Lezione n. 1b - Università degli studi di Bergamo

SCHELETRO PORTANTE
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SCHELETRO PORTANTE
E.F. indispensabile per oggetti edilizi realizzati con il procedimento costruttivo a
gabbia, in cui il sistema statico verticale è costituito da elementi puntuali (pilastri)
Evoluzione dal procedimento costruttivo a setti (murature portanti) a quello a
gabbia
Ricerca di soluzioni che garantiscano un minor numero di vincoli nella fruizione
dello spazio interno e nella disposizione delle aperture in facciata
Lo SCHELETRO PORTANTE:
- deve garantire la sicurezza statica dell’organismo edilizio
- contribuisce a delimitare e classificare lo spazio
- non fornisce alcun contributo al raggiungimento del comfort
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SCHELETRO PORTANTE IN CALCESTRUZZO ARMATO
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PRODUZIONE DEL CALCESTRUZZO
Quantità di cemento → calcestruzzo magro o grasso
(in calcestruzzi per conglomerati cementizi armati mai < 300 kg)
Quantità di acqua → calcestruzzo umido (120 lt), plastico (150 lt) o fluido (180 lt)
Il rapporto acqua-cemento (A/C) influenza notevolmente la resistenza a
compressione del calcestruzzo
Il rapporto ottimale è A/C = 0,5 (es. 150 litri di acqua per 300 kg di cemento)
Con A/C = 0,5 → Resistenza a compressione ~ 35 N/mm²
Con A/C = 0,8 → Resistenza a compressione ~ 17 N/mm²
Per ottenere una migliore lavorabilità senza eccedere nella quantità di acqua si
possono aggiungere additivi fluidificanti o rallentatori di presa
Calcestruzzi leggeri
Inerte = argilla espansa o granulato di pomice o vermiculite
Non adatto per strutture armate
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DISPOSIZIONE DELLE ARMATURE
Le armature metalliche vanno poste in corrispondenza delle sezioni sollecitate a
trazione
Per la loro posa in opera bisognerà tenere presente che:
- Attraverso le barre dovrà passare il getto del calcestruzzo
- Le barre devono essere protette dagli agenti esterni da un adeguato spessore di
calcestruzzo
- Le barre dovranno costituire un’armatura continua solidamente ancorata alla
massa di calcestruzzo
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DISPOSIZIONE DELLE ARMATURE
Copriferro
Il calcestruzzo protegge le armature metalliche dalla corrosione e dagli attacchi
dell’ambiente esterno
Per assicurare una adeguata durabilità alle strutture è necessario che tutte le barre
metalliche siano ricoperte da uno strato di calcestruzzo
→ Copriferro
Normalmente circa 2 cm; fino a 5 cm in ambienti aggressivi (zone marine, terreni
corrosivi, vicinanza di fabbriche, ecc.)
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ESECUZIONE DI ELEMENTI IN CALCESTRUZZO ARMATO
1. Costruzione delle casseforme
2. Preparazione e posa dell’armatura metallica
3. Getto del calcestruzzo
4. Disarmo delle casseforme
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CASSEFORME - Disarmo
Dopo il raggiungimento dei valori minimi di
resistenza del calcestruzzo.
In genere non prima di:
3 gg. per fianchi di travi e pilastri
10 gg. per travi e solette (lasciando alcuni puntelli)
24 gg. per puntelli di travi e solette
28 gg. per sbalzi
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GIUNTI DI DILATAZIONE
Coefficiente di dilatazione del calcestruzzo = 0,00001 m °C
→ per un edificio lungo 40 m e con sbalzo termico di 30 °C, la dilatazione sarà di
cm 1,2
Da prevedere per lunghezze superiori a 30 - 35 m
Larghezza giunto pari a 1/100 dell’altezza dell’edificio
Il giunto si estende dalle fondazioni alla copertura dell’edificio
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CALCESTRUZZO ARMATO
Il calcestruzzo presenta una buona resistenza a compressione ed una scarsa
resistenza a trazione
L’acciaio presenta ottima resistenza sia a compressione che a trazione
L’inserimento dell’acciaio all’interno del calcestruzzo consente agli elementi
costruttivi di sopportare anche sollecitazioni di trazione e di taglio
Possono così essere realizzate anche parti in aggetto
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SCHELETRO PORTANTE IN CALCESTRUZZO ARMATO
Fondazioni
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Pilastri
Travi
FONDAZIONI
Servono a trasferire sul terreno il peso proprio dell’edificio e tutti i sovraccarichi,
permanenti o accidentali
- dirette
appoggiano direttamente sul terreno di fondazione
– isolate
– a maglia chiusa
– continue
- indirette
→ plinti
→ travi rovesce, zattere
→ platee
appoggiano su un terreno a profondità superiore rispetto a quello su
cui è realizzato l’edificio
– pali
→ trivellati o infissi
L’entità della superficie d’appoggio dipende dalla resistenza del terreno
Roccia (fino a 1 N/mm2) > Ghiaia > Sabbia > Argilla > Torba (circa 0,05 N/mm2)
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Fondazioni dirette - Sequenza operativa
- scavo con asportazione del terreno fino a raggiungere lo strato resistente
se lo strato resistente si trova in superficie, asportazione dello strato superficiale
(“cappellaccio”) per almeno 15-20 cm di spessore
- protezione dello scavo (sempre se la profondità è superiore ai 2 metri)
- creazione di un piano di posa orizzontale spianato
- getto di uno strato di calcestruzzo magro (magrone) come piano di posa delle
fondazioni vere e proprie
- tracciamento, montaggio delle casseforme e posizionamento delle armature
- getto del conglomerato cementizio
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Plinti
