cerca uno strato migliore in
profondità su cui scaricare almeno una parte del carico.
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Le teste dei pali, sono poi
connesse tra loro da un plinto
di fondazione, una struttura di
solito molto tozza, che
consente di ripartire il carico
verticale su tutti i pali
sottostanti. I plinti sulle teste
dei pali, se di tipo isolato sono
poi collegati tra loro da una
trave.
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In situazioni con terreno molto
cedevole le teste dei pali sono
allineati sotto una trave di
fondazione che a sua volta
collabora ad irrigidire la struttura
portante stabilizzandola sul
terreno cedevole. In questo caso
è la stessa trave che ripartisce il
carico proveniente dai pilastri
sulle teste dei pali.
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2. Vespai e intercapedini.
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La realizzazione del vespaio si rende necessaria per isolare il primo
calpestio della struttura, in modo da creare le migliori condizioni ambientale
all’interno dell’ambiente da questo definito.
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L’intercapedine, ha la stessa funzione dei vespai, ovvero quella di rendere
salubre l’ambiente che definisce, ma il suo sviluppo è verticale.
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Di seguito si illustrano a titolo esplicativo alcune tipologie costruttive
fornendo alcuni particolari costruttivi più rilevanti.
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fondazione
della
tamponatura
impermeabilizzaz
ione
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tamponatura
tubo di
ventilazione
sottofondo
a
pavimento
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Vespaio con pietrame a secco.
E’ la tipologia più economica che non garantisce un buon isolamento dal terreno
sottostante a causa del pietrame utilizzato, di solito scarti di lavorazioni
precedenti effettuate in cantiere e quindi non idoneo allo scopo. Tale pietrame ha
una porosità tale da consentire una discreta risalita dell’acqua per capillarità
vanificando l’isolamento del pavimento.
masso di cls
magro
filo terreno
canale di
aerazione
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pavimento
tavello
ne
tamponatura
impermeabilizzaz
ione
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masso di cls
magro
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muretto di
mattoni forati 8
x 11 x 22
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a
100
sottofond
o
masso di
cls
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Vespaio con camera d’aria.
Tra quelli più utilizzati. Se i pilastrini che sorreggono il solaio sono a loro volta
ben isolati dal terreno ha buone caratteristiche isolanti.
trave di
fondazione
tubo di
ventilazione
cordone
prefabbricato in
cls
sottofondo in cls
magro
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Vespaio con elemento ad igloo.
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I vespai maggiormente utilizzati sono quelli composti da elementi in plastica che montati
in sito e successivamente ricoperti con un massetto di CLS compongono un solaio
ventilato che isola al meglio il pavimento dell’ambiente interrato o più vicino al terreno.
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Isolamento dei piani interrati. Tipologia con pietrame a secco.
Per questa tipologia vale quanto già detto per l’isolamento dei solai.
solaio
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terreno
muratura
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tubo di
aerazione
pietrame
di
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strato
impermeabi
le
strato
impermeabile
vespai
o
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Isolamento dei piani interrati. Controfodera con solaio ventilato.
solaio
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a
terreno
muratura
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controfod
era in
mattoni
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camera
d’aria
fondazio
ne
tubo di
aerazione
strato
impermeabile
camera
d’aria
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Isolamento dei piani interrati. Muro di sostegno con intercapedine e solaio
ventilato.
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solaio
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intercapedin
e
ventilazione
fognolo
muratu
ra
strato
impermeabile
camera
d’aria
