PROGRAMMA TECNOLOGIA DELLE COSTRUZIONI
IDONEITA CLASSE V GEOMETRI INDICE
MODULO 1 Le fondazioni
UNITA 1
Il terreno di fondazione.5
UNITA 2
Funzione delle fondazioni.8
UNITA 3
Fondazioni continue..9
UNITA 4
Fondazioni continue a travi rovesce, fondazioni a platea.11
UNITA 5
Fondazioni discontinue, i plinti....13
UNITA 6
Fondazioni indirette..14
UNITA 7
Le palificate, pali in ferro, pali in cemento armato,
pali trivellati in opera...16
UNITA 8
Palo Franki, palo Simplex25
UNITA 9
Isolamento delle strutture di fondazione.27
MODULO 2 Le murature
UNITA 1
Caratteristiche e funzioni del muro.29
UNITA 2
Classificazione dei muri e denominazione in base
alla forma e al materiale di costruzione..32
UNITA 3
Tecnologia delle murature usate in antichit, muri
di pietrame a secco, muri in pietra, ecc..36
UNITA 4
Muratura ordinaria di mattoni, regole di
esecuzione dei muri.38
UNITA 5
Murature portanti, murature in mattoni pieni, muratura
con mattoni semipieni con funzione portante.40
UNITA 6
Murature per divisori, realizzazione di tamponamenti
monostrato e a pi strati, coibentazione muri.42
UNITA 7
Murature armate, caratteristiche statiche delle
murature e la resistenza alle sollecitazioni...43
MODULO 3 Archi e volte
UNITA 1
Generalit sulla statica dellarco..58
UNITA 2
Principali metodi di esecuzione dellarco........62
MODULO 4 I solai
UNITA 1
Caratteristiche e funzioni dei solai.64
UNITA 2
Tipologie dei solai, i solai in legno, i solai in ferro,
i solai in cemento armato...69
UNITA 3
I solai in cemento armato e i solai misti in c.a. e
laterizio.70
UNITA 4
solai misti parzialmente prefabbricati, interamente
prefabbricati73
MODULO 5 Le coperture
UNITA 1
Le coperture a tetto.....75
UNITA 2
Lisolamento delle coperture..77
UNITA 3
I manti di copertura....83
UNITA 4
Le capriate..85
MODULO 6 Le scale
UNITA 1
Caratteristiche e funzioni delle scale..88
UNITA 2
Gli elementi principali delle scale, la pedata, lalzata89
UNITA 3
La relazione di legame tra la pedata e lalzata...90
MODULO 1
UNITA 1 IL TERRENO DI FONDAZIONE I terreni di fondazione Un
terreno che possa essere utilizzato per sopportare una costruzione
deve presentare una buona resistenza alla compressione e non deve
essere esposto allazione di erosione delle acque superficiali
sotterranee. Se il terreno non presenta la necessaria resistenza,
sotto il peso della costruzione si schiaccia e subisce degli
abbassamenti di diversa entit, determinando nel fabbricato lesioni
che ne possono pregiudicare la stabilit e la sicurezza. Si rende
quindi necessario un preliminare accertamento del terreno. Per
saggiare la resistenza di un terreno si usa praticare dei
campionamenti dello stesso, conficcando un palo di ferro lungo 1,50
metri, di 5 cm di diametro (tasta). Se il palo penetra con
difficolt e se ai successivi colpi di massa entra in vibrazione e
non riesce ad affondare nel terreno (rifiuto) il terreno si pu
ritenere resistente. Ottimi terreni per fondazioni sono quelli
rocciosi, ghiaiosi e sabbiosi. Sono pessimi quelli costituiti da
terra vegetale e da materiale da riporto. Quando il terreno non
presenta sufficiente resistenza si pu intervenire mediante opere di
costipamento (conficcando numerosi pali di legno o di cemento); si
pu intervenire anche diminuendo il carico specifico ovvero
aumentando la superficie di appoggio. Scavi e terreni Negli scavi,
con i quali si procede alla costruzione delle fondamenta,
necessario agire con molta prudenza perch le pareti del terreno
tendono a scoscendere. Per evitare i franamenti bisogna armare le
pareti degli scavi con tavole e sbadacchi, oppure effettuare il
taglio con una certa inclinazione (generando le scarpate). Opere di
fondazione Sul terreno roccioso le murature possono poggiare
direttamente sul suolo. Per necessario asportare lo strato
superficiale della terra e di roccia in
stato di decomposizione (cappellaccio) e purch lo spessore sia
sufficiente (almeno 3 metri). Le opere di fondazione, nel caso di
edifici in muratura portante, si fanno sotto i muri maestri,
