Appunti di fondamenti di tecnologia, prof.ssa Oberti

STRUTTURE A TELAIO IN CALCESTRUZZO ARMATO

L’utilizzo combinato di calcestruzzo e armatura metallica consente la

realizzazione di strutture portanti in c.a.

Consentono la realizzazione di componenti su misura, modellabili e plasmabili

in funzione delle diverse esigenze. Composta da elementi lineari verticali

(pilastri) e orizzontali (travi) e piani (solai) gettati in opera o prefabbricati.

Calcestruzzo armato in opera o prefabbricato: la loro realizzazione può avvenire in opera o mediante

l’assemblaggio di componenti realizzati con processi produttivi di prefabbricazione.

- Strutture portanti in calcestruzzo armato in opera: la loro realizzazione avviene mediante getto di calcestruzzo

entro casseri (possono essere costituiti da tavole in legno all’interno dei quali sono alloggiate le armature

metalliche)

- Componenti industrialmente prefabbricati: giungono in cantiere finiti e vengono assemblati mediante un getto

per rendere gli elementi solidali tra loro. Vengono utilizzati per la realizzazione dei capannoni industriali

Pilastri in calcestruzzo armato: hanno sezione quadrata o rettangolare, con armatura longitudinale costituita da

tondini verticali in acciaio 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 preposte al contenimento del calcestruzzo e alla riduzione della dilatazione trasversale del pilastro. Le

staffe possono essere:

- Isolate a interasse costante: i pilasti hanno in genere sezione rettangolare o quadrata (a volte anche a T)

- Con avvolgimento a spirale: hanno sezione circolare o poligonale e sono dotati di armatura metallica costituita da barre

longitudinali poste lungo il perimetro. È più efficace con tondini longitudinali (più resistente)

Travi in calcestruzzo armato: sono elementi orizzontali lineari. Possono essere variamente sagomate (rettangolare, a T, a L) e con ferri

longitudinali per assorbire i momenti flettenti agli appoggi e in mezzeria con staffe e ferri piegati disposti trasversalmente per far fronte alle

azioni di taglio. L’altezza della trave dipende dalla luce che deve coprire. Possono essere:

- Ribassate: altezza maggiore del solaio e trave sporge inferiormente

- Spessore: altezza trave è uguale a quella del solaio

Le travi dovrebbero avere un’altezza superiore al solaio in quanto la sezione allungata verso il basso è particolarmente efficace in termini

statici poiché la trave deve resistere alla flessione. Per evitare la sporgenza all’intradosso del solaio

spesso si realizzano travi in spessore allargando la trave orizzontalmente (non adatte in zone sismiche).

Solai in calcestruzzo: possono essere costituiti da solette:

- A sezione piena monolitici possono essere:

Spessore costante: utilizzati per coprire luci di 2-3m

o Solette con nervature: realizzati per coprire luci di notevoli dimensioni. Nervature

o costituiscono piccoli travetti di irrigidimento e sostegno della vera e propria piastra di

solaio, per la realizzazione di questi bisogna predisporre una tavola orizzontale:

Piano: solai a sezione piena

 A cassettoni: solai con nervature



I solai più diffusi sono quelli misti nei quali gli elementi di alleggerimento sono in

laterizio forato (pignatte), per cui i solai vengono definiti in laterocemento. Questi

elementi di alleggerimento migliorano la coibenza termica e l’afonicità del solaio,

vengono alternati con piccole nervature armate in calcestruzzo

- Solai misti con elementi di alleggerimento in laterizio o in materiale isolante: vengono utilizzati

soprattutto nell’edilizia residenziale.

Nel caso di solai esterni in corrispondenza di balconi aggettanti sono possibili due soluzioni:

Solai a sbalzo: prolungamento del solaio interno sfruttando la continuità strutturale

o dei travetti di armatura, in questo caso occorre che il solaio interno sia ordito nella

direzione dello sbalzo e che la trave perimetrale sia portante

Solai appoggiati a mensole: prolungamento delle travi che funzionano a mensola e

o sostengono il solaio, in questo caso le travi portanti a essere orientate verso lo

sbalzo e il solaio sia interno che esterno sono orditi parallelamente alla facciata

dell’edificio. Questi pannelli in laterocemento sono costituiti da blocchi forati di

laterizio, sono realizzati in modo da non richiedere sostegni provvisori durante la

messa in opera. Gli elementi di alleggerimento possono essere in laterizio o

composti da polistirolo

I solai possono essere:

- Gettati in opera: realizzati predisponendo su un tavolato orizzontale le armature dei travetti,

tra le quali sono interposti gli elementi di alleggerimento. Si procede poi al getto di

completamento in calcestruzzo che rende solidali tutti gli elementi tra loro. Il getto del solaio

viene fatto in contemporanea al getto delle travi

- Travetti prefabbricati: permettono la velocizzazione della realizzazione del solaio e il risparmio di

tavolati. I travetti fungono da elementi di sostegno per le pignatte

STRUTTURE A TELAIO IN ACCIAIO

Vantaggi: consente la copertura di grandi luci e la messa in opera di costruzioni di elevata altezza e di

notevole capacità portante.

Svantaggi: costi elevati, problemi legati all’insonorizzazione all’isolamento termico degli interni (a causa

dell’estrema leggerezza dei componenti e l’elevata conducibilità termica del metallo). Le caratteristiche

fisiche e chimiche influiscono negativamente sulla resistenza al fuoco e agli agenti atmosferici (perde

resistenza meccanica per esposizione prolungata ad alte temperature).

