02/03/11 Novembre 2008 1

Lez. 8- Gli elementi costruttivi- Struttura portante

UNIVERSITADEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA CdL SCBAACorso di Storia e Conservazione dei Beni Architettonici e Ambientali-Classe L-43

DASTECDipartimento "Arte Scienza e Tecnica del Costruire"Anno Accademico 2010-2011

Materiali tradizionali dellarchitettura e del risparmio energetico (8 cfu)

Docente: Cherubina Modaffari

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Indice

IntroduzioneStruttura Portante

Struttura di fondazioneStruttura di elevazione verticale e orizzontaleStruttura di contenimento verticale e orizzontale

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Introduzione

NORMATIVA DELLA QUALIT.ESIGENZE/REQUISITI/PRESTAZIONI

La normativa della qualit una guida per le decisioni progettuali e per il controllo delle qualit da realizzare.

E uno strumento articolato, fondato sui concetti di esigenza, requisito e prestazione, che pone la necessitdi distinguere i due aspettifondamentali dellintervento progettuale:

laspetto ambientale(tipologico, spaziale e microclimatico);

aspetto tecnologico.

ESIGENZA: ci che, di necessit, si richiede per il normale svolgimento di una attivit. La norma UNI 8290 fornisce le seguenti esigenze: benessere sicurezza fruibilit gestione integrabilit aspetto salvaguardia dellambiente economicit durabilit controllabilit programmabilit

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Introduzione

REQUISITO: trasposizione di unesigenza in un insieme di caratteri che la connotano.

Il requisito la richiesta rivolta ad un determinato elemento edilizio (spazio, ambiente o componente) di possedere caratteristiche di funzionamento tali da soddisfare determinate esigenze.

NORMATIVA DELLA QUALIT.ESIGENZE/REQUISITI/PRESTAZIONI

PRESTAZIONE: comportamento nelluso di un elemento edilizio, riferito ai caratteri che connotano un requisito.

Le prestazioni descrivono il comportamento di un determinato componente o elemento edilizio allatto dellimpiego.

Il materiale scelto influenza in modo significativo lottenimento delle prestazioni necessarie.

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Introduzione

LA PROGETTAZIONE TECNOLOGICA DEL SISTEMA EDILIZIO

SISTEMA EDILIZIO: insieme strutturato delle caratteristiche prestazionali che determina il livello di qualit delloggetto edilizio, espresso dai sistemi parziali o sottosistema ambientale e tecnologico;

Sottosistema ambientale: insieme strutturato delle caratteristiche qualitative dello spazio che prescindendo dagli elementi di involucro, concorrono a soddisfare gli obiettivi prestabiliti;

Sottosistema tecnologico: insieme strutturato delle caratteristiche fisiche degli elementi di involucro che rendono possibile il raggiungimento totale degli obiettivi.

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Introduzione

CLASSIFICAZIONE DEL SOTTOSISTEMA TECNOLOGICO

La classificazione UNI 8290 (1981) fornisce larticolazione delle unittecnologiche e degli elementi tecnici nei quali scomponibile il sistema tecnologico.

La scomposizione presenta tre livelli e d luogo a tre insiemi denominati:Classi di unit tecnologicheUnit tecnologiche (raggruppamento di funzioni, compatibili

tecnologicamente, necessarie per lottenimento di prestazioni prestabilite)

Classi di elementi tecnici (elementi capaci di svolgere completamente o parzialmente funzioni proprie di una o pi unittecnologiche)