incassate nel suolo fino ad appoggiare su terreno solido. Possono
essere realizzate in calcestruzzo od in muratura. Se il terreno
resistente si trova a profondit superiore ai 2 metri, conviene
ricorrere a fondazioni isolate, adottando il sistema a pozzi ed
archi. I pozzi si preparano sotto i pilastri e su di essi si
impostano gli archi destinati a sostenere le murature maestre
sovrastanti. Tale sistema si dice a pozzi ed archi dritti, ma pu
anche utilizzarsi il sistema a pilastri e travi rovesce di cemento
armato. Un altro sistema di fondazioni quello di costruire una
platea generale di calcestruzzo e di spessore di oltre un metro. La
platea costituisce un piano dappoggio dal fabbricato dimodoch non
esistano cedimenti di diversa entit da punto a punto, cosa che
comunque non esclude un cedimento uniforme. Se i terreni possiedono
una buona resistenza a notevole profondit si possono adottare
palificate di sostegno costituite da pali di larice, di rovere o di
castagno muniti al piede di una puntazza di acciaio ed in testa di
un anello di ferro destinato a ricevere i colpi dei battipali. Oggi
specie per terreni di scarsissima resistenza vengono adoperati pali
di cemento armato, sostanzialmente di due tipi: pali battuti e pali
trivellati. Lo studio del terreno E' fuori di dubbio che prima di
costruire in un determinato lotto di terreno bisogna procedere con
un'analisi geologica del suolo, ancor pi quando le opere ricadano
in zone classificate sismiche. Per questo tipo di lavoro occorre un
tecnico laureato, il geologo, che abbia le necessarie conoscenze
per fornire dati essenziali al progettista dell'opera. Questi
utilizzer quelle informazioni per decidere il tipo di fondazione,
la profondit di scavo, la tipologia di progettazione che proporr al
cliente. Spesso si creano degli ambienti interrati o seminterrati
per trovare una base fondale pi solida o si ricorre ad adeguati
muri di sostegno delle terre, quando il lotto presenta pendenze non
eliminabili con normali sbancamenti. Le conclusioni Un buon
progettista pensa l'edificio considerando tutti i parametri utili a
produrre una costruzione con spazi economicamente ricavati. Non
sarebbe un'operazione corretta scavare e riempire, rimuovere e poi
ricostruire, facendo spendere inutilmente denaro al
committente.
Pertanto, anche per evitare successivi problemi di patologia
delle costruzioni o veri e propri dissesti, dovuti all'incuranza
iniziale, il tecnico serio e preparato studia con attenzione le
soluzioni pi adeguate all'ambiente nel quale deve intervenire.
MODULO 1
UNITA 2 FUNZIONE DELLE FONDAZIONI
In edilizia e architettura le fondazioni sono quella parte della
struttura dell'edificio che svolge il compito di trasmettere i
carichi dalle strutture in elevazione al terreno.
Le fondazioni sono quegli elementi strutturali che hanno la
funzione di ricevere i carichi provenienti dalla sovrastruttura
(sia essa una costruzione, un'apparecchiatura o altro) e
diffonderli al suolo. Per tale fine necessario che queste siano
rigide. Per avere rigidezza le fondazioni devono essere
necessariamente massicce. Per le fondazioni non si usano
calcestruzzi di alta resistenza proprio in ragione delle masse
sovrabbondanti che devono essere impiegate per raggiungere la
rigidezza richiesta.
Nell'ambito dell'ingegneria civile, lo studio delle fondazioni
strutturali implica una approfondita conoscenza della geotecnica,
della scienza delle costruzioni e della tecnica delle costruzioni.
Il tipo di fondazione di volta in volta impiegata dipende dalla
sollecitazione che agisce su di essa e dal tipo di terreno a cui
connessa, per cui necessario raggiungere il terreno di portanza
adeguata ai carichi della struttura. In generale, per ognuna delle
scelte progettuali effettuate per le fondazioni, occorrer adottare
un differente approccio nell'impostazione del calcolo. Non di rado
inoltre, la scelta delle fondazioni influenza la concezione
dell'intero organismo strutturale.
