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Introduzione Muro, tesina
La seguente tesina maturità ragioneria descrive il tema del muro. La tesina permette dei collegamenti con le seguenti materie scolastiche: in Urbanistica l'urbanistica romana, in Topografia il progetto stradale, in Costruzioni il muro di sostegno, in italiano il "Muro" di Montale, in Storia il muro di Berlino, in inglese - the Berlin wall.
Collegamenti
Muro, tesina
Urbanistica - L'urbanistica romana
Topografia - Il progetto stradale.
Costruzioni - Il muro di sostegno.
Italiano - Il "muro" di Montale.
Storia - Il muro di Berlino.
Inglese - the Berlin wall.
1. Urbanistica romana
Pag.4 2. Progetto stradale
Pag.6 3. Il muro di sostegno
Pag.8 4. Il "muro" di montale
Pag.11 5. Il muro di Berlino
Pag.13 6. The Berlin wall
Pag. 15
2 Urbanisti Progetto
ca stradale
romana
The Muro di
IL MURO
Berlin sostegno
wall Il "muro"
Il muro di di
Berlino Montale
3 1. Urbanistica romana
La strada ebbe origine fin dal Paleolitico, quando i primitivi, per formare i sentieri,
toglievano la vegetazione e i massi più grossi per facilitare il trascinamento delle
prede e il cambio di accampamento. Con il proseguire degli anni la strada si è
sempre più evoluta, sia per le tecniche che per i materiali da costruzione, ed ebbe
una vera svolta nell’urbanistica romana. I romani trovarono le basi
nell’urbanistica greca, ma non si limitarono solo all’aspetto architettonico,
crearono infatti le prime grandi infrastrutture del territorio: le strade e gli
acquedotti. Le strade nacquero per necessità militari e di collegamento con le
colonie; ad esempio il tracciato della via Appia, la prima strada romana, serviva
per il controllo militare del territorio e per l’avanzamento delle conquiste verso
l’Italia meridionale.
Figura1. APPIA ANTICA
Dell’urbanistica romana, un grande esponente fu Vitruvio, architetto e ingegnere
romano, autore del De Architectura. Nel suo trattato Vitruvio affronta i
complessi problemi dell’architettura (tecnologici, distributivi ed estetici), detta
norme relative alla scelta del giusto luogo, scelta dei materiali, tracciamento delle
strade e distribuzione degli edifici. La forma della città romana deriva
castrum.
dall’accampamento militare detto Una volta trovato il luogo,
generalmente pianeggiante, l’esercito romano si accampava. Prima venivano
4 cardo decumano,
tracciate due strade ortogonali, dette e le due vie principali, poi
si scavava un fossato intorno al luogo scelto e si costruiva un muro di difesa.
All’interno delle mura poi venivano allestite tutte le tende.
castra,
Nel centro del campo era situato il in cui trovavano luogo le tende dei
generali e l’altare dei sacrifici.
Figura2. CASTRUM
Nella città romana lo schema è organizzato allo stesso modo; tutte le strade
nascevano ortogonali al cardo e al decumano e definivano isolati quadrati o
rettangolari. All’incrocio del cardo con il decumano c’era il foro, la piazza
principale, luogo di incontro dei cittadini per gli affari e per il culto. L’arte e il culto
dell’architettura dei romani, soprattutto per quanto riguarda la geometria e i
criteri di costruzione delle strade, è stata molto importante per le future civiltà,
che secondo quelle basi hanno studiato tecniche sempre più complesse e precise
geometricamente, fino ad arrivare ai criteri di progettazione di oggi, che vi
illustrerò nel progetto stradale che ho realizzato.