LA PROGETTAZIONE TECNOLOGICA DEL SISTEMA EDILIZIO

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Introduzione

2.1.1 Pareti perimetrali vert.2.1.2 Infissi esterni vert.

2.2.1 Solai a terra2.2.2 Infissi orizzontali

2.3.1 Solai su spazi aperti

2.4.1 Coperture2.4.2 Infissi esterni orizzontali

2.1 Chiusura verticale

2.2 Chiusura orizzontale inferiore

2.3 Chiusura orizz. su spazi esterni

2.4. Chiusura superiore

2. Chiusura

1.1.1 Strutt. di fond. dirette1.1.2 Strutt. di fond. indirette

1.2.1 Strutt. di elev. verticali1.2.2 Strutt. di elev. orizzontali e inclinate1.2.3 Strutt. di elev. spaziali

1.3.1 Strutt. di cont. verticali1.3.2 Strutt. di cont. orizzontali

1. 1 Struttura di fondazione

1. 2 Struttura di elevazione

1. 3 Struttura di contenimento

1. Struttura portante

Classi di Elementi TecniciUnit TecnologicheClassi di Unit Tecnologica

SCHEMA DI CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA NORMA UNI 8290

LA PROGETTAZIONE TECNOLOGICA DEL SISTEMA EDILIZIO

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Introduzione

SCHEMA DI CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA NORMA UNI 8290

4.1.1 Elementi di protezione4.1.2 Elementi di separazione

4.2.1 Balconi e logge4.2.2 Passerelle

4.3.1 Scale esterne4.3.2 Rampe esterne

4.1 Partizione esterna verticale

4.2 Partizione esterna orizzontale

4.3 Partizione esterna inclinata

4. Partizione esterna

3.1.1 Pareti interne verticali3.1.2 Infissi interni verticali3.1.3 Elementi di protezione

3.2.1 Solai3.2.2 Soppalchi3.2.3 Infissi interni orizzontali

3.3.1 Scale interne3.3.2 Rampe interne

3.1 Partizione interna verticale

3.2 Partizione interna orizzontale

3.3 Partizione interna inclinata

3. Partizione interna

Classi di Elementi TecniciUnit TecnologicheClassi di Unit Tecnologica

LA PROGETTAZIONE TECNOLOGICA DEL SISTEMA EDILIZIO

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Struttura Portante: Sistemi strutturali di fondazione

Il compito della struttura portante nellorganismo edilizio :Assicurare la trasmissione dei carichi delle varie parti dellorganismo edilizio al terreno

Assicurare la convivenza funzionale e strutturale tra i vari elementi tecnici dell organismo edilizio

Assicurare lequilibrio statico e dimanico dei vari elementi tecnici dellorganismo edilizio in esercizio

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Struttura Portante: Sistemi strutturali di fondazione

quali sono i carichi a cui la struttura deve fare fronte:

il carico permanente dovuto al peso proprio degli elementi, sia strutturali portanti che portati;i carichi accidentali di esercizio delledificio;i carichi accidentali ambientali a cui pu essere sottoposto lorganismo edilizio nel suo ciclo di vita utile.

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Sistemi strutturali di fondazione

Affinch la struttura portante possa assolvere in modo efficiente al suo compito fondamentale la progettazione del suo collegamento strutturale con il terreno su cui insiste ledificio, ovvero della STRUTTURA DI FONDAZIONE

La progettazione degli elementi strutturali di FONDAZIONE e lindividuazione di un adeguato piano di fondazione, rappresentano il momento della progettazione della messa in EQUILIBRIO DEI RAPPORTI DIFORZA TRA EDIFICIO E TERRENO.

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Per fondazione si intende lunit tecnologica che funge da collegamento statico tra edificio e suolo e che ha il compito di trasmettere a terra i carichi imposti alla costruzione.

Definizione (Uni 8290)

Sistemi strutturali di fondazione

FONDAZIONE o Struttura di fondazione

TERRENO

FONDAZIONE

STRUTTURA PORTANTE IN ELEVAZIONE

FORMANO UN INSIEME FUNZIONALE CHE DEVE ESSERE CONSIDERATO COME UN INSIEME UNITARIO

Le fondazioni saranno quindi progettate in funzione di:

CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE E COSTRUTTIVE DELLORGANISMO EDILIZIO CARATTERISTICHE MECCANICHE DEL TERRENO DI FONDAZIONE

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Sistemi strutturali di fondazione

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Sistemi strutturali di fondazione

Criteri di progettazione

I dati necessari alla progettazione delle strutture di fondazione sono:

