Fondamenti di Tecnologia dell'Architettura

C.A.

Acciaio

Legno

Questa nuova struttura crea un ripensamento del tamponamento verso l’esterno che procede

sempre più verso una trasparenza grazie alla possibilità di inserire intere parti vetrate, ma ha

problemi di isolamento termico ed acustico.

Strutture a telaio in C.A.

Le caratteristiche fisiche e meccaniche del C.A. consentono di realizzare elementi

modellabili secondo diverse esigenze e proteggono le armature dal fuoco, ma il C.A. ha

scarsa coibenza termica e acustica, non si adatta ed è di difficile smaltimento e pesa

molto. Per questi motivi spesso si scelgono altre soluzioni seppur più costose.

il C.A. può essere di due tipologie:

In opera: viene gettato in casseforme in legno a perdere o in acciaio

riutilizzabili (in queste l’armatura è stata già inserita in precedenza). La

costruzione procede piano per piano e al piano superiore si riprende

l’armatura del piano inferiore. Le casseforme vengono rimosse solo quando

il C.A. è maturo.

Prefabbricati: giungono o già assemblati in cantiere e consolidati con un

piccolo getto oppure vengono assemblati a secco e resi solidali con

giunture e bulloni. Metodo molto utilizzato per i capannoni industriali.

I pilastri in C.A. vengono posizionati sul perimetro, sugli spigoli e sulle fibre tese, i ferri

longitudinali sono connessi tramite staffe orizzontali.

A sezione quadrata o rettangolare con tondini verticali in acciaio lungo tutta l’altezza

se le staffe sono isolate a interasse costante.

A sezione circolare con armatura di barre longitudinali sul perimetro racchiuse da

staffatura a spirale.

Strutture a telaio in acciaio

Le strutture in acciaio hanno il vantaggio di ridurre il peso dei portanti e sono

facilmente prefabbricabili, ma in negativo l’acciaio ha costi elevati ed ha problemi per

isolamento acustico e resistenza termica (cede alle temperature superiori ai 300°).

La giunzione è tramite bullonatura o saldatura.

Possono essere profilati in differenti modi:

A sezione chiusa: resiste bene al carico di punta, ma si collega difficilmente

con il resto della struttura

A sezione aperta: collega agevolmente le parti strutturali

A sezione composta: accostamento di elementi base uniti per saldatura o

bullonatura per prestazioni non ottenibili.

o Strutture a parete portante

Strutture continue dove la funzione statica è affidata agli elementi verticali continui.

La struttura due muri ed un solaio appoggiato è stabile per le forze verticali, ma non per quelle

orizzontali, può essere irrigidita con irrigidimenti, pareti di taglio o controventature.

Il sistema è stabile anche se il nodo tra parete e solaio è un incastro.

Tre schemi di struttura:

Setti disposti come le facciate longitudinali dell’edificio e gli irrigidimenti sono

ortogonali aperture limitate, ma più libertà interna

Setti disposti trasversalmente rispetto alla facciata dell’edificio e gli irrigidimenti

sono sono paralleli alle facciate aperture libere, ma poca libertà interna

Setti che fungono anche da irrigidimento sistema rigido usato per vani scala e

ascensore

Strutture in mattoni o blocchi

È un sistema antico e pratico a causa della dimensione ridotta degli elementi.

Sono mattoni tra cui si inserisce uno strato di malta di 1 cm, i mattoni hanno funzione

solo statica, la malta ha funzione di giunto e statica per ripartire i carichi trasmessi sui

blocchi.

Gli elementi sono “apparecchiati” sfalsando i giunti per concatenare gli elementi,

l’economia della tipologia costruttiva ha fatto diffondere molto questo metodo di

costruzione.

Tre differenti spessori di parete:

A una testa (larghezza di un mattone)

A due teste (lunghezza di un mattone)

A tre teste (lunghezza+larghezza di un mattone)

Ora si utilizzano blocchi più grandi rispetto ai mattoni forati per essere più leggeri e con

proprietà più isolanti mantenendo buone proprietà meccaniche.

La muratura in laterizio resiste alla compressione, ma non alla trazione non deve

essere sollecitata da spinte orizzontali oppure bisogna intervenire con controventamenti

(ad esempio muri di spina).

Per una maggior resistenza si possono inserire armatura verticali nei fori dei blocchi e

armatura orizzontali nei giunti in malta.

Strutture in C.A. gettato in opera

Con strutture in C.A. gettato in opera si contraggono i tempi rispetto alla costruzione in

blocchi, ma si deve aggiungere il tempo di maturazione del getto.

Non è valido rispetto a isolamento termico e acustico.

Questa tipologia viene utilizzata per vani scala e ascensore, controventature, muri

controterra, ma viene poco utilizzata in elevazione per via dei vincoli planimetrici e per

la poca flessibilità.

Per il getto vengono utilizzate casseforme, dette a perdere se parte del progetto finale

(realizzate in fibra di legno, polistirene o schiume poliuretaniche per favorire

l’isolamento).

Strutture a pannelli prefabbricati

Elementi realizzati in fabbrica e assemblati in cantiere riducono i tempi rispetto alla

maturazione del getto.

Elementi piani bidimensionali assemblati a secco con giunti o getti di completamento.

Strutture in elevazione orizzontale

- Travi in C.A.

Elementi orizzontali lineari, possono essere sagomati in diversi modi (rettangolare, T, L) e armati

longitudinalmente (per assorbire flessioni), si inseriscono staffe a metà per contrastare le azioni di

taglio.

