Lezioni, Materiali e sistemi costruttivi

EDIFICI A PORTALE:

negli edifici a portale non è necessario l'uso di pilastri interni alla struttura. I carichi

vengono ripresi da tiranti che li trasmettono attraverso dei portali

PROTEZIONE ANTINCENDIO

uno dei problemi dell'acciaio è che il fuoco e le alte temperature possono cambiare la struttura interna del materi che può

andare in seguito in crisi statica. All'aumentare della temperaturan si modificano le caratteristiche fisico.meccaniche

dell'acciaio.

La resistenza al fuoco si misura con la REI. La Rei più è alta (Rei 60,90,120,180) più il materiale resiste al fuoco, i numeri

accanto alla sigla stabiliscono i minuti di resistenza in presenza di fiamme.

1500°C,

FUSIONE DELL'ACCIAIO AVVIENE A

PER LA DEFORMAZIONE SONO SUFFICIENTI 600°C

Alcune protezioni antincendio possono essere:

rivestimento con calcestruzzo

– rivestimento con intonaco aumentano il costo e il tempo

– rivestimento con materiale ignifugo

–

COMPORTAMENTO SOTTO SFORZO

A differenza di altri materiali, che sottoposti a pressione arrivano ad un punto di rottura, l'acciaio segue un processo diverso

attraversando diverse fasi fino ad arrivare alla rottura.

Il processo di rottura dell'acciaio è descritto dal Diagramma di Hooke, che mette in relazione la forza α con la deformazione

έ.

L'acciaio fino ad un certo valore si comporta in modo elastico, infatti il materiale rimane intatto e non si deforma.

Se la forza applicata fa flettere il materiale, ciò significa che ci troviamo ancora in un allungamento elastico, e quindi la

deformazione è reversibile.

La zona di allungamento elastico termina nel punto di snervamento, dopo il quale si entra nella zona di allungamento

plastico, e la deformazione diventa quindi irreversibile. Con l'aumento della forza in questo campo si arriva gradualmente

alla rottura.

Questo processo ci mostra che l'acciaio non arriva al punto di rottura improvvisamente, ma si apprezzano le sue deformazioni,

quindi se ci troviamo di fronte a delle deformazioni sono in grado di capire quando il materiale andrà in crisi statica, con la

possibilità di intervenire ancora.

Da come si vede nel grafico la rottura si arriva esercitando una forza minore rispetto al livello di tensione di rottura (livello

massimo di pressione applicato). Questo fenomeno viene definito strizione, ossia vi è la diminuzione della sezione della barra

di acciaio (allungamento), che fa si che la barra necessiti di una forza minore per arrivare al punto di rottura.

DIVERSE TIPOLOGIE DI ACCIAIO

a seconda del contenuto di carbonio nell'acciaio abbiamo diversi tipi con caratteristiche di resistenza al fuoco o alla

compressione diverse:

- acciaio per cavi, altissime prestazioni e molto resistenti. Con una alta concentrazione di carbonio. Il punto di snervamento è

di 180 Kg/mm²

- ferro per calcestruzzo armato (FE 430) con una concentrazione minore di carbonio, arriva a rottura a 430 kg/mm².

- FE 510 che arriva a rottura a 510 kg/mm²

- FE 360 che arriva a rottura a 360 kg/mm² LATERIZIO

si definiscono laterizi tutti i prodotti da costruzione che sono prodotti dalla lavorazione e la cottura dell'argilla cruda.

Costituiscono il primo esempio e archetipo della prefabbricazione per la costruzione, infatti i mattoni sono elementi uguali

pre-fabbricati, quindi il mattone è un prefabbricato (dimensioni standard).

Inizialmente i mattoni venivano formati a mano e cotti al sole, con l'evoluzione tecnologica della produzione del laterizio si è

passati ad una cottura al forno, ed elevate temperature, successivamente grazie alla trafilatura meccanica e cottura

industrializzata abbiamo ottenuto moltissime varianti.

Attualmente la tecnologia ci consente di avere dei termo-laterizi ad alta resistenza.

I laterizi vengono suddivisi in base: al prodotto alla categoria e all'utilizzo

la classificazione (secondo la norma UNI 8458) è di due tipi:

1. classificazione in base all'uso: - pietre da costruzione utilizzate per strutture portanti

- pietre ornamentali utilizzate per opere di finitura

2. classificazione in base al processo di formazione: - IGNEE/Magmatiche (Balsalto, oprfido, granito)

- Sedimentarie (Tufo, travertino, dolomia)

- metamorfiche (marmo, ardesia, quarzito)

CARATTERISTICHE TECNICHE

le caratteristiche tecniche fondamentali del laterizio sono:

peso specifico

– porosità e permeabilità (in base a questa caratteristica alcune pietre possono avere della temperatura) in fase

– progettuale va calcolata in rapporto alle sollecitazioni termiche a cui è sottoposto il materiale, e in quale ambiente e

situato. Le fessurazioni della pavimentazione sono uno degli inconvenienti della dilatazione termica, infatti se tra le

fughe dei pavimenti non vengono applicate delle giunture di dilatazione termica le lastre di materiale, aumentando di

dimensione, si lesionano (giunto=striscia di neoprene o gomma ogni 10 m)

conducibilità termica la capacità di un materiale di conduce calore attraverso se stesso. Questa caratteristica è

– fondamentale quando andiamo a collocare la trasmittanza di una parete (capacità della parete di trasmettere il calore

verso l'esterno).