La PORTANZA del terreno

I CARICHI TRASMESSI a terra dalledificio

La MORFOLOGIA dellarea di progetto e la posizione delledificio

La PROFONDITA DEL PIANO DI FONDAZIONE, ovvero del piano di posadelle fondazioni

Criteri di classificazione

La uni 8290 articola lunit tecnologica

1.2. STRUTTURE DI FONDAZIONE in :

1.1.1. Strutture di fondazione DIRETTE

1.1.2. Strutture di fondazione INDIRETTE

Nella pratica le strutture di fondazione possono esser classificate in base alla loro morfologia, al loro comportamento statico, alla qualit del terreno su cui insistono.

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Sistemi strutturali di fondazione

Criteri di classificazione

Esistono quindi diverse classificazioni derivate da:

Lestensione della superficie di appoggio;

La profondit del terreno resistente;

La presenza o meno di acqua nel terreno;

La modalit di trasmissione dei carichi al terreno resistente;

La natura del terreno resistente

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Sistemi strutturali di fondazione

FONDAZIONI DIRETTE

O SUPERFICIALI

CONTINUE

Cordoli

Travi rovesce

A platea

Scatolari

DISCONTINUE

A plinti isolati

A plinti collegati

Combinate

Criteri di classificazione

La Uni 8290 pu quindi essere comunque arricchita in base a tutte queste indicazioni come segue:

FONDAZIONI INDIRETTE

O PROFONDE

A POZZO

A DIAFRAMMA

Continue

Discontinue

SU PALI

Prefabbricati

Gettati in opera

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Sistemi strutturali di fondazione

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Sistemi strutturali di fondazione

Fondazioni dirette plinto

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Sistemi strutturali di fondazione

Fondazioni dirette a trave rovescia

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Sistemi strutturali di fondazione

Fondazioni dirette

tipi di nodo pilastro in acciaio e fondazione in c.a. realizzati con differenti tipi di vincolo: cerniera, semincastro, incastro perfetto.

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Sistemi strutturali di fondazione

Fondazioni indirette pali gettati in opera

Palo battuto con casseforme recuperabile

Palo trivellato senza cassaforma

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Sistemi strutturali di elevazione

LA STRUTTURA SI INDENTIFICA QUASI COMPLETAMENTE CON LEDIFICIO NELLA CULTURA COSTRUTTIVA PRE-MODERNA.Non esiste quasi separazione tra elementi strutturali ed elementi di completamento, finitura,chiusura e partizione.

La separazione e la classificazione degli elementi strutturalirispetto ad involucro e partizioni un concetto della cultura costruttiva moderna.La riconoscibilit degli elementi costruttivi conseguenza della riconoscibilit delle funzioni specifiche di ogni singolo elemento.

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Sistemi strutturali di elevazione

LA STRUTTURA ESEMPRE CHIARAMENTE RICONOSCIBILE NELLEDIFICIO MODERNO.

NE CONDIZIONA O NE ASSECONDA LA FORMA

CONVIVE O SI INDENTIFICA CON ALTRI ELEMENTI TECNICI E COSTRUTTIVI

SUPPORTA IN MODO INDIPENDENTE ALTRI ELEMENTI TECNICI E COSTRUTTIVI

La SPECIALIZZAZIONE degli elementi tecnici strutturali deriva dalla specializzazione dellePRESTAZIONI DEI MATERIALI,quindi dallevoluzione della ricerca tecnica e della capacit di calcolo strutturale derivata dalla maggiore conoscenza delle propriet dei materiali.

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Criteri di classificazione

La uni 8290 articola lunit tecnologica

1.2. STRUTTURE DI ELEVAZIONE in :

1.2.1. Strutture di elevazione verticale

1.2.2. Strutture di elevazione orizzontali e inclinate

1.2.3 Strutture di elevazione spaziali

La classificazione proposta dalla norma sempre una classificazione di carattere funzionale.

