Architettura Tecnica

Appunti di:

Prof. ing. Renato Iovino

Lezione

La struttura delle scale

CONTENUTI DELLA LEZIONE

Con riferimento all’elemento di fabbrica di

collegamento verticale, in questa lezione

esamineremo le problematiche relative alla

struttura delle scale.

Completa la lezione alcune nozioni su ascensori e

montacarichi.

LA STRUTTURA DELLE SCALE

Nei moderni edifici la

struttura delle scale può

essere realizzata in:

Cemento armato

Acciaio

Per scale interne, a volte si

realizzano strutture in

Legno

Negli edifici storici la

struttura è in muratura

Scala in c.a. per lo stadio

comunale di Firenze, opera di

Pier Luigi Nervi

SCALA IN FERRO

Particolare della struttura

secondaria realizzata con

grigliato metallico

SCHEMA STRUTTURALE SCALA IN FERRO

6

SCALA IN LEGNO PER INTERNI

In zona sismica

non sono

consentite

strutture miste

c.a./legno.

Ma in questo

caso la scala è

elemento di

arredo e non

collabora con il

c.a. nell’assorbire

gli effetti del

sisma.

7

TIPOLOGIE STRUTTURALI DELLE SCALE IN

CEMENTO ARMATO

Possiamo distinguere:

Scala con trave a ginocchio e gradini a sbalzo

isolati

Scala con trave a ginocchio, gradini a sbalzo e

soletta collaborante

Scala con soletta rampante

Scala con solaio rampante

8

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI

A SBALZO ISOLATI

Indichiamo con P1, P2, P3 e P4 quattro pilastri

disposti negli spigoli del vano scala.

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI

A SBALZO ISOLATI

A quota (0,00) abbiamo il primo pianerottolo di caposcala

A quota (1,60) abbiamo il pianerottolo di riposo

A quota (3,20) abbiamo il secondo pianerottolo di caposcala

Pianerottolo

di caposcala Pianerottolo

di riposo

Tra i pilastri P4 e P3 realizziamo una trave a ginocchio che presenta:

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI

A SBALZO ISOLATI

il primo tratto in corrispondenza

del pianerottolo a quota (0,00)

il secondo tratto che segue

l’andamento della prima rampa

il terzo tratto in corrispondenza del

pianerottolo di riposo a quota (1,60)

Tra i pilastri P1 e P2 realizziamo una trave a ginocchio che presenta:

il primo tratto in corrispondenza

del pianerottolo a quota (1,60)

il secondo tratto che segue

l’andamento della seconda rampa

il terzo tratto in corrispondenza del

pianerottolo di riposo a quota (3,20)

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI

A SBALZO ISOLATI

La trave P1 – P2 costituisce la

seconda trave a ginocchio

La trave P4 – P3 costituisce la

prima trave a ginocchio

Per ogni piano avremo due travi a ginocchio (struttura principale).

La struttura secondaria è quella dei pianerottoli e delle rampe.

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI

A SBALZO ISOLATI

I pianerottoli possono essere realizzati con solai latero-cementizi

che poggiano sui tratti orizzontali delle travi a ginocchio. Il solaio

può anche essere sostituito da una soletta in c.a.

Filare di laterizi

Travetto in c.a.

Tratti orizzontali delle

travi a ginocchio

Solaio latero-cementizio

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI

A SBALZO ISOLATI

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI

A SBALZO ISOLATI

Le rampe sono realizzate con gradini in c.a. che escono a sbalzo dalle travi a ginocchio. In questa struttura i gradini sono isolati tra loro in modo che ciascun gradino si può inflettere sotto carico senza influenzare i gradini contigui scarichi.

Trave a ginocchio

Gradini a sbalzo isolati

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI

A SBALZO ISOLATI

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO, GRADINI

A SBALZO E SOLETTA COLLABORANTE

In questo tipo la struttura

principale è ancora formata da

travi a ginocchio. I pianerottoli

possono essere realizzati con

solaio latero-cementizi o con

soletta piena in c.a.

Cambia soltanto l’organizzazione

dei gradini.

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO, GRADINI

A SBALZO E SOLETTA COLLABORANTE

I gradini, realizzati in cemento armato, saranno collegati

tra loro all’intradosso da una soletta, di 4-5 cm di spessore,

Gradini a sbalzo con soletta

all’intradosso

Trave a

ginocchio

sempre in c.a.

I gradini sono incastrati nelle travi a

ginocchio.

SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO, GRADINI

A SBALZO E SOLETTA COLLABORANTE

SCALA CON SOLETTA RAMPANTE

In corrispondenza dei pianerottoli si realizzano due travi orizzontali.