La trave può essere:

o Ribassata: altezza maggiore del solaio, la trave sporge

o In spessore: altezza uguale a quella del solaio

Staticamente sono meglio le travi ribassate, ma vengono più spesso usate quelle in spessore per vari

motivi: o Non sporgono nell’intradosso

o Le casserature sono più semplici e quindi meno costose

Questa tipologia di travi non è andatta per zone sismiche poiché meno resistenti alle scosse.

Se gli ambienti sono molto grandi si intessono le travi principali con travi secondarie.

Ci sono diverse tipologie di travi in C.A.:

o In opera: armatura longitudinale con staffe trasversali intorno a cui si realizza la casseratura

in cui si attua il getto in Calcestruzzo.

o Semi – prefabbricate: vengono prodotte e poi unite tramite getto di completamento,

vengono appoggiate sulle mensole dei pilastri, si effettua il getto e si rende così omogenea

la struttura

o Prefabbricate: vengono semplicemente appoggiate e fissate ai pilastri

- Solai in C.A.

I solai in C.A. possono essere di due tipologie:

o Monolitici (a piastra): solette in calcestruzzo armate a sezione piena costante o con

nervature, coprono luci di 2-3 metri e sono spesse 12-20 cm. Se questa tipologia deve

coprire luci ampie si utilizza un sistema di nervature (piccoli travetti di irrigidimento).

o Misti con elementi di alleggerimento: si utilizzano elementi posizionati prima di gettare,

solitamente si utilizzano le pignatte (elementi in laterizio forato) e il solaio viene detto in

laterocemento. Si possono utilizzare anche altri materiali che migliorano termicamente e

afonicità del solaio, si ha una alternanza con piccole nervature in C.A. che vengono

collegate superiormente con una caldana (Soletta cementizia) spessa almeno 4 cm.

I solai possono essere:

Gettati in opera: si dispongono su un tavolato orizzontale le armature dei travetti

interponendo elementi di alleggerimento su cui si getta poi il getto del solaio

insieme a quello delle travi (serve quindi un tavolato continuo sostenuto da

puntelli).

Prefabbricati: i travetti vengono prefabbricati e sostengono le pignatte (con

apposite alette sporgenti) bastano solo pochi puntelli per sostenere prima del

getto di completamento.

I solai misti vengono utilizzati nel residenziale per coprire luci piccole di 4,5-5 m che

poggiano su travi di spessore che coprono luci di 3,5-4 m. le pignatte sono alte 16 cm ed

hanno sopra una caldana di 4 cm.

Nel caso di balconi aggettanti si usano due soluzioni:

Solai a sbalzo: si prolunga il solaio interno per continuare strutturalmente i travetti,

in questo caso il solaio interno dev’essere ordito verso lo sbalzo e la trave

perimetrale portante. L’aggetto in questo caso può essere di 1,5-2 m.

Solai appoggiati su mensole: le travi del solaio sono mensole che sostengono il

solaio esterno, entrambi i solai sono orditi paralleli alla facciata. L’aggetto in questo

caso può essere anche molto ampio.

I solai dei balconi possono essere a soletta piena o mista.

I solai prefabbricati possono essere realizzati con tegoli (elementi nervati in calcestruzzo)

posati a secco o a tipo misto con getto di completamento in opera, in questo caso ci sono

due opzioni:

Pannelli prefabbricati in laterocemento: blocchi forati in laterizio a file accostate tra

cui si gettano una o due nervature di C.A. che danno la resistenza per essere

portante nel montaggio non servono puntelli durante il montaggio, dopo il

montaggio si inserisce un’armatura metallica nelle nervature create dalle linee di

accostamento dei pannelli

Pannelli prefabbricati tipo pedralles: lastra sottile di C.A. in cui viene

precedentemente inglobata l’armatura (tralicci metallici) e gli alleggerimenti

(laterizio, polistirolo o altro). Portata in cantiere funge da cassaforma per il getto di

completamento. Ha una superficie liscia e regolare e quindi costituisce finitura per

seminterrati non abitabili.

- Travi in acciaio

Profili laminati a IPE, HE o C se ad anima piena. Per le travi si usa solitamente il profilo a IPE efficiente

strutturalmente e resistente alle flessioni.

Le travi principali sono quelle che sorreggono i carichi del solaio, in una campata le travi principali sono

quelle collocate perpendicolari alla grecatura della lamiera, quelle parallele non ricevono il carico e

sono di collegamento per chiudere la struttura.

Se la luce è elevata si ordisce con travi secondarie per sostenere il solaio, l’altezza della trave è 1/20

della luce e se la luce è oltre i 20 m si utilizzano travi reticolari.

- Solai in acciaio

Solai in lamiera grecata in acciaio con completamento in calcestruzzo: le lamiere grecate fungono da

cassero a perdere per il getto di completamento, il solaio risulta quindi unitario e i due materiali

riescono ad assorbire trazioni (acciaio) e compressioni (calcestruzzo).

Lo spessore della lamiera è al minimo di 0,8 mm se si ha il getto di completamento, se invece è

autoportante lo spessore è al massimo di 1,3 mm tra questi due valori ci sono diversi spessori in

funzione delle luci e del calcestruzzo.

La grecatura è al minimo di 5 cm se collaborativo al massimo è invece di 25-30 cm se autoportante.

Quando a secco ci si posiziona sopra uno strato rigido in pannelli che serve per poi posarci la

pavimentazione.

La lamiera fa da armatura del calcestruzzo e quindi è fondamentale l’aderenza a cui contribuisce