TEC - Lezione 01b - UniBg

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI BERGAMO

SCHELETRO PORTANTE


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


SCHELETRO PORTANTE IN CALCESTRUZZO ARMATO


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 leggeriInerte = argilla espansa o granulato di pomice o vermiculiteNon adatto per strutture armate


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


DISPOSIZIONE DELLE ARMATURECopriferro

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

→ CopriferroNormalmente circa 2 cm; fino a 5 cm in ambienti aggressivi (zone marine, terreni corrosivi, vicinanza di fabbriche, ecc.)


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


CASSEFORME - Disarmo

Dopo il raggiungimento dei valori minimi di resistenza del calcestruzzo.In genere non prima di:

3 gg. per fianchi di travi e pilastri10 gg. per travi e solette (lasciando alcuni puntelli) 24 gg. per puntelli di travi e solette28 gg. per sbalzi


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


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


SCHELETRO PORTANTE IN CALCESTRUZZO ARMATO

Fondazioni 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 plinti→– a maglia chiusa travi rovesce, zattere→– continue platee→

- indirette 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)


Fondazioni dirette - Sequenza operativa

- scavo con asportazione del terreno fino a raggiungere lo strato resistentese 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


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


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


Plinti alti e rigidi

Hanno sezione tronco-piramidale con le facce laterali inclinate di circa 60°Sono molto alti e poco armatiLavorano esclusivamente a sollecitazioni di compressioneSi utilizza un calcestruzzo di resistenza inferiore a quella delle strutture in elevazione


Plinti bassi e flessibili

Hanno sezione tronco-piramidale meno pronunciataSono molto più leggeri e armati di quelli rigidiLe armature hanno il compito di assorbire le sollecitazioni di flessione e taglioSi utilizza lo stesso calcestruzzo adoperato per le strutture in elevazione


Per comodità oggi si preferisce realizzare i plinti a sezione rettangolare

Armatura di un plinto

1. pilastro2. ferri di ripresa3. armatura del pilastro4. plinto5. armatura del plinto6. magrone


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


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


Travi rovesce

Per un pre-dimensionamento delle fondazioni a travi rovesce si può valutare l’altezza h = 1/5 ÷ 1/6 della luce


Travi rovesce

Si definiscono rovesce perché hanno un comportamento opposto alle travi in elevazione


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 continueSpesso sono un’alternativa alle fondazioni indiretteLa soletta potrebbe essere irrigidita da nervature (travi secondarie) fino a diventare una piastra nervata con la superficie piana rivolta verso il basso


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 Φ tra 40 e 200 cmMicropali Φ tra 8 e 25 cm

Pali:- in legno- in calcestruzzo armato- in acciaio


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


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


Armatura pilastri


TRAVI

- emergenti h = 1/10 della luce da coprire- in spessore 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]


BIBLIOGRAFIA

Dispense dei corsi di Architettura tecnica tenuti dai proff. Giuseppe Margani e Gaetano Sciuto presso il corso di laurea in Ingegneria civile e ambientale dell'Università degli Studi di Catania

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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