5 2.Progetto stradale
Un’opera stradale richiede sempre l’impiego di enormi risorse economiche, per
questo, nel corso degli anni, sono state introdotte norme di classificazione e
criteri di progettazione. In base alla classificazione abbiamo:
A Autostrade
B Strade extraurbane principali
C Strade extraurbane secondarie
D Strade urbane di scorrimento
E Strade urbane di quartiere
F Strade locali
Ad ogni tipo di strada la legge assegna criteri e indici di progettazione quali limiti
di velocità, numero di corsie, larghezza delle corsie e delle banchine e raggio
minimo delle curve. Per prima cosa in un progetto stradale si deve fare un’analisi
del traffico, con la quale si andrà poi a dimensionare la strada. Per determinare il
traffico si fa riferimento a censimenti periodici di strade simili a quella da
progettare e al traffico della trentesima ora. Definite le dimensioni, si passa allo
studio del percorso con la costruzione sulla carta a curve di livello di una spezzata
che collega gli estremi della strada, chiamata tracciolino a pendenza uniforme. Il
tracciolino rappresenta la proiezione orizzontale del percorso che si dovrebbe
seguire per collegare i due estremi della strada, senza discostarsi dal livello di
campagna e con una pendenza uniforme assegnata. Si ipotizzano più tracciati e
in base alla tortuosità delle curve, distanza più breve possibile e convenienza, si
sceglie il quello più conveniente. Dopo di che viene realizzata la poligonale
d’asse. Si tratta di una rettifica del tracciolino in modo da ridurre in maggior
modo possibile i tratti rettilinei, che poi verranno raccordati con delle curve.
Successivamente si passa al tracciato planimetrico costituito da rettifili e curve
circolari, e si mette in evidenza il tracciato stradale nella sua intera larghezza con
i relativi picchetti e sezioni. Poi si passa al progetto dell’andamento altimetrico del
6 tracciato stradale con il profilo longitudinale, che rappresenta l’andamento
altimetrico del terreno e della strada, in corrispondenza dell’asse stradale definito
nella planimetria, rappresentati su un unico piano verticale. Il profilo contiene
picchetti, distanze parziali e progressive, quote di progetto, quote del terreno,
quote rosse e andamento delle curve e dei rettifili. Il profilo si distingue in profilo
nero, ovvero il tracciato che rappresenta l’andamento del terreno sul piano
verticale che sarà con uno sviluppo irregolare, e profilo rosso, che rappresenta
l’andamento della piattaforma stradale ed è costituito da tratti di asse stradale a
pendenza costante chiamati livellette, raccordate con un raccordo verticale.
Ovviamente le livellette non devono distaccarsi troppo dal profilo nero, dovranno
formare aree di scavo e riporto simili e non devono superare la pendenza
longitudinale stabilita per legge per ogni tipo di strada. Scelte le giuste livellette
si passa al calcolo delle sezioni, dividendole in figure semplici, cioè triangoli e
trapezi, e calcolando per ognuna aree complessive di scavo e di riporto e aree
parziali in corrispondenza dei punti di passaggio. Successivamente si esegue la
costruzione del diagramma delle aree, fondamentale perché permette di
individuare i movimenti di terra. In ascisse ci sono riportate le distanze e in
ordinata le aree di tutte le sezioni trasversali. Si individuano poi ho le zone in cui
è possibile effettuare il paleggio, cioè dove è presente sia area di scavo che di
riporto. Il paleggio consente di effettuare movimenti di terra di compenso
trasversale in una stessa sezione, così ribaltando e soprapponendo prima gli scavi
con i riporti e poi viceversasi trovano graficamente le aree paleggiabili e a questo
punto viene costruito un secondo diagramma delle aree depurato del
paleggio. Questo diagramma serve a ottenere, attraverso la sua integrazione
grafica, una curva che prende il nome di linea integrale, ovvero il profilo di
Bruckner. Questo profilo è lo strumento per lo studio e la programmazione dei
movimenti longitudinali di terra. In ascisse abbiamo le sezioni stradali e in
ordinata la somma algebrica dei volumi non paleggiabili. L’andamento del profilo
di Bruckner prevede tratti ascendenti e discendenti che si alternano. Nei tratti
ascendenti prevale il volume di scavo, mentre in quelli discendenti prevale quello
di riporto. La costruzione del profilo di Bruckner è importante perché attraverso il
suo studio si andrà a individuare il modo più conveniente con cui realizzare i
movimenti longitudinali.
