Risposte esame Architettura tecnica

ELEMENTI VOLUME APPARENTE VOLUME ASSOLUTO

3 3

Acqua 0.15m 0.15m

3 3

Cemento 0.30m 0.09m

3 3

Sabbia 0.60m 0.38m

3 3

Ghiaia 0.60m 0.38m

DOMANDA 11

Commentare i dati tecnici del cemento riportati sulle etichette del sacco di cemento. C’è differenza

tra resistenza del cemento e resistenza del calcestruzzo? Il cemento è più o meno resistente del

calcestruzzo? In quali cantieri e per quali elementi costruttivi usereste questo prodotto?

Il cemento raffigurato presenta le seguenti caratteristiche: CE 0970, CEM II/B-LL, 32.5R; EN 197-1,

rapporto a/c 0.5, requisisti meccanici vari. Ogni sigla ha il seguente significato:

- CE 0970: conformità europea;

- CEM II/B-LL: cemento portland composito al calcare;

- 32.5 R: resistenza a compressione in N/mm2. Tale cemento deve superare a 28 gg la

resistenza meccanica di 32.5 N/mm2 ; mentre la sigla R sta per rapido ed indica che esso deve

anche superare la soglia di 10 N/mm2 a 2 giorni;

- EN 197: La sigla EN identifica le norme che sono state elaborate dal Comitato Europeo di

Normazione (CEN). La norma 197-1 raccoglie in un’unica classificazione tutte le tipologie di

cemento prodotte nei vari Paesi membri.

- a/c 0.5: il rapporto acqua cemento deve essere di 0.5 al fine di ottenere i risultati previsti.

C’è una differenza di resistenza tra il cemento ed il calcestruzzo dovuta alla composizione della

miscela: la resistenza meccanica del calcestruzzo dipende infatti dai suoi componenti e dai loro

rapporti relativi. Il cemento è il legante e preso in assoluto è più resistente del calcestruzzo anche

se è un concetto che dipende dalla composizione.

Il cemento descritto ha un’ottima lavorabilità e una resistenza iniziale elevata. Può essere

usualmente usato per strutture massive, morfologicamente snelle e per strutture di fondazione.

DOMANDA 12

Dire che cosa significa “calcestruzzo a prestazione garantita”, mettendo in evidenza i requisiti che

lo specificano e commentandoli brevemente.

Il calcestruzzo a prestazione garantita è un calcestruzzo con proprietà richieste e caratteristiche

addizionali specificate dal produttore, il quale è responsabile della fornitura di un calcestruzzo

conforme alle proprietà richieste e alle caratteristiche addizionali. Esso deve essere specificato per

mezzo dei requisiti di base che devono essere indicati in ogni caso e dei requisiti aggiuntivi che

devono essere indicati se richiesti.

I requisiti di base comprendono: una richiesta di conformità alla norma UNI-EN 206:2021; la classe

di resistenza a compressione; la classe di esposizione; la dimensione massima nominale

dell’aggregato; la classe di contenuto dei cloruri. Inoltre, per il calcestruzzo preconfezionato e per

il calcestruzzo miscelato in cantiere è richiesta la consistenza, mentre per il calcestruzzo leggero e

pesante è richiesta la classe di massa volumica.

DOMANDA 13

Basandosi sulla figura, indicare i diversi modi per irrigidire una struttura a telaio rispetto alle forze

orizzontali; in particolare, soffermarsi sulle strutture di calcestruzzo armato.

Il modo principale per irrigidire una struttura sottoposta a forze orizzontali è quello di inserire o

telai infinitamente rigidi (come i telai shear type), i quali non si deformano e non creano una

rotazione dei nodi che si sposterebbero solo orizzontalmente, o colonne forti. Analizzando però

anche le altre soluzioni costruttive, avremo:

a) schema di telaio a nodi rigidi (per strutture in cls): per la modalità di costruzione degli

elementi, tali nodi sono considerati come incastri; la rigidezza complessiva è fornita dalla

rigidezza dei singoli pilastri e dall’incastro dei nodi.

b) schema di telaio a nodi articolati e irrigidimenti a maglia reticolare (tipico delle strutture in

acciaio e legno): a causa della bassa rigidezza delle sezioni ridotte e data la non perfetta

continuità dei nodi, la rigidezza complessiva è assicurata alle diagonali che fungono

alternativamente da tiranti e puntoni.

c) schema di telaio con pareti di taglio costituite da lastre rigide collegate all’ossatura (per

strutture in cls): tali pareti rigide sono inserite al fine di aumentare la rigidezza globale del

telaio.

d) schema di telaio con nuclei irrigidenti realizzati con più pareti di taglio o con maglie reticolari:

associano le pareti rigide a pilastri o nella zona scale.

DOMANDA 14

Che cosa è il copriferro e perché è così importante ai fini

della durabilità degli elementi strutturali in calcestruzzo?

Da cosa dipendono gli spessori del copriferro? (…)

Il copriferro nelle strutture in calcestruzzo è la distanza fra

la superficie esterna dell’armatura più prossima alla

superficie del calcestruzzo e la superficie stessa del

conglomerato cementizio. Il copriferro serve ad assicurare

sia la corretta trasmissione delle forze di aderenza

dell’armatura, sia un’adeguata protezione dell’armatura

dall’ambiente esterno e dal fuoco. In generale le misure

del copriferro devono essere aumentate (2cm per le

solette e 4cm per travi e pilastri) in presenza di salsedine

marina, di emanazioni nocive o comunque in ambiente

aggressivo. Le superfici delle barre devono essere

mutuamente distanziate in ogni direzione di almeno una

volta il diametro delle barre medesime e in ogni caso non

meno di 2 cm. In generale gli spessori del copriferro

dipendono dalla classe di esposizione e dalla classe

strutturale (sono normati nei loro minimi valori da

assumere). Da normativa si assume un copriferro minimo

di 25mm per una classe di esposizione XC3.