Possiamo suddividere le fondazioni in due famiglie:
fondazioni superficiali (o dirette): plinto, trave di
fondazione, piastra di fondazione, detta anche platea.
fondazioni profonde (o indirette): palo di fondazione,
micropalo, fondazione ciclopica.
A cui aggiungere le opere di sostegno: muro controterra,
diaframma, tirante.
MODULO 1
UNITA 3 FONDAZIONI CONTINUE
Nelle fondazioni continue l'elemento fondale poggia direttamente
sul terreno (fondazione diretta) ed costituito da un nastro
continuo di materiale resistente che corre sotto le strutture
portanti in elevazione. Si adottano quando il terreno fondabile si
trova a profondit economica rispetto al piano di campagna e la
struttura portante del fabbricato anch'essa continua: a muratura o
a pilastri molto ravvicinati. La larghezza della fondazione non
dovrebbe mai essere inferiore ai 60-70 cm. La fondazione continua
in muratura, anche per il progredire delle tecniche costruttive,
attualmente non viene quasi pi adottata ed stata sostituita dalla
fondazione in conglomerato cementizio, ritenuta spesso pi
conveniente anche dal punto di vista economico. In questo caso il
solido finale costituito da una soletta in conglomerato cementizio,
semplice o armato, di spessore minimo non inferiore ai 15 cm. Nel
caso di costruzioni con struttura portante a pilastri, nelle quali
i carichi risultano distribuiti per punti, per dare alla fondazione
la rigidezza necessaria ad assicurare una uniforme distribuzione di
carico alla base, si sostituisce alla soletta un trave in c.a.
sagomata a T rovesciata opportunamente calcolata (fondazione
continua a trave rovescia). Una variante di questo di fondazione la
fondazione reticolare, ottenuta ordinando le travi rovesce secondo
un disegno a maglia ortogonale e spiccando i pilastri agli incroci.
Potrebbe accadere che uno dei pilastri sia pi caricato degli altri.
Per evitare nel sistema di diffusione dei carichi in punti
singolari, alla base del pilastro sovraccaricato si realizza un
allargamento al fine di riportare la pressione sul terreno a quella
normale considerata. La fondazione continua, inoltre, pu essere
utilizzata anche nel caso di costruzioni di grande mole o situate
su terreno poco resistente; in questi casi si usano fondazioni a
travi continua a larga base "zattere" costituite da una mensola
continua in c.a. sporgente da un cordolo longitudinale. Sia la
mensola che le ali del T vanno opportunamente armate per resistere
alle notevoli sollecitazioni di flessione e taglio determinate
dalle reazioni del terreno. Per questo l'altezza della mensola
all'incastro non mai inferiore a 1/2 - 1/3 dell'aggetto.
MODULO 1
UNITA 4 FONDAZIONI CONTINUE A TRAVI ROVESCE, FONDAZIONI A
PLATEA
Ogni opera architettonica, indipendentemente dalla sua forma e
natura, sempre la sintesi organica e razionale di un complesso di
elementi strutturali che ne compongono lo scheletro interno e ne
garantiscono la stabilit. Le fondazioni, elemento portante della
struttura edilizia Ogni elemento, quindi, ha una sua precisa
funzione statica e offre al progettista una serie di problematiche
pi o meno gravi. La prima, e forse pi incognita, problematica che
incontra il progettista quando si trova a dover realizzare una
costruzione quella inerente le fondazioni in quanto elemento pi
importante, e delicato, della struttura edilizia. Tali incertezze
derivano prevalentemente dalla natura, spesso incerta, del terreno
la cui conformazione pu essere estremamente varia influendo su di
essa fattori fisici, meccanici e caratteristiche idrauliche. Da ci
derivano gli enormi passi avanti fatti negli ultimi decenni in
merito e nuove metodologie di indagine e classificazione dei
terreni con laffermazione, tra laltro, di quella apposita
disciplina che la Meccanica dei terreni o Geotecnica. La prima
operazione da compiere, quindi, risiede in una attenta analisi
delle caratteristiche del terreno su cui si deve operare, in
seguito alla quale compiere la scelta idonea sul tipo di fondazione
da applicare. Evidentemente tali ricerche risultano del tutto
superflue nel caso si tratti di modeste costruzioni da eseguirsi su
terreni compatti e resistenti, ma in tutti gli altri casi la fase