Le strutture portanti a telaio in acciaio sono composte da elementi verticali e orizzontali e da elementi piani.

Le giunzioni fra questi elementi avviene mediante bulloni o saldatura a seconda dei vincoli statici e degli

sforzi da assorbire.

Pilastri in acciaio: possono essere realizzati con profilati di diverse tipologie:

- Sezione chiusa (tubolari): quadrata o circolare, hanno il vantaggio di resistere bene al carico di

punta. In questo caso risulta più complicato il collegamento con altri elementi della struttura

- Sezione aperta: profili HE o IPE che consentono di realizzare agevolmente i collegamenti tra le

diverse parti strutturali

- Sezione composta: profili a C, a L o angolari, uniti tra loro tramite saldatura o bullonatura o piatti

di acciaio, sono utilizzati per ottenere prestazioni non ottenibili con i profili di normale produzione

Travi in acciaio: sono costituite da profili laminati a caldo IPE (più utilizzati poiché la forma della sezione

trasversale ha una maggiore efficienza strutturale alle sollecitazioni di flessione), HE o C (nel caso di travi

ad anima piena), in alternativa si utilizzano travi composte per saldatura.

- Travi principali: quando sorreggono i carichi del solaio

- Travi di collegamento: per chiudere la struttura e collegare i pilastri

- Travi secondarie: quando la luce tra i pilastri la luce è elevata. Sostengono il solaio e

scaricano il loro peso sulle travi principali

- Travi reticolari: se la luce è notevole e la trave supera l’altezza disponibile

commercialmente

Solai in acciaio: possono essere solai tradizionali in laterocemento o in lamiera grecata di acciaio e

completamento in calcestruzzo. La posa dei solai avviene a partire dalla messa in opera di lamiere

grecate che fungono da cassero a perdere per i getti di completamento in calcestruzzo. L’acciaio

assorbe gli sforzi di trazione, il calcestruzzo assorbe gli sforzi di compressione.

Lo spessore della lamiera grecata varia in funzione della presenza o meno del getto di

completamento.

- Solaio a secco: sopra la lamiera grecata viene posizionato uno strato rigido

- Solaio di lamiera grecata collaborante: la lamiera svolge la funzione di armatura metallica

della sezione di calcestruzzo a essa associata. L’importante aderenza tra lamiera e

calcestruzzo è assicurata attraverso l’annegamento di una rete elettrosaldata nel getto di

calcestruzzo oppure attraverso la presenza di nervature nella lamiera. La lamiera non

permette di avere un intradosso continuo. Quando c’è una buona continuità fra solaio e

travatura portante, il solaio costituisce l’elemento di controventamento orizzontale

dell’intera struttura

Capitolo 4

CIRCOSCRIVERE LO SPAZIO: LE CHIUSURE

È l’insieme delle unità tecnologiche e degli elementi tecnici che hanno la funzione di separare e

proteggere gli spazi interni rispetto all’esterno. Si articolano in:

- Porzioni opache/porzioni trasparenti

- Parti fisse e chiuse/parti mobili e apribili

Possono essere divise in:

- Chiusure verticali: facciata dell’edificio, divise a loro volta in:

Pareti perimetrali opache

o Serramenti

o

- Chiusure superiori: copertura dell’edificio

- Chiusure inferiore: attaccamento a terra di delimitazione inferiore su spazio aperto (edificio

su pilotis)

Le chiusure si fanno carico del soddisfacimento di due classi esigenziali principali: benessere e

sicurezza, a cui si affiancano: salvaguardia ambientale e gestione. Importanti requisiti da soddisfare:

controllo flusso luminoso, inerzia termica, condensa intersiziale e suerficiale, dispersioni di calore,

isolamento acustico, isolamento termico, manutenibilità, pulibilità, resistenza al fuoco, resistenza

alle intrusioni, resistenza all’irraggiamento, resistenza meccanica, ventilazione. La chiusura è

considerata:

- Delimitazione fisica: la frontiera esterna di costituisce come barriera che garantisce condizioni

di sicurezza proteggendo l’ambiente interno dagli agenti esterni

- Filtro: controllando gli scambi che si realizzano tra esterno e interno che contribuiscono a

determinare e regolare il microclima all’interno dell’edificio

Solo recentemente si ha avuto la necessità di progettare correttamente l’involucro ai fini del risparmio

energetico è diventata anche una cogenza normativa. Questa norma impone limiti di trasmittanza

termica dell’involucro, impone l’adozione di involucri dotati di inerzia termica.

Le chiusure dell’edificio sono gli elementi che definiscono la forma complessiva dell’edificio e

determinano le caratteristiche formali degli spazi interni. Le tecniche e i materiali utilizzati dipendono

dal risultato architettonico che si intende conseguire.

Nell’arco dell’ultimo secolo, le chiusure si sono complessificate. Il momento di svolta tecnica si è avuto

con i cinque punti di Le Corbusier (pilotis, facciata libera, pianta libera, finestre a nastro, tetto piano).

Mutano i rapporti tra opaco e trasparente grazie alla possibilità di concepire la facciata in maniera

libera rispetto ai vincoli strutturali.

CHIUSURE VERTICALI OPACHE

Si intende l’unità tecnologica che separa verticalmente l’interno dell’edificio dall’esterno. Possono

e