Resistenza a compressione, trazione, flessione e urto sono caratteristiche meccaniche che vanno considerate quando

– il materiale, posto in opera, sono sollecitati in diversi modi

resistenza al fuoco ci dice per quanto tempo il materiale resiste in caso di incendio (REI 60,90,120,180 = min di

– resistenza senza modificare le sie caratteristiche meccaniche)

lavorabilità (durezza, segabilità, scolpibilità ecc..) indica la caratteristica che ha un materiale di essere lavorato.

– Resistenza all'usura è determinante per specifici impieghi ossia se il materiale è adatto o meno all'uso

– colore non è importante solo a livello architettonico (o estetico) ma anche per la uantità di energia riflessa e assorbita

– dal materiale. È da considerarne quando si punta a fare un progetto con un efficientismo energetico.

USI PREVALENTI DELLE PIETRE

gli usi prevalenti sono: rivestimenti, murature portanti e pavimentazione.

Granito una volta era usato anche in ambito strutturale, ora non più perchè è molto costoso quindi è impiegato per i

rivestimenti.

Ardesia, murature portanti, pavimentazione

basalto, murature portanti

calcari, murature portanti

tufi, murature portanti

marmo, rivestimenti

porfido, rivestimenti

travertino, rivestimenti DEFINIZIONI E NORME

la norma UNI 8942 definisce i “prodotti di laterizio per murature” prevede:

il mattone forato: è definito forato solo se il 55% del volume totale è forato

– un mattone: è definito quando abbiamo un elemento che ha un volume superiore ai 5500 cm^3.

– Un blocco: è definito quando abbiamo un elemento che ha un volume superiore ai 5500 cm^3.

– Un blocco forato: ha le stesse caratteristiche del mattone forato ma con un volume maggiore. Per le murature portanti

– invece la percentuale di foratura si deve abbassare al 45%.

foratino: spessore inferiore al 150 mm

– f= 100F F= superficie dei fori

A A= superficie della sezione del mattone

il mattone UNI è un mattone che ha delle dimensioni prestabilite che sono esattamente queste: 5,5 cm altezza, 25 cm

lunghezza, 12 cm larghezza. Il motivo per la quale esistono queste misure precise è perchè realizzando la struttura in muratura

a seconda di come posiziono i mattoni ottengo delle particolari accostamenti:

muratura a due teste: 12+1+12= 25 cm

– muratura a tre teste: 12+1+12+1= 38 cm

– muratura a quattro teste

– intercorso di malta

– VETRO

DEFINIZIONE E COMPOSIZIONE

il vetro è un materiale traslucido ed è un materiale amorfo ed isotropo, queste ultime due caratteristiche fanno riferimento al

reticolo molecolare del materiale, che è disordinato, infatti quando il vetro si rompe non c'è una direzione di rottura

prevedibile, con altri materiali possiamo più o meno prevederne gli esiti della rottura.

Il vetro è composto da 3 elementi fondamentali:

1. vetrificante (silice/sabbia; ossido di silicio) 69-74% ; sostanze che con il calore si trasformano dalla cristallina alla

forma vetrosa (amorfa)

2. fondente (ossido di sodio) 12-16% ; abbassano il punto di fusione del vetro

3. stabilizzante (calce, ossido di calcio) 5-12% ; rendono il vetro inattaccabile dagli agenti esterni.

SECONDE LAVORAZIONI DEL VETRO

si dicono seconde perchè le prime appartengono al processo di fabbricazione, che sono più specifiche, le seconde invece sono

finalizzate ad ottenere il prodotto finito, sono:

colorazione

– molatura

– foratura

– incisione

– smaltatura

– sanitatura e sabbiatura (lastre opache)

– curvatura

–

TIPOLOGIA DI VETRI(norma uni 7697)

questa norma classifica il vero in 4 categorie:

vero temperato: è un vetro che ha subito un processo di tempra ossia un riscaldamento e poi un brusco raffreddamento che

permette di avere delle resistenze meccaniche superiore (+ resistente)

vetro stratificato: può essere di sicurezza, ossia se si rompe rimane comunque unito ma lesionato (vetrine dei negozi) e viene

realizzato interponendo al vetro dei fogli di materiale plastico.

Vetro armato (retinato): nell'impasto viene messa una rete metallica (+ resistente)

vetro unito al perimetro: ossia vetro camera, utilizzato per la realizzazone degli infissi esterni. Più lastre di vetro con delle

intercapedini chiuse con l'infisso.

TIPOLOGIE DI VETRO ED INNOVAZIONE TECNOLOGICA

Vetri basso emissivi: ha la caratteristica d avere una trasmittanza molto contenuta in quanto la superficie tende a

• respingere il calore all'interno dell'ambiente

vetri riflettenti a basso fatto solare: il vetro ha un fattore solare basso, quindi un vero con un fattore solare di 0,7 fa

• passare solo il 70% dell'energia che lo investe. Energia che passa dall'esterno all'interno. È ottimo per la problematica

termica estiva.

Vetri antincendio (Rei 30/60/90/120) protezione da fumi fiamme e irraggiamento calorifero

• vetri per la protezione solare veri a basso fattore solare

• vetri ad elevata rifrazione in grado di dirigere la luce.

•

VETRO E BIOCLIMATICA è un materiale di tipo selettivo ne confronti delle radiazioni solari (effetto serra) che fa entrare

l'energia ma non la fa più uscire rimanendo in trappolata. Lascia passare grande quantità di energia luminosa, che colpisce gli

oggetti interni nell'ambiente che la assorbono e la rimettono sotto forma di energia termica. Si attua quindi un risparmio

energetico utilizzando il calore ottenuto dall'energia luminosa.