Notiamo come con l’inserimento di barre con un diametro maggiore (supposto 22mm) otteniamo

un numero minore di barre (anche se di poco) ma comunque un incremento totale dell’area

armata. Un numero eccessivo di barre porta la possibilità di ottenere un getto non uniformemente

distribuito, con la conseguente necessità di creare un calcestruzzo più fluido e con inerti più fini,

con lo scopo di poter passare comodamente tra gli interferri. Al contrario, se le barre sono troppo

poche incorrono problemi di stabilità e soprattutto si diminuisce la resistenza a trazione della

struttura.

DOMANDA 15

Parlare della collaborazione acciaio-calcestruzzo in un elemento di calcestruzzo armato normale:

cosa significa tale collaborazione, perché tale collaborazione, come si esplica ai fini della

distribuzione delle tensioni, come si mette in pratica nella costruzione.

Questa tecnologia costruttiva sfrutta l’unione di un materiale da costruzione relativamente poco

costoso come il calcestruzzo, dotato di una notevole resistenza a compressione e resistenza a

trazione teorica nulla, con l’acciaio, che presente ottima resistenza a trazione. Inizialmente,

quest’ultimo era usato sottoforma di barre lisce annegate nel calcestruzzo nelle zone dove era

necessario far fronte a forti sforzi di trazione. Le barre erano disposte longitudinalmente e tenute

insieme da staffe trasversali.

Analizzando i due materiali in un grafico tensioni-deformazioni notiamo come entrambi

/.

presentano un primo tratto rettilineo elastico descritto dalla relazione = Successivamente si

nota la differenziazione tra i due materiali, con il calcestruzzo che raggiunge la rottura essendo un

materiale fragile, e l’acciaio che prosegue con una deformazione elastica non lineare, una tensione

di snervamento e la tensione ultima di rottura a trazione (essendo un materiale duttile).

La collaborazione tra i due materiali, formalmente così eterogenei, può essere spiegata tenendo

presente due punti fondamentali: tra l’acciaio ed il calcestruzzo si manifesta una aderenza che

trasmette le tensioni dal calcestruzzo all’acciaio in esso annegato. Quest’ultimo collabora

assorbendo essenzialmente gli sforzi di trazione, mentre il calcestruzzo assorbe solo gli sforzi di

compressione. Inoltre, i coefficienti di dilatazione termica dei due materiali sono considerabili

uguali.

DOMANDA 16

Prescrivere il calcestruzzo nel caso in cui si getti in estate una soletta per un balcone. Fornire alcune

indicazioni, considerando che si tratta di un edificio in un centro abitato italiano, in pianura. Il

balcone è molto armato e il calcestruzzo rimane a vista.

La struttura presa in analisi presenta una elevata armatura che comporta la necessita di avere un

calcestruzzo non eccessivamente denso composto da inerti fini con diametro massimo di 20mm.

La classe di esposizione del calcestruzzo coincide con una XC4 (ambienti ciclicamente bagnati ed

asciutti) con un rapporto acqua/cemento minore o uguale di 0,5. Quindi la lavorabilità del

calcestruzzo deve rientrare in una classe compresa tra la S4/S5 e la classe di resistenza minima

sarà una C32/40.

Si noti come con l’uso di un rapporto acqua cemento basso riesca ad ovviare il problema

dell’eccessiva evaporizzazione dovuta alle elevate temperature estive; in più è consigliabile gettare

nelle ore del giorno più fredde come la mattina presto o la sera, al fine di evitare temperature

troppo elevate tra i 25 ai 35°C. Il diametro delle armature sarà inoltre non eccessivamente grande

per permettere il passaggio dell’inerte tra gli interassi.

DOMANDA 17

Prescrivere il calcestruzzo nel caso in cui si getti in inverno un pilastro di calcestruzzo al piano terra,

in un ambiente abbastanza umido, vicino al mare. Il pilastro è normalmente armato e rimane però

non a faccia vista.

La struttura presenta un’armatura non eccessivamente fitta ma sorge nei pressi del mare; per tal

motivo è necessaria una classe di esposizione pari alla XS1 (struttura esposta alla salsedine marina

ma non direttamente in contatto con l’acqua di mare). Il rapporto acqua cemento sarà compreso

tra 0.45 e 0.5; con l’uso del XS1 abbiamo una classe di resistenza minima di C32/40. La classe di

lavorabilità del calcestruzzo dovrà rientrare in una S4. Gli inerti devono avere un diametro tale da

poter passare tra gli interassi dell’armatura ed assicurare un adeguato copriferro.

Per le basse temperature si consiglia di effettuare il getto nelle ore relativamente più calde della

giornata (indicativamente tra le 7 e le 13 del mattino) al fine di ovviare a problemi derivanti dal

congelamento dei ferri, dei casseri etc., conseguenti a temperature percepite inferiori ai 4°C.

DOMANDA 18

Parlare degli inerti e della loro funzione nel calcestruzzo. Disegnare il diagramma di Fuller

indicandone la funzione.

Gli aggregati sono generalmente costituiti da ghiaie e sabbie alluvionali. Le forme degli aggregati

possono essere rotonde (ghiaia), irregolari (vari tipi di ghiaia), spigolose (rocce frantumate),

allungate, appiattite. Essi si definiscono in: aggregato normale con massa volumica delle pa