di analisi non pu essere mai disattesa. Pur non essendo oggetto di
questo corso lo studio dei terreni opportuno accennare a una grande
distinzione che viene fatta dei terreni e che li classifica come
costituiti da rocce sciolte o rocce lapidee: rocce sciolte: sono
costituite da aggregati naturali , i cui granelli possono essere
separati con deboli azioni meccaniche rocce lapidee: sono
costituite da aggregati i cui elementi sono tenuti insieme da
legami forti e permanenti. E facile intuire come a seconda del tipo
di terreno su cui si deve costruire occorre optare su una tipologia
di fondazione piuttosto che su unaltra. Il problema della scelta
del tipo di fondazione da adottare poi
strettamente inerente a un altro fattore che quello dei costi:
tra la molteplicit di soluzioni possibili , infatti, necessario
individuare, non solo quella staticamente pi idonea, ma anche
quella che mi garantisce le maggiori prestazioni con un impegno
economico ragionevole. Esistono diverse classificazioni delle
fondazioni, noi adottiamo quella pi ricorrente, che le divide in
dirette e indirette, fondazioni per terreni di scarsa consistenza e
fondazioni idrauliche. Fondazioni dirette su terreni resistenti
superficiali Il primo gruppo tipologico costituito dalle fondazioni
dirette che a loro volta si dividono ulteriormente in continue e
discontinue. Si ricorre a questo tipo di fondazione quando il
terreno fondabile a una profondit superiore ai 6 metri. Fondazioni
dirette continue 1) Fondazioni dirette continue normali:
rappresentano il tipo pi economico e necessitante di meno indagini
preliminari di fondazione e sono adatte nel caso di terreni
resistenti. E sufficiente, infatti, che il banco sia omogeneo per
tutta lestensione del fabbricato e che la sua potenza sia pari ad
almeno tre volte la lunghezza della fondazione e che non presenti
pericoli di corrosioni o cedimenti. Vengono classificate in questo
modo le fondazioni realizzate sino a una profondit di 5 o 6 metri,
purch la struttura portante del fabbricato sia anchessa continua
Una volta definito lo spessore della fondazione, che sempre
maggiore di quello delle murature in elevazione e che viene
stabilito in base allo studio dei carichi gravanti su un metro
quadro lineare della fondazione stessa, si procede allo scavo e
alla preparazione del terreno di posa della fondazione, che deve
essere orizzontale, spianato e con le pareti appiombate. 2)
Fondazioni dirette continue a base larga o trave rovescia: un
ulteriore tipo di fondazione diretta continua e sono utilizzate in
edifici in muratura in cui, a causa della natura del terreno, si
preferisca, invece di scavare pi in profondit per cercare strati
idonei, si preferisce ricorrere a una fondazione a base allargata o
a zatterone. Si tratta di costruire al di sotto della muratura di
fondazione, poco pi larga della sovrastante di elevazione, una
zattera in cemento armato. Grazie allelevata resistenza di queste
strutture si possono ottenere delle
fondazioni continue definite come nastriformi di grande
larghezza, poco pesanti ed economiche.
MODULO 1
UNITA 5 FONDAZIONI DISCONTINUE, I PLINTI
Vengono utilizzate in tutti quei casi in cui, dopo lanalisi del
terreno, si ritenga opportuno concentrare gli appoggi su zone
limitate del terreno, anzich lungo tutta la fondazione.
Sono fondazioni utilizzabili quando il terreno resistente si
trova oltre i cinque metri di profondit oppure quando i carichi
unitari sono talmente modesti da non renderne conveniente la
ripartizione su una fondazione continua.
1)Fondazioni discontinue a pilastri: sono costituite da dei
solidi di forma piramidale o parallelepipeda, di preferenza a
pianta quadrata, che hanno la funzione di ripartire il carico sul
terreno.
Il plinto costituisce un naturale allargamento della sezione del
pilastro e pu essere alto e rigido, costituito quindi da poco ferro
e cemento magro, oppure bassi e flessibili.
2) Fondazioni discontinue a plinti isolati in acciaio: sono
adottate in edifici molto alti in cui possono concentrarsi alla
base delle colonne carichi molto elevati, che non sempre possibile
ripartire sul terreno in maniera unitaria.
