Tecnologie costruttive

Si distinguono in multi-componenti (tessuti rivestiti da resine polimeriche) e

mono-componente ( PTFE- il più utilizzato nel settore delle costruzioni, altissime

prestazioni grazie a incombustibilità, inerzia chimica, resistenza allo sporco,

abrasione e rottura).

Processo produttivo:

1. Tessitura: formazione a partire dalle fibre di un tessuto biassiale

2. Rivestimento e fissaggio: operazioni additive per migliorare le prestazioni del

tessuto

3. Confezionamento: prefabbricazione degli elementi da utilizzare in modo

diretto in cantiere.

Profilo ambientale:

contro: dispendio energetico per le materie prime varia a seconda del tipo di

tessile tecnico; processi produttivi molto energivori e inquinanti; manutenzione

onerosa; vita breve; riciclaggio oneroso (tranne alcune eccezioni)

Pro: leggerezza del materiale (rifiuti poco ingombranti)

Materiali fibro-rinforzati:

I materiali fibro-rinforzati sono materiali compositi, costituiti da una matrice

(cementizia o polimerica) e da un rinforzo realizzato con fibre, corte o lunghe,

oppure con tessuti di fibre di diverso tipo.

Classificazione:

- A matrice cementizia

- A matrice polimerica

- Per il consolidamento strutturale: consolidamento di strutture in muratura o

cemento armato (elementi preformati o tessuti preimpregnati o impregnati in

situ in resine che fungono da collante tra il tessuto di rinforzo e il sistema

strutturale da consolidare.)

Profilo ambientale:

Il profilo ambientale ricalca quello dei materiali coinvolti nella creazione del

materiale fibro-rinforzato; il cui processo produttivo (di unione delle componenti)

non è reversibile, il che limita notevolmente le possibilità di riciclo (come aggregato

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per il calcestruzzo nel caso dei fibrorinforzati a matrice cementizia; avviazione alla

termovalorizzazione.)

Struttura portante:

La struttura portante ha il ruolo di sorreggere i carichi dell’edificio (propri,

accidentali, legati alla presenza in esso di persone/oggetti) e sopportare le

sollecitazioni (vento, azione sismica- sollecitazione orizzontale) cui è sottoposto,

trasferendo tali spinte al terreno. La forza a cui l’edificio è perennemente sottoposto

è la forza di gravità (dall’alto verso il basso- sollecitazione verticale), che, grazie alla

struttura portante, viene trasferita al terreno.

La struttura portante dev’essere dimensionata ipotizzando la situazione di massimo

carico possibile al fine di garantire la sicurezza dell’edificio in ogni evenienza. E’

necessario che la struttura portante sia definita in parallelo, se non prioritariamente,

rispetto al progetto architettonico (passo e dimensioni degli elementi portanti).

Concetto di equilibrio: E’ fondamentale che la struttura portante sia in equilibrio,

ovvero in grado di mantenere il suo assetto geometrico se sottoposta a

sollecitazioni, indipendentemente dalla resistenza meccanica dei singoli elementi.

Sistema trilitico e controventamento: Il sistema trilitico, su cui si basa la maggior

parte delle costruzioni, è il perfetto equilibrio se sottoposto a sollecitazioni verticali,

ma entra in crisi in caso di sollecitazioni orizzontali (vento, azione sismica).

Possibilità per risolvere il problema:

• Giunzione tra travi e pilastri di tipo rigido (possibile però soltanto in caso di

strutture in c.a. o il acciaio saldato)

• Sistemi di controventamento diagonali sia nelle campate verticali che

orizzontali; essi impediscono l’apertura di finestre in tali campate ma è

necessario introdurli in poche campate perché l’intera struttura sia irrigidita.

• Introduzione di pannelli o setti murari che svolgano la funzione di

controventamento.

Indeformabilità: altro requisito fondamentale delle strutture portanti; essa

dipende sia dal tipo di materiali utilizzati sia al tipo di sollecitazioni cui essi sono

sottoposti. Necessità di calcolo del modulo di elasticità (e punto di rottura) e

resistenza meccanica del materiale alle diverse sollecitazioni. 18

Sollecitazioni possibili:

• Compressione: (solitamente strutture portanti verticali)

• Trazione

• Flessione : effetto combinato di compressione e trazione, in punti diversi

dell’oggetto, cui sono solitamente soggetti travi e solai (es. trave a sbalzo, la

cui parte superiore risulta in trazione e quella inferiore in compressione).

• Sollecitazioni di taglio: effetto combinato di spinte che rischia di far spezzare

le giunzioni trave-pilastro.

Gli elementi sollecitati a compressione (verticale) necessitano di una maggior

spessore, gli elementi sollecitati a trazione o flessione possono anche presentare

sezioni meno massicce (trave con miglior resa a flessione è la trave reticolare).

Strutture di fondazione:

struttura che funge da collegamento statico tra edificio e suolo, trasmette a terra i

carichi dell’edificio assicurandone la stabilità. La fondazione si comporta come un

“piede” per la struttura e quindi ha una dimensione maggiore, allargata, rispetto alla

sezione degli elementi verticali così da evitare che si producano cedimenti

differenziati (affondamento della fondazione).