Ho voluto integrare anche un modello appositamente costruito per analizzare
meglio come si compone la sovrastruttura di una strada. La sovrastruttura attuale
comprende due parti principali, la fondazione stradale e la pavimentazione. La
7 fondazione stradale ha generalmente uno spessore di circa 60-80 cm, e si esegue
rimuovendo lo strato superficiale del terreno ricco di sostanze organiche, che lo
rendono incapace a sostenere carichi elevati, e si parte dal fondo disponendo
sabbia posata su teli di geotessile, per impedire la risalita dell’acqua per
capillarità. Via via si dispongono materiali riciclati da demolizioni ecc o ghiaia di
cava, per poi arrivare allo strato superiore composto da pietrisco con pezzatura
medio piccola opportunamente dosata, vagliata e compattata meticolosamente
con apposite macchine. Realizzata la fondazione, ci si occupa della
pavimentazione. La pavimentazione costituisce il piano sul quale si sviluppa il
moto veicolare, e può essere sia di tipo flessibile (asfalto) che rigida
(calcestruzzo), tuttavia le prime sono quelle di gran lunga più utilizzate. La
pavimentazione di tipo flessibile si ottiene grazie a delle macchine vibrofinitrici,
che stendono due strati consecutivi di materiale bituminoso. Il primo prende il
nome di Binder e l’altro Tappeto d’usura. Il binder è lo strato inferiore tra i due, ha
uno spessore di circa 7-10 cm ed è composto da elementi aventi granulometria
maggiore rispetto al tappeto d’usura, che è lo strato superiore avente uno
spessore di 2,5-3 cm, caratterizzato da una pezzatura molto fine.
3. Muro di sostegno
Può capitare, talvolta, che in alcune sezioni, una scarpata in riporto incontri il
piano di campagna molto distante dal piano stradale. In questi casi si rende
indispensabile realizzare un muro di sostegno. I muri di sostegno sono opere che
servono a sostenere terrapieni naturali o artificiali. Si possono distinguere in
opere di sostegno rigide o flessibili in relazione alla rigidezza che presentano, che
dipende dal tipo di materiale impiegato nella costruzione e dalle loro dimensioni.
Le opere di sostegno rigide sono costituite dai muri a gravità, cosi detti perché
sostengono il terrapieno con il proprio peso e hanno spessore elevato, e dai muri
con soletta verticale a sbalzo realizzati in cemento armato e con spessori
contenuti.
8 Figura3. SCHEMATIZZAZIONE MURO DI
SOSTEGNO
Nel mio caso ho scelto il muro di sostegno a gravità. Il muro di sostegno
impedisce alla terra di disporsi secondo la configurazione di natural declivio: si
genera quindi una spinta che la terra esercita sul muro e quest’ultimo reagisce
alla spinta. Per il calcolo della spinta ho fatto ricorso alla teoria di Coulomb.
Questa teoria si basa su alcune approssimazioni:
Il terreno si considera omogeneo in ogni suo punto.
La superficie superiore del terreno è orizzontale, quindi Ɛ=0.
Il paramento a monte del muro è verticale.
La coesione è nulla, in questo modo si ottiene una spinta S > S reale.
Non si considera l’attrito muro terreno.
La formula finale a cui arriva Coulomb è: ( )
2 h
1 1
2
⋅γt⋅h ⋅Ka
S= 1+
2 h
Dove:
γt è il peso volumico del materiale.
h è l’altezza del muro.
( )
ϕ
π
2 −
tg 4 2
Ka è il coefficiente di spinta attivo ovvero: .
ϕ è l’angolo di attrito interno che è rappresentato dalla resistenza allo scorrimento
delle particelle di terra le une sulle altre.
h1 è l’altezza fittizia di terra con peso equivalente al sovraccarico q.
I criteri di progetto e verifica attualmente in vigore sono contenuti nel D.M. 14
gennaio 2008 “Norme tecniche per le costruzioni”.
9 Dimensionato un muro di sostegno vanno eseguite le verifiche di stabilità, la
quale risulta assicurata quando sono soddisfatte le verifiche a ribaltamento,
scorrimento e schiacciamento.
Secondo il DM, le verifiche risultano soddisfatte se le azioni di progetto Ed sono
minori delle resistenze di progetto Rd, dove per valutare Ed ed Rd viene prescritto
l’utilizzo di coefficienti, che nel caso delle azioni sono maggiorativi e nel caso
delle resistenze sono riduttivi.
Per la stabilità a ribaltamento si deve avere che il momento spingente (Ed)
risulti minore di quello resistente (Rd), dove:
Mr è il momento resistente dato dalla componente verticale della spinta del
terreno, dal peso proprio dell’opera e dal peso del terreno che genera una spinta
sull’opera. Ms è il momento spingente dato dalla spinta S del terreno che
applicata a una distanza d dalla base del terrapieno genera un momento attorno
al suo spigolo più a valle.
Se la verifica a ribaltamento non risulta soddisfatta bisogna aumentare lo
spessore del muro in modo da incrementarne il peso.
Il muro combina la spinta con il suo peso proprio e trasferisce la risultante in