Si ricorre, in questi casi, a fondazioni composte da due parti:
una parte metallica connessa alla struttura di elevazione e una
muraria adeguata al terreno di appoggio. Le due parti possono
essere vincolate tra di loro in maniera pi o meno decisa attraverso
semplici appoggi o incastri.
MODULO 1
UNITA 6 FONDAZIONI INDIRETTE
Le fondazioni indirette risultano convenienti quando il terreno
fondabile si trova a una profondit superiore ai 6 metri. Si
dividono ulteriormente in fondazioni indirette a pozzi e fondazione
indirette su pali.
1)Fondazioni indirette a pozzi: possono essere realizzate
tramite il ricorso a piloni in muratura (fondazioni a piloni e a
pozzi) o con palificate di sostegno. Le fondazioni a piloni,
tipiche degli edifici in muratura, venivano spesso usate in passato
in quei casi in cui occorreva attraversare terreni poco consistenti
per raggiungere strati compatti profondi. Risultavano pi
convenienti rispetto alle fondazioni continue per la minore quantit
di terra da scavare e per il minor volume di muratura da eseguire.
Normalmente venivano utilizzati pali in abete o pioppo. Di
fondamentale importanza lo studio della dislocazione dei piloni per
ottenere una adeguata distribuzione dei carichi.
In tutti i casi in cui le strutture di fondazione richiedono
piloni di sezione molto grossa anzich ricorrere allutilizzo di
legname preferibile usufruire alla fattura di pozzi rivestiti di
muratura ottenuti per affondamento o sottomurazione.
La tecnica per affondamento prevede la disposizione di anelli di
calcestruzzo prefabbricati aperti in basso e in alto in cui
inserire il pilone. La tecnica per sottomurazione, invece, prevede
effettuando scavi a una certa profondit senza bisogno di armature
provvisionali allinterno dei quali eseguire la fodera murarie
interna delle pareti del pozzo.
2) Fondazioni indirette su pali: costituiscono il sistema pi
diffuso di fondazione indiretta su terreni resistenti profondi e
sono diventate molto comuni per la variet tipologica di
realizzazione dei pali stessi. Attualmente infatti possibile, a
seconda delle esigenze, ricorrere a pali realizzati in legno,
ferro, cemento armato costruiti fuori opera o in opera. E possibile
compiere un distinzione, nel campo della tipologia di messa in
opera, tra pali infissi mediante battitura senza asportazione di
terra preparati fuori opera e costituiti da vari materiali (legno,
cemento, ferro),
pali infissi nel terreno senza asportazione di terra costruiti
in opera in cemento armato, e pali eseguiti per trivellazione con
asportazione di terra eseguiti in opera (pali trivellati).
MODULO 1
UNITA 7 LE PALIFICATE, PALI IN FERRO, PALI IN CEMENTO ARMATO,
PALI TRIVELLATI IN OPERA
Le palificate in legname sono opere diffusamente utilizzate in
lavori di consolidamento di versanti, difesa spondale, recupero
frane e smottamenti. Lazione stabilizzante data da una struttura in
legno realizzata mediante incastellatura di pali in legno disposti
alternativamente in senso longitudinale e trasversale e collegati
tra loro per mezzo di chiodature effettuate con tondini di ferro.
