Struttura portante: fondazioni dirette, indirette e scale in acciaio

Struttura Portante

Strutture di fondazione

def. Unità tecnologica che funge da collegamento statico tra suolo ed edificio. Ha il compito di trasmettere a terra i carichi dell'edificio, permanenti (peso dei materiali) e accidentali (neve), assicurando la stabilità della costruzione.

Fasi della fondazione

1. Sbancamento: asportazione del terreno all'interno dell'area che costituisce l'impronta a terra dell'edificio. La profondità dello scavo varia in base alla presenza di parti interrate dell'edificio. Se terreno coerente, scavi in corrispondenza all'impronta dell'edificio. Se terreno incoerente (franoso), si allarga il perimetro seguendo un andamento a gradoni per evitare crolli del terreno entro il piano di appoggio delle fondazioni.
2. Magrone: strato di calcestruzzo magro (cioè povero di cemento) dello spessore di 3-4 cm che viene steso sul terreno creando un piano d'appoggio livellato
3. Fondazioni: di tipo diretto o indiretto

Fondazioni dirette

def. strutture che trasmettono direttamente i carichi al terreno attraverso la superficie d'appoggio. Utilizzate in presenza di terreni resistenti o a poca profondità rispetto al piano di campagna.

Fondazioni dirette discontinue

Corrisponde solitamente a una struttura di elevazione discontinua (puntiforme/a telaio). I carichi sono distribuiti in punti precisi.

Elementi tecnici delle fondazioni discontinue

• plinto, che ha la funzione di ampliare la base del pilastro per ripartire gli sforzi su una superficie sufficiente di terreno. Ha forma in genere troncopiramidale a base quadrata.
• cordoli, collegamenti tra i plinti per evitare cedimenti differenziati. materiali: c.a., acciaio. particolarità: "plinto zoppo" = base tagliata a metà perchè posti in aderenza a costruzioni preesistenti.

Fondazioni dirette continue

Corrisponde solitamente a una struttura di elevazione continua (platea), o a una struttura di elevazione discontinua quando i pilastri hanno un passo molto fitto (travi rovesce). I carichi sono distribuiti in modo uniforme.

Elementi tecnici delle fondazioni continue

• platea, sorta di solaio pieno capace di ripartire i carichi su una superficie il più vasta possibile. (metodo molto costoso perchè tanto materiale) Document shared on https://www.docsity.com/it/appunti-fondamenti-di-tecnologie-con-prof-ilaria-oberti/8730179/ Downloaded by: lorenzo-pozzi-4 (pozzi.lorenzo4@gmail.com)- travi rovesce, strutture monodirezionali orizzontali che trasmettono i carichi dai pilastri al terreno. Hanno una sezione a T capovolta. Talvolta sono unite da cordoli trasversali di irrigidimento. Quando è necessario rendere particolarmente rigida la fondazione i cordoli diventano anch'essi delle travi rovesce dando vita alla fondazione a travi rovesce incrociate oppure viene inserita una trave rovescia in testata. Sono dette "rovesce" perché hanno il comportamento inverso delle travi che troviamo nella struttura in elevazione orizzontale.
• platea nervata, platea irrigidita da travi principali e secondarie ortogonali tra loro materiali: c.a.

Fondazioni indirette

def. strutture di fondazione che si rendono necessarie quando il terreno superficiale presenta una resistenza unitaria modesta mentre il terreno resistente si trova a una profondità maggiore di 5-6 metri rispetto al piano di campagna.

Elemento tecnico delle fondazioni indirette

• pali, messi in serie e opportunamente distanziati tra di loro in funzione del loro diametro. Esistono diversi tipi di pali:
  • battuti (legno, c.a., acciaio), con una serie di colpi
  • gettati in opera con/senza asportazione del terreno, battuti nel terreno poi riempiti di calcestruzzo e infine recuperati
  • micropali, costituiti in opera con tuboforma dotato di valvole laterali da cui fuoriesce il calcestruzzo in modo da aumentare il diametro del palo per farlo consolidare al terreno.