Sistemi strutturali di elevazione

Linsieme delle unit tecnologiche e degli elementi tecnici aventi funzione di sostenere i carichi del sistema edilizio, trasmettendoli alle strutture di fondazione, e di collegarne staticamente le sue parti.

Definizione (Uni 8290)

Le Strutture di elevazione

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Le strutture in elevazione sono comunque anche individuabili permorfologia e caratteristiche costruttive, e quindi organizzati in diversi sistemi costruttivi, ovvero

SISTEMI COSTRUTTIVI CONTINUI

SISTEMI COSTRUTTIVI PUNTIFORMI

SISTEMI COSTRUTTIVI MISTI

Sistemi strutturali di elevazione

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Sistemi Costruttivi ContinuiLe tecnologie principali di questo tipo di sistemi costruttivi sono due:

LA MURATURA

IL CEMENTO ARMATO

in particolare sono individuabili:

sistemi continui in

MURATURA PORTANTE

sistemi continui in MURATURA PORTANTE ARMATA

sistemi continui inCALCESTRUZZO ARMATO

Sistemi strutturali di elevazione

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Sistemi Costruttivi Continuiin particolare gli elementi costruttivi che si possono realizzare sono:

MURATURA ORDINARIA:laterizi,pietra naturale, blocchi di calcestruzzo

MURATURA ARMATA: laterizi

CALCESTRUZZO ARMATO: pareti portanti in c.a. gettato in opera, pannelli prefabbricati in c.a.

STRUTTURE IN LEGNO:pareti leggere a intelaiatura lignea realizzati in opera,pannelli prefabbricati

Sistemi strutturali di elevazione

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SISTEMI CONTINUI

Criteri di progettazione

I sistemi strutturali continui sono sistemi caratterizzati da una grossaRIGIDITA, dovuta alle caratteristiche della progettazione strutturale degli elementi.

La necessaria CONTINUITA degli elementi strutturali di questi sistemi condiziona lintera progettazione delledificio.

Interviene su:

PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA

IMPIANTISTICA

GESTIONALE E DICANTIERE

Sistemi strutturali di elevazione

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SISTEMI CONTINUI in muratura portante

Sistemi strutturali di elevazione

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SISTEMI CONTINUI in muratura portante armata

Sistemi strutturali di elevazione

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SISTEMI CONTINUI in calcestruzzo armato

Sistemi strutturali di elevazione

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CLASSIFICAZIONE: Sistemi Costruttivi Puntiformi

Sistemi strutturali di elevazione

Le tecnologie principali di questo tipo di sistemi costruttivi sono tre:

IL LEGNO

LACCIAIO

IL CEMENTO ARMATO

in funzione dei procedimenti

costruttivi sono individuabili:

sistemi puntiformi in REALIZZATI IN OPERA

sistemi puntiformi in PREFABBRICATI

sistemi puntiformi in SEMI-PREFABBRICATI

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Sistemi Puntiformi

Sistemi strutturali di elevazione

Disposizione planimetrica delle maglie strutturali Posizione dei pilastri in relazione alla parete esterna

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Sistemi Puntiformi

Sistemi strutturali di elevazione

Criteri funzionali e morfologici

I sistemi puntiformi sono caratterizzati da:

Elementi VERTICALI LINEARI (pilastri, colonne, montanti) che convogliano e trasmettono le sollecitazioni al sistema di fondazione in forma concentrata, anzich diffusa come nei sistemi continui;

Elementi di ORIZZONTAMENTO costituiti da elementi PIANI BIDIMENSIONALI, accompagnati da elementi lineari di collegamento (travi).

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Sistemi Puntiformi in calcestruzzo armato

Sistemi strutturali di elevazione

Nodo pilastro/trave c.a. gettato in opera

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I travetti sono gettati in opera. La sagoma delle pignatte fornisce una cassaforma per il getto. Lintonaco allintradosso del solaio ha un supporto continuo ed omogeneo

I travetti prefabbricati fanno da appoggio alle pignatte.Il comportamento dellintonaco allintradosso cambier in funzione del materiale di costituzione dei travetti.

