scuola secondaria di primo grado
istituto gianelli
Tecnologia
prof. diego guardavaccaro
L’abitazione u.d. 01
01
La struttura di un edificio
La struttura è l’insieme delle parti che
consentono a un edificio di sostenersi ed
è paragonabile alla funzione che lo
scheletro svolge nel corpo umano.
Le prime costruzioni in muratura avevano
un’altezza limitata dalla tecnica costruttiva
utilizzata. Col tempo l’uomo è riuscito a
costruire edifici sempre più alti fino a quelli
odierni in grado di superare gli 800 metri.
Parti costituenti
Ogni costruzione è caratterizzata dall’avere strutture
orizzontali, verticali e una copertura (tetto, piano o inclinato).
Le strutture orizzontali sono i solai, ovvero i piani, quelle verticali
sono le murature che possono essere di tamponamento o
portanti.
Si parla di muratura portante quando l’edificio è sostenuto da
muri continui di notevole spessore. Lo spessore della muratura
decresce con l’altezza dell’edificio e dipende da questa. Con la
scoperta del cemento armato sono cambiate le tecniche
costruttive e la muratura portante ha lasciato progressivamente
spazio al sistema a telaio.
Strutture elementari
Trilite, telaio, arco e capriata sono i più importanti elementi che sono alla base di ogni costruzione. Il comportamento di
queste strutture alle principali sollecitazioni (compressione, trazione e flessione) è differente a seconda dei casi. Dalle
strutture elementari hanno preso vita le strutture derivate con la funzione di coprire uno spazio (esempio dall’arco è
nata la volta).
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Strutture elementari - trilite
Il trilite è una struttura architettonica semplice, il cui nome deriva dal greco (tri=tre +
lithos=pietra) piuttosto comune nei monumenti megalitici. E’ una struttura formata da due
elementi disposti in verticale (piedritti) e un terzo appoggiato orizzontalmente sopra di essi
architrave).
Le forze spingenti in questo tipo di strutture sono solo verso il basso e quindi non esistono
spinte laterali; va rimarcata la limitatezza della distanza tra i piedritti definita “luce”.
La possibile
deformazione degli
elementi per effetto
delle forze presenti.
Si illustra il
possibile effetto nel
caso intervengano
spinte laterali
(vento)
Nell’antica Grecia il sistema trilitico era alla base degli ordini architettonici classici, dove i sostegni verticali sono
rappresentati dalle colonne, mentre e quello orizzontale dall'architrave.
Evoluzione dal sistema trilitico all’arco
E’ interessante osservare come nel tempo si sia
modificata l’apertura del passaggio, dall’essere
inizialmente dritto fino a curvarsi progressivamente,
definendo in ultimo un arco e quindi eliminando la
presenza dell’architrave che limitava la lunghezza
della luce.
Una struttura derivata dal trilite sono le travi appoggiate
sui muri portanti per formare i piani di un edificio, è come
se fosse un trilite traslato lungo una direzione
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Strutture elementari - arco
L'arco è una struttura architettonica basata sulla forma curva che appoggia su
due piedritti. La parte curva si compone di una serie di elementi a forma
trapezoidale chiamati conci o cunei, cioè pietre tagliate o laterizi (mattoni)
disposti in direzione di un ipotetico centro. Nell’arco, ogni elemento sta al suo
posto a causa del proprio peso senza aver bisogno di alcun legante; il peso
della struttura è in compressione e può sopportare grandi carichi in totale
sicurezza.
Strutture elementari. La costruzione dell’arco avviene con l’ impiego di una
impalcatura lignea denominata cèntina. Finché non viene posizionato al centro
dell’arco il cuneo fondamentale che chiude l'arco e mette in atto le spinte di
contrasto, non può essere tolta la cèntina. La pietra centrale che chiude e
completa l’arco è chiamata chiave di volta.
L'arco inteso come struttura bidimensionale è spesso utilizzato in sequenza
(acquedotti) o per realizzare aperture. Tridimensionalmente, l’arco può
essere traslato lungo una direzione diventando una volta o fatto ruotare sul
proprio asse diventando una cupola.
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Strutture elementari – capriata e telaio
La capriata è una struttura architettonica basata sulla forma triangolare,
tradizionalmente realizzata in legno, appoggiata su un muro portante ed
utilizzata come base per le copertura a falde inclinate (tetto spiovente). Il peso
del tetto crea delle spinte orizzontali che se non contrastate renderebbero
instabili i muri perimetrali su cui il tetto è posato. Per evitare questo è stato
inserito un elemento orizzontale che impedisce lo scorrimento laterale.
Ogni parte della capriata ha un suo specifico nome e
resiste a una particolare di sollecitazione. Puntoni
sono le aste inclinate e soggette a compressione, la
catena è l’asta orizzontale e contrasta le spinte di
trazione. Monaco e saettoni sono elementi di rinforzo
per evitare che puntoni e catena possano flettersi.
Il telaio grazie all’incastro fra trave e
pilastro riesce a contrastare, a differenza
del trilite, anche le spinte orizzontali
garantendo quindi una maggiora stabilità
alla struttura. L’incastro fa sì che la trave
non possa scorrere o staccarsi quando
sottoposta a flessione
Un telaio o gabbia è una struttura costituita da una intelaiatura di elementi verticali, i pilastri e orizzontali, le travi e i
solai. Questi, nei moderni edifici hanno il compito di sostenere il peso dell'edificio e scaricarlo sul terreno. Queste
strutture, sfruttano moderni sistemi costruttivi, in cui gli elementi sono legati strettamente tra di loro collaborando nella
ripartizione dei carichi e delle spinte. I materiali con cui sono realizzati sono il cemento armato e l’acciaio.