Hanno la funzione di allargare la superficie di appoggio del pilastro sul terreno,
distribuendo i carichi più uniformemente
Trasmettono al terreno carichi distribuiti su superfici limitate
Ideali per terreni rocciosi e compatti
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Plinti
Possono essere utilizzati anche in zone sismiche purché vengano collegati tra di loro
mediante travi di collegamento, aventi il compito di realizzare delle maglie chiuse
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Plinti alti e rigidi
Hanno sezione tronco-piramidale con le facce laterali inclinate di circa 60°
Sono molto alti e poco armati
Lavorano esclusivamente a sollecitazioni di compressione
Si utilizza un calcestruzzo di resistenza inferiore a quella delle strutture in
elevazione
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Plinti bassi e flessibili
Hanno sezione tronco-piramidale meno pronunciata
Sono molto più leggeri e armati di quelli rigidi
Le armature hanno il compito di assorbire le sollecitazioni di flessione e taglio
Si utilizza lo stesso calcestruzzo adoperato per le strutture in elevazione
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Per comodità oggi si preferisce realizzare i plinti a sezione rettangolare
Armatura di un plinto
1. pilastro
2. ferri di ripresa
3. armatura del pilastro
4. plinto
5. armatura del plinto
6. magrone
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Fondazioni a zattera
Si utilizzano per edifici realizzati in muratura portante (laterizio, pietra, calcestruzzo)
Trasmettono al terreno carichi distribuiti su estese superfici continue
Si usano fino ad una profondità di circa 5-6 metri
Per terreni con buona resistenza possono essere realizzati senza armatura.
In questo caso la sezione presenta riseghe inclinate di circa 60°
Per terreni poco resistenti l’armatura viene inserita per assorbire le sollecitazioni di
flessione e taglio
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Travi rovesce
Si utilizzano per edifici realizzati con elementi resistenti puntiformi (pilastri)
Trasmettono al terreno carichi distribuiti su estese superfici continue
Si usano fino ad una profondità di circa 5-6 metri
Possono avere sezione tronco-piramidale o, più usualmente, sezione a T rovescia
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Travi rovesce
Per un pre-dimensionamento delle fondazioni a travi rovesce si può valutare
l’altezza h = 1/5 ÷ 1/6 della luce
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Travi rovesce
Si definiscono rovesce perché hanno un comportamento opposto alle travi in
elevazione
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Platee
Possono essere utilizzate per edifici realizzati con elementi resistenti puntiformi
(pilastri) o continui (murature)
Si adottano per terreni non molto resistenti o cedevoli in modo non uniforme
Trasmettono al terreno carichi distribuiti su estese superfici continue
Spesso sono un’alternativa alle fondazioni indirette
La soletta potrebbe essere irrigidita da nervature (travi secondarie) fino a diventare
una piastra nervata con la superficie piana rivolta verso il basso
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Fondazioni indirette
Sono dette anche fondazioni profonde
Vengono utilizzate quando non è possibile raggiungere un terreno resistente
attraverso uno scavo di fondazione
Si può ricorrere a questo sistema anche nel caso di terreni poco consolidati
Pali
Micropali
Φ tra 40 e 200 cm
Φ tra 8 e 25 cm
Pali:
- in legno
- in calcestruzzo armato
- in acciaio
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La trasmissione dei carichi tra edificio e pali di fondazione avviene per mezzo di
elementi di collegamento aventi forme simili ai plinti o alle travi rovesce
Il baricentro della palificata deve sempre coincidere con il baricentro dei carichi
Il numero di pali sotto il plinto dipende dalla capacità portante del terreno
La dimensione del plinto è dettata anche dal diametro dei pali sui quali si appoggia
L’interasse minimo tra i pali è pari a 3 diametri
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PILASTRI
Armatura costituita da:
- ferri longitudinali
– pilastri quadrati o rettangolari: minimo 4 tondini in corrispondenza degli
spigoli per conferire la forma, più tutti quelli risultanti dal calcolo
– pilastri circolari: minimo 6 tondini, più tutti quelli risultanti dal calcolo
Diametro minimo dell’armatura: 12 mm
- staffe (per evitare il pericolo di carico di punta dei tondini e conseguente loro
incurvamento)
Diametro minimo delle staffe: 6 mm
Passo: < 15 volte il diametro dei ferri longitudinali e comunque sempre ≤ 25 cm
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Armatura pilastri
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Armatura pilastri
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TRAVI
- emergenti
- in spessore
h = 1/10 della luce da coprire
h = spessore del solaio; larghezza ~ 1/6 della luce (60 ≤ L ≤ 120cm)
Armatura costituita da:
- ferri dritti (minimo 4 in corrispondenza degli spigoli per conferire la forma, più
tutti quelli risultanti dal calcolo)
- ferri piegati (per il momento e il taglio)
- staffe (per il taglio)
più ravvicinate agli appoggi [circa 10 cm]
più diradate verso la mezzeria [25 – 30 cm]
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BIBLIOGRAFIA
L. Caleca, Architettura Tecnica, paragrafi 3.2, 4.1.4, 4.1.5
AITEC (a cura di V. Pacenti), Manuale pratico per la costruzione edile, volumi
2, 3, 4, 5, 6
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