Struttura, tecnologia e tecniche costruttive

Struttura, tecnologia e tecniche costruttive

Progettare comporta il saper rispondere almeno a queste domande:

Che cosa è un edificio?

Qual è la sua funzione?

Come interagisce con l’ambiente che lo ospita?

Che cosa è un edificio?

Un edificio è il prodotto di una operazione di trasformazione pianificata di un ambiente, di un luogo o di uno spazio.

Qual è la sua funzione?

Definire, delimitare, contenere, proteggere uno spazio affinché sia possibile fruirne in modo coerente con le esigenze che lo hanno generato.

Come interagisce con l’ambiente che lo ospita?

Un edificio rappresenta l’elemento complesso di mediazione fisica tra ambiente esterno e interno, ovvero separa/mette in comunicazione le azioni/interazioni, le forze, le attività che caratterizzano i due ambienti.

Che cosa è un edificio?

La natura materiale e fisico-geometrica dell’edificio comporta che ogni sua parte sia sottoposta all’azione di forze connesse ad agenti ambientali quali:

• Forze peso (forza gravitazionale);
• Il carico del vento;
• Le scosse telluriche;
• Il movimento degli oggetti contenuti;
• …

Queste azioni possono essere di carattere statico o dinamico, come di carattere permanente o accidentale.

Affinché l’edificio possa realizzare il fine per cui è stato realizzato deve comunque mantenere le sue caratteristiche fisiche e geometriche indipendentemente dalle azioni a cui è sottoposto, ovvero deve risultare stabile, resistente, non deformabile.

Morgan Library - New York 2000-2006. RPBW

Queste condizioni devono essere garantite dagli elementi strutturali che sono chiamati ad assorbire gli effetti meccanici di tutte le azioni che vengono esercitate sull’edificio.

Che cosa è una struttura?

“Un insieme qualsiasi di materiali destinato a sostenere dei carichi” (J.E. Gordon)

• Insieme naturale di materiali naturali non progettati per convivere tra di loro (una montagna, un albero, una cellula…);
• Insieme artificiale di materiali naturali e artificiali progettato per convivere, realizzare una efficace convivenza tra le sue pareti componenti.

Per la comprensione e la progettazione di una struttura efficace è importante saper riconoscere e prevedere due famiglie di fattori:

• Le azioni che verranno esercitate, che andranno sopportati; quindi i carichi;
• Le caratteristiche meccaniche dei materiali che costituiranno le strutture.

Definizioni teoriche preliminari

Isaac Newton (1642-1727)

Terza legge di Newton: forze, azione e reazione sono uguali e contrarie e che tutte le forze che agiscono su un sistema in equilibrio si annullano a vicenda.

Robert Hooke (1635-1703)

Teoria dell’elasticità: materiali. Un materiale solido può resistere ad una forza esterna solo cambiando la sua forma, allungandosi se soggetto ad una forza di trazione, contraendosi se soggetto ad una forza di compressione.

Un materiale solido è elastico quando riacquista forma e dimensione originale quando viene rimosso un carico che era stato applicato in precedenza.

Comportamento completamente elastico.

Carico. L’allungamento dipende linearmente dell’intensità della forza applicata.

Allungamento.

Equilibrio

Terza legge di Newton: forze, azione e reazione sono uguali e contrarie e che tutte le forze che agiscono su un sistema in equilibrio si annullano a vicenda.

Forza agente A.

Forza peso P.

Oggetto in equilibrio nello spazio.

Struttura stabile nello spazio.

Le leggi di Newton non ci dicono nulla sulla provenienza e sulla natura delle forze che agiscono sui corpi e sulle strutture.

È chiaro il legame tra la forza e l’azione gravitazionale della terra, ovvero:

Un corpo è in equilibrio statico (in quiete) quando vengono generate delle forze necessarie a decelerarne la massa in movimento.

Forza di reazione R.

Sazka Arena, Prague, Czech Republic - 2004.

Equilibrio

Nella meccanica di Newton non è ugualmente chiaro il rapporto tra la qualità del corpo della struttura in equilibrio e la sua capacità di l