Aspetti da valutare per la progettazione della fondazione:

• Capacità portante del terreno (valutazione geologica)

• Carichi trasmessi a terra (direzione e intensità)

• Posizione e tipologia di strutture verticali portanti

• Forma dell’area e posizione dell’edificio

• Profondità del piano di posa delle fondazioni

Fasi costruttive preliminari alla costruzione delle fondazioni:

1. Realizzazione dello scavo:

- Se il terreno è coerente, gli scavi possono essere realizzati in verticale,

in corrispondenza dell’impronta dell’edificio

- Se il terreno è incoerente e franoso:

a. se è possibile è necessario allargare lo scavo e procedere con un

andamento a gradoni

b. se l’area di costruzione coincide invece con l’area dell’impronta

dell’edificio (come accade spesso in contesti urbani, dove inoltre le

fondazioni dell’edificio in costruzione sono anche estremamente 19

vicine a quelle degli edifici limitrofi), è necessario l’utilizzo di

diaframmi e paratie.

2. Getto del magrone: strato sottile di calcestruzzo magro che serve a livellare il

piano di appoggio per le fondazione.

Tipi di fondazioni:

• Fondazioni dirette, si realizzano in caso di terreni resistenti già agli strati

superficiali, raggiungibili attraverso lo scavo. Trasmettono i carichi, dunque,

direttamente attraverso la superficie d’appoggio.

a. Fondazioni continue: scelta solitamente o in corrispondenza di una

struttura in elevazione verticale anche essa continua oppure in situazioni

di terreno disomogeneo (in quanto consente la distribuzione del carico su

un’ampia superficie) oppure quando la struttura in elevazione ha luci

talmente ridotte da risultare più conveniente e veloce rispetto alla

realizzazione di plinti così ravvicinati. Sono costituite, quando

corrispondono ad una struttura continua, da un cordolo in calcestruzzo

armato (a mensola) o non armato (con allargamento alla base). Se invece

la struttura in elevazione è continua la fondazione viene detta a trave

rovesciata; la trave, che raccoglie le spinte portate dai pilastri, presenta

mensole laterali utili ad allargare la base d’appoggio.

b. Fondazioni discontinue:

si adottano in corrispondenza di strutture verticali a sistemi puntuali che

incanalano le spinte su una limitata porzione di suolo, le strutture

discontinue sono dunque costituite da plinti che ampliano la base

d’appoggio del pilastro (forma troncopiramidale o a gradoni perché

l’allargamento avvenga gradualmente). Le fondazioni a plinti non sono

adatte a sopportare eventuali cedimenti differenziati, i plinti sono infatti

(nelle aree a rischio sismico) interconnessi da cordoli in c.a. per rendere la

struttura fondale solidale. I plinti sono solitamente realizzati in c.a. (gettato

in opera o prefabbricato), in corrispondenza di una struttura in acciaio (in

questo caso è particolarmente delicata è la giunzione pilastro-plinto, dato

che esiste il rischio di flessione del pilastro, solitamente risolta con

fazzoletti e piatti di rinforzo verticali) possono anche essere in acciaio.

• Fondazioni indirette: sono necessarie quando il terreno al piano di campagna

non è sufficientemente resistente ed è dunque opportuno raggiungere strati

più profondi.

a. Fondazioni a platea: Se il terreno resistente è troppo profondo per essere

raggiunto, viene realizzata la platea in c.a. che si comporta come un solaio

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rovesciato distribuendo i carichi su un’area il più vasta possibile; consente

la realizzazione di strutture continue o discontinue; molto sicura perché

non presenta il rischio di cedimenti differenziati.

b. Fondazioni su pali: realizzate quando il terreno è resistente ad una

profondità raggiungibile ma non da un normale scavo di fondazione;

queste si distinguono in pali appoggiati (funzionamento assimilabile a

quello di pilastri, scaricano le spinte sul terreno resistente) e pali sospesi

(sorreggono la struttura grazie all’attrito pilastro- terreno e alla

costipazione del terreno dovuta all’aumento di volume successivo

all’inserimento del palo).

Strutture portanti in elevazione:

si definisce struttura portante in elevazione la parte del sistema portante visibile al

di sopra del piano di campagna, essa ha il ruolo di trasmettere le sollecitazioni alla

struttura di fondazione, così che essa possa scaricarle al terreno.

• Struttura a parete portante: tale sistema strutturale continuo è, ovviamente,

vincolante rispetto alla progettazione degli spazi interni e alla possibilità di

realizzare aperture. Le strutture a parete portante si configurano come un

sistema trilitico, gli elementi verticali raccolgono le spinte di quelli orizzontali

(solai) e le trasmettono alla struttura di fondazione verticalmente; per questa

ragione, perché abbiano buona resistenza anche alle sollecitazioni orizzontali,

sono necessari accorgimenti (pareti di taglio, nuclei di controventatura,

sistema di connessione ad incastro tra solaio e parete). I solai, costituiti

solitamente da una orditura di travetti (in laterocemento o legno), poggiano

sulla trave sovrastante la parete portante, cosicché le il carico del solaio si

distribuisca per tutta la parete portante. Le strutture portanti a parete

continua possono avere: setti paralleli orientati longitudinalmente o

trasversalmente (con sistemi di irrigidimento ortogonali in entrambi i casi)

oppure avere organizzazione a cellula ed essere dunque già sistemi rigidi.

a. Strutture a parete portante in mattoni o blocchi: tecnica costruttiva tra l