Sistemi di elevazione orizzontale:

Solaio in latero-cemento

Sistemi strutturali di elevazione

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Sistemi Puntiformi in acciaio

Sistemi strutturali di elevazione

Pilastro prefabbricato in profilato di acciaio

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La scelta costruttiva influenzer lo spessore dellimpalcato e la vista dellintradosso.

Sistemi strutturali di elevazione

Sistemi di elevazione orizzontale

in acciaio: solai

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Sistemi strutturali di elevazione

Sistemi di elevazione inclinate

Coperture inclinate: strutture miste

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Elementi verticali

Hanno la funzione di consentire tagli del terreno e di contrastare le spinte esercitate dai terrapieni che in questo modo si vengono a formare.

Le soluzioni costruttive pi frequenti prevedono

l'uso di muratura pi o meno legata

il conglomerato cementizio armato, gettato in opera o prefabbricato

altri materiali (legno, acciaio).

Sistemi strutturali di contenimento

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Le classificazioni dei muri di sostegno possono dipendere da molti fattori: materiale, geometria della sezione, ecc.; quella pi usuale mette in relazione la loro configurazione con quella del terrapieno sostenuto.

Alcune modalit di cedimento dei muri di sostegno

Sistemi strutturali di contenimento

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In relazione a ci, si possono avere:1. Muri di sostegno2. Muri di sottoscarpa3. Muri di controripa

I primi sostengono un rilevato per tutta la sua altezza; i muri di sottoscarpa hanno altezza inferiore a quella del terrapieno; quelli di controripa sono addossati a pareti di trincee inclinate.

1

2

3

Sistemi strutturali di contenimento

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muri a sbalzo: in c.a. in c.a. debolmente armato o semigravit in acciaio in elementi prefabbricati in c.a. con blocchi cassero in c.a.

opere speciali: strutture intelaiate rivestimenti delle scarpate gabbionate palancolate, palificate, diaframmi opere rinforzate con tiranti. Muro a sbalzo: La base del muro

conformata in maniera tale da resistere alle spinte di ribaltamento e di scostamento

In relazione al loro principio statico e di funzionamento:muri semplici o a "gravit": in muratura di pietrame a secco; in muratura di pietrame con malta;

Muro di sostegno a gravit

Sistemi strutturali di contenimento

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Elementi di contenimento orizzontali

Strutture che contribuiscono a ripartire uniformemente sul terreno i carichi agenti sulla superficie orizzontale sovrastante e che garantiscono il drenaggio dell'umidit da risalita.

La loro esecuzione avviene normalmente attraverso un vespaio in pietrame di cava, di grossa e media pezzatura e una sovrastantesoletta in conglomerato cementizio gettata in opera.

La soletta viene leggermente armata per garantire l'integrit della struttura anche in casi di piccoli assestamenti del terreno.

Oltre alla soluzione tradizionale si utilizzano elementi modulari a volta in PVC, che, accostati, determinano il supporto per il getto.

Sistemi strutturali di contenimento

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Elementi di contenimento orizzontali

Sistemi strutturali di contenimento

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Elemento modulare in materiale plastico (PVC)

Vantaggi: Barriera al vapore

Ottima capacit portante

Aerazione nelle due direzioni

Rapidit di posa e di esecuzione

Convogliamento allesterno dellumidit e del gas radioattivo radon

Elevata adattabilit a qualsiasi superficie dappoggio

Sistemi strutturali di contenimento

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Riferimenti bibliografici

AA.VV.(1995) Manuale di Progettazione edilizia, vol. 4, Hoepli, Milano

M.C. Torricelli, R. Del Nord, P.Felli (2004), Materiali e tecnologie dellarchitettura, ed. Laterza, Bari

Mandolesi E. (1978), Edilizia, Utet, Torino

AA. VV.(1990), Costruire a regola d'arte. Repertorio di soluzioni tecniche conformi e di specifiche di prestazione per la formazione di capitolati di appalto, BE.MA ,Milano vol. 6 strutture, 1991