Appunti Morfologia e concezione delle strutture

Il vano scala e la sua funzione

Il vano scala contiene al suo interno la scala: esso ha la funzione di distribuzione verticale interna. I pianerottoli ammorsati su un lato (nella muratura) si dicono pianerottoli a sbalzo. Su di essi viene poggiata una piattina in acciaio, e su di essa vengono a loro volta poggiati i gradini.

Pianta coperture: gerarchia degli elementi strutturali

Non tutti gli elementi che compongono una struttura hanno la stessa importanza. Vediamo quindi alcuni esempi di coperture e le relative gerarchie degli elementi strutturali, iniziando con il capire quali sono gli elementi che poggiano sui maschi murari.

Tetto alla piemontese

Copertura in legno a falde, la quale poggia su soli tre maschi murari.

Gerarchia degli elementi strutturali:

• travi principali
• travi secondarie (hanno direzione ortogonale)
• terzere (appoggiate sulle secondarie)
• listelli (su di essi si appoggiano le tegole)

Tetto alla lombarda

Copertura in legno a capriata, la quale poggia su soli due maschi murari, ossia solamente sui

murid'ambito (permette di coprire una luce più elevata rispetto al tetto alla piemontese). Il funzionamento di una capriata è all'incirca quello dell'arco. Questa tipologia di copertura è formata da due puntoni (travi inclinate), la catena, le saette (per sostenere il peso del puntone, evitando così lo spanciamento), e il monaco (appende il punto di congiunzione tra le due saette al colmo, cioè fa sì che il punto di incrocio delle saette non si abbassi più a causa dello spanciamento dei puntoni).

In questa struttura NON ESISTE LA GERARCHIA DEGLI ELEMENTI STRUTTURALI: in caso di demolizione, infatti, il procedimento è molto complesso. Questa struttura è perciò detta struttura a comportamento statico integrato.

A volte la catena viene appesa anche al monaco perché, nel caso si volesse coprire una luce molto vasta, si eviterebbe lo spanciamento del monaco stesso.

Funzionamento della capriata: La catena è,

in questo caso, realizzata in ferro, perché quest'ultimo resiste bene se sottoposto a trazione. La catena è a sua volta sorretta dal monaco, anch'esso in ferro. Un elemento della capriata con una sezione più piccola si dice snello, mentre uno con una sezione più grande si dice tozzo. Quando un elemento snello soggetto a compressione spancia, si dice instabilità per carico di punta. Morfologia delle strutture in calcestruzzo armato

Ville Savoye - Le Corbusier

L'introduzione del cemento armato è molto importante per l'architettura moderna. Nella Ville Savoye, progettata dal famoso architetto francese Le Corbusier, sono presenti innovazioni come: la finestra a nastro, i pilotis, un open space all'interno, ecc. Questi edifici rivoluzionari, la cui realizzazione fu resa possibile dalla nascita del calcestruzzo armato, sono stati definiti da an Der Rohe come fatti di "pelle e ossa".

Calcestruzzo armato = è un

materiale lapideo artificiale, ottenuto dall'unione di calcestruzzo e acciaio (quest'ultimo utilizzato per l'armatura). A differenza della muratura, il calcestruzzo è prodotto sotto forma di gel: la forma gli viene data dal cassero (una sorta di stampo), il quale permette di ottenere forme molto più libere. All'interno del calcestruzzo sono presenti le barre in armatura, le quali si distinguono tra barre longitudinali e staffe. Il calcestruzzo armato è il materiale preponderante nell'edilizia residenziale italiana di tutto il XX secolo. Il calcestruzzo armato ha quindi una maggiore resistenza a flessione, trazione e compressione rispetto alla muratura. Per questo motivo non sono più necessarie volte o archi, perché gli orizzontamenti possono essere realizzati in piano.

Sezione trasversale

Il calcestruzzo armato può essere realizzato:

• in cantiere (calcestruzzo armato gettato in opera)
• in fabbrica

(calcestruzzo armato prefabbricato)
 Pianta strutturale
Nella pianta a fianco, i pilastri sono allineati solamente in sezione longitudinale e definiscono le maniche: probabilmente progettato per assorbire i carichi in direzione longitudinale. Il vano scala presenta ancora setti murari.
Le travi principali sono allineate lungo i pilastri, mentre le travi secondarie (dette travetti) poggiano poggiano sulle principali.
Gli abbassamenti differenziali dei travetti possono creare rompimenti strutturali. Il rompitratta, legando i travetti l'uno all'altro, evita gli abbassamenti differenziali. Esso si trova allo stesso livello dei travetti. Questa è detta struttura a comportamento statico integrato.
Le travi di cordolo hanno una sezione molto maggiore rispetto al travetto, perché devono portare un carico superiore (ossia sostenere il peso del muro d'ambito).
L'allineamento dei pilastri + la trave dà luogo al telaio: definito come un'unione monolitica tra

travi e pilastri, ovvero l'estremità comune di trave e pilastro convergenti in un nodo, sperimentano i medesimi spostamenti sotto carico (traslazioni e rotazioni). Esistono diverse tipologie di telaio:

• telaio multicampata = costituito da un'unica trave lunga e molti pilastri
• telaio spaziale = allineamento dei pilastri in sezione longitudinale e trasversale. La campata è l'interasse tra due pilastri. Travi e pilastri non giacciono in un unico piano.
• telaio piano = travi e pilastri giacciono in un unico piano verticale, ovvero sono allineati lungo un segmento rettilineo in pianta

Il telaio funge da "setto murario": al contrario di esso, però, il telaio permette di avere uno spazio interno. Resisterà a carichi che giacciono solamente sul piano del telaio stesso.