Document shared on https://www.docsity.com/it/appunti-fondamenti-di-tecnologie-con-prof-ilaria-oberti/8730179/ Downloaded by: lorenzo-pozzi-4 (pozzi.lorenzo4@gmail.com)Strutture in elevazione def. insieme degli elementi costruttivi che assolvono alla funzione statica principale di copertura dell'edificio (capriate, volte, cupole), di orizzontamento (solai) e di sostegno verticale (muri). Si identificano con gli elementi dell'edificio visibili al di sopra del piano di campagna.

Sistemi strutturali in elevazione

Possono essere realizzate secondo 2 sistemi strutturali:

1. sistemi continui: elementi verticali continui = muri/setti/pannelli, elementi orizzontali lineari = cordoli, elementi orizzontali piani = solai.
2. sistemi puntiformi: elementi verticali lineari = pilastri, elementi orizzontali lineari = travi, elementi orizzontali piani = solai.

Strutture verticali continue (a parete portante)

def. strutture in elevazione continue che assolvono anche la funzione di involucro assicurando il benessere termoigrometrico, il benessere acustico e la protezione dagli agenti atmosferici.

Schema di trasmissione dei carichi

!!! fondazione continua > struttura in elevazione continua I carichi sono diffusi e con questo termine si intendono:

• carichi permanenti: peso delle strutture dell'edificio
• carichi d'esercizio: il nostro peso nell'edificio
• carichi accidentali: neve ecc.
• spinta del terreno

Per irrigidire la struttura vengono impiegate delle pareti di taglio disposte ortogonalmente alle pareti portanti. I solai vengono orditi in modo che poggino sui muri portanti e sono costituiti da una orditura di travetti in laterocemento che scaricano il loro peso sulla trave posta sulla sommità del muro portante.

Schemi strutturali delle pareti portanti

3 schemi strutturali:

1. elementi verticali portanti disposti longitudinalmente, gli elementi di irrigidimento sono disposti ortogonalmente ad essi van: distribuzione degli spazi interni più libera svan: aperture limitate (a causa del ruolo portante volto dal muro)
2. elementi verticali portanti disposti trasversalmente, gli elementi di irrigidimento sono disposti ortogonalmente ad essi van: aperture più libere svan: distribuzione degli spazi interni vincolata dal passo strutturale
3. elementi verticali portanti disposti a cellule, utilizzato per vani scala e ascensori svan: molto vincolante e poca flessibilità

La scelta dello schema dipende dalle esigenze tipologiche e linguistiche del progetto. materiali: mattoni (+ tradizionale), setti e pannelli in c.a. (+ veloce e economico) particolarità: "muro di spina" = muro su cui poggia la linea di colmo della copertura, ha funzione statica Document shared on https://www.docsity.com/it/appunti-fondamenti-di-tecnologie-con-prof-ilaria-oberti/8730179/ Downloaded by: lorenzo-pozzi-4 (pozzi.lorenzo4@gmail.com)

Strutture in mattoni

def. assemblaggio di mattoni/blocchi mediante l'interposizione di materiale legante (malte) di 1 cm. Mattoni/blocchi: funzione statica di resistenza ai carichi Malta: funzione statica di ripartire in modo uniforme i carichi trasmessi sulle superfici dei blocchi Tecnica muraria: l'ordinata disposizione dei mattoni avendo cura della concatenazione tra gli elementi tramite lo sfalsamento dei giunti

Dimensioni dei mattoni

12 cm : questa costituisce la testa del mattone muro a 2 teste = 12 + 1 + 12 = 25 cm muro a 3 teste = 12 + 1 + 12 + 1 + 12 = 38 cm 25 cm : lunghezza ! La muratura portante è resistente a compressione ma non a trazione

Possibili cedimenti

Possibili cedimenti possono insorgere nel caso di:

• spinte orizzontali (vento, sismi ... ): si costruiscono muri di taglio, disposti ortogonalmente rispetto alla giacitura della muratura principale
• carichi eccentrici (non uniformi)
• muratura troppo snella materiali: tradizione: mattone pieno oggi: mattoni/blocchi forati (+ leggeri, + maneggevoli, + isolanti)

Strutture in c.a. gettato in opera

def. accostamento di calcestruzzo e armatura metallica. Generalmente trovano impiego nella realizzazione di vani per le scale e ascensori, muri di controventamento, muri perimetrali di ambienti interrati.