Avremo una trave sui pilastri P1-P3 ed una trave sui pilastri P2-P4

Sulle due travi poggia una soletta in c.a. ad asse spezzato, detta soletta rampante, che interessa i pianerottoli e la rampa.

Travi di

pianerottolo

Soletta

rampante

Soletta

rampante

Gradini

riportati

SCALA CON SOLETTA RAMPANTE

Travi di

pianerottolo

Soletta

rampante

Soletta

rampante

Gradini

riportati

I gradini verranno realizzati in muratura e poggeranno sulla soletta rampante. I gradini, quindi, sono portati e non svolgono funzione statica.

Una soletta si sviluppa da quota (0,00) a quota (1.60); una seconda soletta si sviluppa da quota (1,60) a quota (3,20).

I gradini possono essere

in conglomerato

cementizio leggero,

oppure in laterizi forati.

Gradini

riportati

SCALA CON SOLETTA RAMPANTE

SCALA CON SOLETTA RAMPANTE

SCALA CON SOLAIO RAMPANTE

In corrispondenza dei pianerottoli si realizzano due travi orizzontali. In particolare avremo una trave sui pilastri P1-P3 ed una trave sui pilastri P2-P4.

Sulle due travi poggia un solaio latero-cementizio ad asse spezzato, detto solaio rampante, che interessa i pianerottoli e la rampa.

Travi di

pianerottolo

Solaio

rampante

Gradini

riportati

Solaio

rampante

Un solaio si sviluppa da quota (0,00) a quota (1.60); un secondo solaio si sviluppa da quota (1,60) a quota (3,20).

Travi di

pianerottolo

Solaio

rampante

Gradini

riportati

Solaio

rampante

I gradini verranno realizzati in muratura e poggeranno sul solaio rampante. I gradini, quindi, sono portati e non svolgono funzione statica.

SCALA CON SOLAIO RAMPANTE

CARPENTERIA DEL SOLAIO

RAMPANTE

Solaio

rampante

da quota

0,00 a

quota 1,60

Solaio

rampante

da quota

1,60 a

quota 3,20

SCALA CON SOLAIO RAMPANTE

ANALISI DEI CARICHI PER UNA SCALA CON

SOLAIO RAMPANTE

La struttura è formata da una trave di piano (35 – 36) e da

una trave a ginocchio (42 – 41); da due solai rampanti che

collegano le

quote 0.00 e

1.22, e 2.28

e 3.50; da

un solaio

inclinato da

quota 1.22 a

quota 2.28.

4130x60

42

35 3630x60

0.0

0

3.5

0

2.2

8

1.2

2

ANALISI DEI CARICHI PER UNA SCALA CON

SOLAIO RAMPANTE

Quest’ulti

mo solaio

poggia

sulla trave

a ginocchio

e su una

trave a

spessore

portata dai

solai

rampanti.

4130x60

42

35 3630x60

0.0

0

3.5

0

2.2

8

1.2

2

41-42

35 - 36

(q. 1.22)

(q. 0.00)

1

23

54

PARTICOLARE GRADINI

Legenda: 1. gradini riportati in muratura; 2. solaio

rampante; 3. pedata in marmo da 3 cm; 4. malta

allettamento da 2 cm; 5. alzata in marmo da 2 cm.

ANALISI DEI CARICHI: PIANEROTTOLI

Pianerottoli con solaio rampante latero-cementizio H=20+4 cm

soletta 0,040 x x 25,00 = 1,00 kN/m2

travetti 2 x 0,100 x 0,20 x 25,00 = 1,00 kN/m2

laterizi 2 x 0,400 x 0,20 x 8,00 = 1,28 kN/m2

carico strutturale G1 = 3,28 kN/m2

massetto pavimento 0,020 x 21,00 = 0,42 kN/m2

Pavimento in marmo 0,030 x 27,00 = 0,810 kN/m2

intonaco 0,015 x 21,00 = 0,315 kN/m2

carico perm. non

strutturale G2 = 1,545 kN/m2

carico variabile Q1 = 4,000 kN/m2

totale 8,825 kN/m2

in c.t. 8,850 kN/m2

ANALISI DEI CARICHI: RAMPE

• Rampa con solaio rampante latero-cementizio H=20+4 cm soletta 0,040 x x 25,00 = 1,000 kN/m2

travetti 2 x 0,100 x 0,20 x 25,00 = 1,000 kN/m2

laterizi 2 x 0,400 x 0,20 x 8,00 = 1,280 kN/m2

carico perm.