Armatura del pilastro P14 (pianta sopra): Pilastro a sezione variabile = scendendo aumentano la sezione e le barre di armatura. Vi è quindi una progressiva diminuzione

versol'alto della sezione e dell'armatura longitudinale, in analogia con quanto visto nelle strutture in muratura.

Sezione A-A in direzione trasversale

Nella figura a fianco, abbiamo due travi laterali e una centrale che corrispondo alle travi principali. Le travi laterali sono contenute nel solaio (dette travi in spessore), mentre quella centrale si trova all'intradosso (detta trave fuori spessore, o intradossata). Le travi principali poggiano sui pilastri.

Pignatta = mattone forato in laterizio. Le pignatte sono posizionate tra i travetti. Sulla soletta collaborante sarà posto un sottofondo, e su di esso sarà posizionato il pavimento.

Tipologie di solaio

Sono qui mostrate 4 tipologie di solaio:

1. Travetti gettati in opera e pignatte in laterizio;
2. Travetti prefabbricati e pignatte in laterizio;
3. Elementi prefabbricati a traliccio e pignatte;
4. Predalle tralicciata e alleggerimento in polistirolo.

Spiegazione:

Per questa prima tipologia è

1) Per realizzare un solaio, è necessario innanzitutto porre un cassero (nel caso di un solaio è un tavolato in legno). Su di esso, in ordine, vanno poi poste le pignatte, le travi principali e i travetti. Successivamente si procede a riempire gli spazi vuoti con il cemento armato, finendo per porre un tavolato di supporto e, su di esso, il pavimento. Questo tipo di solaio è detto solaio in laterocemento.

2) La seconda tipologia di telaio mostrata è composta da travetti a T rovesciata.

3) Questo genere di solai viene posto tra le travi degli elementi in laterocemento.

4) Quest'ultimo viene detto solaio predalles: ho dei fondelli su cui sono già montati i miei tralicci, ma non sono presenti né il tavolato in legno né le pignatte. Queste ultime vengono sostituite da elementi in polistirolo.

Il calcestruzzo armato ha un peso specifico pari a 2500 kg/m³. Per questo motivo, se si può alleggerire il solaio in qualche modo, si interviene sulla struttura. Nel caso della quarta tipologia di solaio

mostrata in figura, sono state le pignatte in polistirolo ad alleggerire il solaio. La pignatta ha, infatti, la funzione di alleggerire il solaio. Inoltre, quando realizzo un solaio, voglio che esso sia anche isolante, e il polistirolo (il materiale che compone le pignatte) è un materiale isolante.

Trave fuori spessore di solaio (sui pilastri P13, P14, P15)

Con la soluzione di una trave fuori spessore di solaio, dovrò andare a realizzare un controsoffitto, utile per impiegarvi degli impianti elettrici. Il controsoffitto dovrà essere molto leggero, ed è solitamente formato da pannelli fonoassorbenti per isolare acusticamente gli spazi.

L'orientamento della sezione della mia trave ha delle implicazioni meccaniche. Trave principale che fuoriesce dal soffitto, "Domanda" di prestazione meccanica = necessità, richiesta di rispetto all'intradosso prestazione meccanica. La curva di domanda rappresenta il flusso dei carichi assorbiti dalla

trave.- “Offerta” di prestazione meccanica = deve sempre essere superiore alla domanda. La curva di offerta dipenderà dalla sezione dell’orientamento o dalla quantità di armatura della trave. Nel caso in cui l’offerta fosse inferiore alla domanda, potrebbe avvenire un collasso della struttura.

Trave in spessore di solaio

Con la soluzione di una trave in spessore di solaio, dimezzando l’altezza della mia trave, dovrò triplicarne lo spessore. Per realizzare una trave in spessore dovrò quindi utilizzare più calcestruzzo e più acciaio. Da un punto di vista meccanico la trave fuori spessore sarà sicuramente più vantaggiosa ed economica, ma se il progettista preferisce avere un luogo sgombro da travi allora opterà per la trave in spessore.

Strutture delle fondazioni

Il pilastro P14 in figura poggia su una fondazione puntuale a plinto, mentre il setto murario poggia su una fondazione continua a nastro.

telai multicampata presenti sono telai piani: questo fa sì che gli agenti orizzontali siano sotto la responsabilità del vano scala, caratterizzato dal piastrone vano scala alle fondazioni. Esso avrà quindi una funzione di controventamento. Invece, il tipo di fondazione del vano scala viene detta fondazione a platea, probabilmente progettata, in questo caso, per assorbire un flusso di carico molto elevato, dato che esso si fa carico di esigenze strutturali di tutto l'edificio, non solo delle proprie. Ciò che permette al vano scala di svolgere una funzione di controventamento sono i cosiddetti nuclei di controventamento (o nuclei centrali di controventamento). Vano scala (sezione) Le armature sono all'interno dei setti.