Tipi di casseri

Il getto in opera degli elementi portanti avviene entro i casseri, ne abbiamo 2 tipi:

1. a perdere: se risultano parte integrante dell'elemento finito
2. reimpiegabili: una volta che il getto si è solidificato possono essere rimossi e usati per un ulteriore getto materiali: legno, polistirene, schiume poliuretaniche van: contrae i tempi di esecuzione (a cui va aggiunto il tempo necessario di maturazione del getto, circa 28 giorni, che può essere ridotto inserendo particolari additivi nell'impasto cementizio) svan: scarsa coibenza termoacustica, grandi vincoli planimetrici

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Strutture verticali puntiformi (a telaio)

def. strutture in elevazione puntiformi costituite da supporti verticali isolati (pilastri) ed elementi orizzontali lineari (travi) e bidimensionali (solai) connessi in modo da formare un insieme indeformabile rispetto alle azioni cui l'edificio è sottoposto. Questo tipo di strutture sono state introdotte con l'avvento dell'acciaio e del c.a.

Schema di trasmissione dei carichi a telaio

solai > travi > pilastri > sistemi di fondazione (plinti) !! i pilastri trasmettono i carichi concentrati al sistema di fondazione. materiali: c.a., acciaio, legno. particolarità: i pilastri di un telaio possono avere dimensione diversa, infatti i pilastri più in basso devono sostenere un peso maggiore rispetto a quelli in alto. La struttura a telaio può essere irrigidita mediante strutture di controvento (pareti di taglio). van: meno ingombrante a livello volumetrico, possibilità di realizzare elementi di chiusura completamente vetrati (affermarsi della trasparenza). svan: scarso isolamento termico e acustico (a causa della scarsa massa dell'edificio), formazione di ponti termici in corrispondenza tra struttura portante e tamponamento esterno, molto più costose.

Pilastri in c.a. gettato in opera

3 cm (copriferro) 30cm tondini verticali dell'armatura 30 cm 40 cm La sezione standard di un pilastro in c.a. è 30x30 (quadrato) e 30x40 (rettangolo) con armatura costituita da tondini verticali che corrono lungo l'intera altezza del pilastro e sono posti lungo il perimetro della pianta in corrispondenza degli spigoli e delle fibre tese. I ferri longitudinali sono collegati trasversalmente da staffe orizzontali. In queste dimensioni sono compresi 3 cm di copriferro che costituiscono uno strato di calcestruzzo a contatto tra l'armatura e il filo esterno del pilastro !!! L'armatura ha la funzione di contenere la deformazione del calcestruzzo dovuta al peso che grava sul pilastro. particolarità: i pilastri possono avere anche sezione poligonale e circolare (in questo caso i casseri non sono in legno ma in cartone molto resistente).

Pilastri in acciaio

L'acciaio comporta dei problemi legati alle sue proprietà fisiche-meccaniche. van: riduzione dei pesi degli elementi portanti. svan: scarsa resistenza al fuoco (l'acciaio perde notevolmente resistenza quando esposto prolungatamente ad alte temperature, oltre 300°) > necessità di prevedere sistemi di rivestimento e protezione al fuoco delle strutture. Possono avere sezione: Document shared on https://www.docsity.com/it/appunti-fondamenti-di-tecnologie-con-prof-ilaria-oberti/8730179/ Downloaded by: lorenzo-pozzi-4 (pozzi.lorenzo4@gmail.com)