Tra le intercapedini originate dai pali possibile inserire piante
radicate, talee di specie arbustive o arboree, piante erbacee con
apparato radicale profondo come il vetiver. Le radici delle piante
che vengono messe a dimora nel tempo andranno a rafforzare e a
coadiuvare fino a sotituire la funzione stabilizzante dei pali. Fra
le opere di ingegneria naturalistica, la palificata di sostegno una
delle pi utilizzate e conosciute e la sua validit ormai ampiamente
dimostrata da numerose applicazioni. La relativa semplicit di
realizzazione di questa struttura in confronto ad un tradizionale
muro in calcestruzzo armato e lottimo inserimento ambientale, il
cui ridotto impatto si realizza nel tempo grazie alle piante in
essa inserite, la vedono utilizzata frequentemente per il sostegno
di riporti di terreno ma anche per interventi su aree franose vere
e proprie. A livello economico, inoltre, le palificate in legname
con talee sono competitive con le tradizionali opere in
calcestruzzo. Per la realizzazione della palificata viva possibile
utilizzare pali in castagno, larice e pino; se viene usato legname
di larice o pino la durata della struttura pu raggiungere i 20-40
anni, mentre pi durature sono le opere realizzate con paleria in di
castagno: il costo pi elevato ma il risultato nel tempo fa
preferire questo tipo di materiale. La presenza di piante assicura
la stabilit del pendio anche nella fase successiva, quando il
legname col tempo si sar completamente disgregato, ed aumenta
linserimento dellopera nel paesaggio. Per quanto riguarda la
stabilit, va detto che , a parte le palificate molto sviluppate in
altezza rispetto alla base (ad esempio una altezza di 4 m su una
base di 2 m ), il rischio di ribaltamento pressoch nullo: una
palificata alta 2m e profonda 2 m non necessita di particolari
cautele e risulta assolutamente stabile. Altezze comprese tra 1,5 e
2 m consentono di ritenere tali opere di durata illimitata. La
disposizione in leggera contropendenza della palificata, ottenibile
con uno scavo adatto, rende ancora pi remota la possibilit di
ribaltamento
mentre la grande base dappoggio determina valori di carico sul
terreno decisamente ridotti. Per quanto riguarda le tipologie di
opera realizzabile si possono considerare la palificata a parete
doppia e la palificata a parete singola. La palificata a parete
doppia viene realizzata con due pali longitudinali; uno esterno
visibile e uno interno posto entro lo scavo a dare maggior forza e
presa agli elementi trasversali di connessione, data la maggior
stabilit viene impiegata in caso di riporti di terreno, recupero
frane e in tutte le situazioni di colmature di vuoti in genere. La
palificata a parete singola presenta il palo longitudinale solo
esternamente, i pali trasversali sono infissi nel suolo e viene
impiegata per consolidamenti di sponde soggette a forte
erosioni.
Altra struttura largamente impiegata in lavori di ripristino e/o
controllo ambientale sono le briglie in legno e pietrame, strutture
che poste sui corsi dacqua a flusso turbolento rallentano la
velocit delle acque riducendone la capacit erosiva.
Pali in cemento armato
Il Palo di fondazione prefabbricato di grande diametro
costituito da un tubo in cemento armato munito di fori laterali
posti a distanza variabile, comunicanti tramite inserti metallici
cavi con tubi in acciaio inseriti nel getto del palo, da utilizzare
per liniezione a pressione di miscele cementizie onde ottenere la
solidarizzazione del palo al terreno circostante. La presente
invenzione riguarda la realizzazione di pali di grande diametro
prefabbricati in cemento armato da mettersi in opera mediante
infilaggio a gravit in fori predisposti nel terreno da macchine
perforatrici. La successiva solidarizzazione al terreno circostante
avviene mediante iniezione ad alta e bassa pressione di malte
cementizie, effettuate attraverso tubi in acciaio inseriti nel
getto del palo, comunicanti tramite inserti metallici cavi, con la
superficie laterale del palo, nei quali vengono inserite le
valvole.
Nel palo vengono inseriti due tipi di tubi in acciaio. -I primi
vengono utilizzati per le iniezioni di primo tempo, cio per formare
la cosidetta camicia. Essi partono dalla testa del palo,
raggiungono il fondo, e quindi comunicano con lesterno del palo
tramite un inserto metallico cavo nel quale posizionata una
valvola. Il numero di tali tubi per la realizzazione della camicia
dipende dal diametro del palo ed in ogni caso variabile. -I secondi
vengono utilizzati per le iniezioni di secondo tempo ad alta
pressione. Anchessi partono dalla testa del palo, e raggiungono
il fondo, ma a differenza dei precendenti comunicano pi volte con
lesterno del palo tramite inserti metallici cavi sui quali sono
posizionate le valvole. Collegando, uno alla volta i tubi dacciaio
che fuoriescono dalla testa del palo con la pompa di mandata della
miscela cementizia, si metttono in funzione contemporanamente tutte
le valvole che si trovano lungo il tubo. Il numero di tali tubi
variabile e dipende dalle scelte del progettista. Le tecniche che
si adottano attualmente per la realizzazione di pali di grande
diametro consistono essenzialmente nellintrodurre nel foro
realizzato nel terreno una gabbia in acciaio e quindi riempiere il
foro con calcestruzzo. Ci comporta la costruzione della gabbia
metallica, il trasporto, la sua messa in opera nel foro realizzato
nel terreno. Inoltre il confezionamento del calcestruzzo, il
trasporto con autobetoniere ed il successivo getto. Tutte
operazioni abbastanza semplici, ma che nellambito di un cantiere
necessitano di unaccurata organizzazione con relativi costi.