strutturale G1 = 3,280 kN/m2

gradini riportati 4 x 0,125 x 0,1525 x 11,00 = 0,839 kN/m2

massetto rivestimento 4 x 0,020 x 0,3825 x 21,00 = 0,643 kN/m2

marmo pedata 4 x 0,030 x 0,300 x 27,00 = 0,972 kN/m2

marmo alzata 4 x 0,020 x 0,1225 x 27,00 = 0,265 kN/m2

intonaco 0,015 x 21,00 = 0,315 kN/m2

carico perm. non

strutturale G2 = 3,034 kN/m2

carico variabile Q1 = 4,000 kN/m2

totale = 10,314 kN/m2

in c.t. = 10,350 kN/m2

ELEVATORI

Gli elevatori sono: ascensori e montacarichi.

categoria C appartengono i

montacarichi adibiti al trasporto di

sole cose, con cabina accessibile alle

persone per le sole operazioni di carico

e scarico

categoria A ascensori adibiti ad uso

esclusivo trasporto di persone

categoria B adibiti al trasporto di cose

accompagnate solo da persone addette

all’azienda

Gli elevatori si dividono in cinque categorie:

CATEGORIE

categoria D appartengono i

montacarichi per il solo trasporto

di cose, portata non superiore a 25

kg e non accessibile a persone:

montaposte, montavivande, ecc.

categoria E appartengono gli

ascensori a cabine multiple, a moto

continuo, adibite al trasporto di

persone

PICCOLI MONTACARICHI

Categoria D. Nei ristoranti,

negli uffici, nelle

biblioteche, negli ospedali,

e dovunque sia necessario

movimentare grosse e

piccole quantità di merci, i

Piccoli Montacarichi

trasportano piatti e

vivande, posta e documenti,

libri e medicinali, ecc.

Montalettighe. Per gli ospedali e le case di cura

Gli ascensori speciali si

utilizzano quando le esigenze

progettuali impongono la

scelta di un impianto con

caratteristiche speciali, quali

ad esempio particolari cabine

panoramiche, ascensori

inclinati, impianti di grossa

portata etc.,

ASCENSORI SPECIALI

Gli ascensori possono essere a comando idraulico. La

cabina è direttamente fissata al pistone di sollevamento e

l’apparecchiatura di sollevamento può essere situata al di

fuori del vano.

L’impianto è a bassa velocità, breve corsa e richiede

elevati valori di potenza installata.

Richiede un pozzetto con profondità pari alla corsa per

alloggiare il cilindro: non richiede vani al di fuori di quello

della corsa.

ASCENSORI A COMANDO IDRAULICO

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Vano di corsa: spazio libero dove si muove

la cabina e il contrappeso

Extracorsa: la distanza che la cabina può

percorrere oltre il piano estremo, dopo

l’intervento dell’interruttore di extracorsa

e prima che la cabina, o il contrappeso, si

fermi sugli arresti fissi, o sugli

ammortizzatori completamente compressi.

Extracorsa superiore o testata: la parte

del vano di corsa, sopra il livello del piano

più alto servito dall’elevatore

ELEMENTI COSTITUTIVI DEGLI

IMPIANTI

Extracorsa inferiore o fossa: la parte del

vano di corsa sotto il livello del piano più

basso servito dall’elevatore.

Locale macchinario: contiene il complesso

degli organi atti a muovere la cabina,

composto principalmente dal motore di

sollevamento e dall’argano e dal freno. Nel

locale trovano posto anche gli organi di

manovra del macchinario stesso.

EXTRACORSA

Cabina: elemento dell’elevatore destinato a contenere e

trasportare il carico. L’altezza non deve essere inferiore ai 2 m.

Scorre su guide ed è sostenuta da una intelaiatura metallica.

Guide: organi destinati a

vincolare il movimento della

cabina e del contrappeso. Sono

del tipo rigido formate da

elementi in acciaio trafilato a

freddo o profilato a caldo

opportunamente fresate e

piallate sulle facce di

scorrimento.

CABINA E GUIDE

Contrappeso ha il compito di

equilibrare la cabina e in parte

il suo carico. Il peso del

contrappeso equivale infatti al

peso della cabina, più il peso

della metà del carico.

Porte di accesso cabina:

possono essere ad apertura

manuale, semiautomatica,

automatica. L’apertura

automatica permette una più

rapida entrata ed uscita

dell’utente.

CONTRAPPESO E PORTE

Non deve contenere tubazioni, condutture o canne fumarie

che non siano proprie dell’impianto. Deve avere una

altezza non inferiore a 2 m; deve essere areato e illuminato

direttamente dall’esterno.

Nel caso di edifici superiori ai

24m o edifici industriali deve

essere, come il vano da corsa,

isolato dagli altri ambienti da

pareti e porte cieche di

materiale incombustibile,

oltre ad essere munito di

apertura per lo scarico dei

fumi.

LOCALE MACCHINE