VANTAGGI Riduzione drastica dei tempi di esecuzione Riduzione
del costo Facilit di accertamento della perfetta realizzazione
dellopera Notevole aumento della capacit portante, dovuto alla
presenza delle iniezioni laterali e al minore peso del palo.
Soluzione al problema dellattrito negativo, grazie alla possibilit
di ammorsare il palo tramite le iniezioni secondarie solo nei
terreni di elevate caratteristiche meccaniche. Migliore qualit del
calcestruzzo del palo Maggiore protezione delle armature metalliche
Impossibilit di manomissioni
Pali trivellati in opera
Attrezzatura Per la perforazione saranno utilizzate attrezzature
semoventi equipaggiate con rotary. Lutensile di scavo sar il pi
idoneo in relazione alla natura e consistenza dei terreni da
scavare. Numero, potenza e capacit operativa delle attrezzature
dovranno essere tali da consentire la realizzazione dei pali nei
tempi previsti alla luca delle condizioni ambientali, litologiche e
idrogeologiche dei terreni da attraversare nonch alle dimensioni
dei pali da eseguire. Preparazione del fango bentonitico Il fango
bentonitico dovr essere preparato ed utilizzato in accordo alle
modalit seguenti:
Bentonite in polvere
La bentonite avr le caratteristiche minime indicate:
Residuo al vaglio da 10.000 maglie/cm = 15% Limite di liquidit
>= 400% Viscosit Marsh della sospensione al 6% in acqua
distillata >= 40 Decantazione della sospensione al 6% in 24
ore
CARATTERISTICHE :
DESCRIZIONE LIMITI DI ACCETTABILITA
Contenuto dei solfati (come SO3) 20 mg/l Contenuto di cloruri
(Ione CL) 20 mg/l Sostanze sospese 20 g/l Il dosaggio di bentonite,
in peso, deve risultare di norma compreso fra il 4 ed il 7%.
Variazioni in pi o in meno saranno stabilite, in sede esecutiva, in
relazione ad eventuali problematiche di confezionamento o di
appesantimento durante la perforazione. Limpianto di preparazione
del fango sar costituito da:
dosatori; mescolatori automatici ( ammesso l'impiego di
mudhopper ); silos di stoccaggio della bentonite in polvere; vasche
di agitazione, maturazione e stoccaggio del fango fresco
prodotto; relative pompe e circuito di alimentazione e di
recupero fino agli
scavi; vasche di recupero dissabbiatori vasca di raccolta della
sabbia e di sedimentazione del fango non
recuperabile.
Il fango verr attenuto miscelando, fino ad ottenere una
sospensione finemente dispersa, i seguenti componenti:
acqua dolce di cantiere bentonite in polvere additivi eventuali
(disperdenti, sali tampone...)
Dopo la miscelazione la sospensione verr immessa nelle apposite
vasche di "maturazione" del fango, nelle quali essa dovr rimanere
per un tempo adeguato, prima di essere impiegata per la
perforazione. Di norma la maturazione richiede da 6 a 12 ore.
Le caratteristiche del fango pronto per l'impiego dovranno
essere comprese entro i limiti seguenti:
peso specifico: non superiore a 1.10 t/m3 viscosit Marsh:
compresa fra 30" e 60" temperatura: > 5 C pH : 9-11
Controlli sul fango Sul fango bentonitico saranno eseguite, con
la frequenza e le modalit indicate sulla Specifica di Controllo
Qualit definita dal Progettista, le prove di controllo atte a
determinare i parametri di seguito specificati:
caratteristiche della bentonite caratteristiche dell'acqua
densit del fango bentonitico fresco densit, viscosit, temperatura e
pH del fango bentonitico pronto
per l'impiego caratteristiche del fango bentonitico nell'interno
dello scavo, prima
del getto; in caso di esito non soddisfacente l'Impresa
Esecutrice sostituir, parzialmente od integralmente, il fango per
ricondurlo alle seguenti caratteristiche:
contenuto in sabbia del fango:;le; 5% densit: 1,15 t/m3
Perforazione Se necessario, in corrispondenza di ciascun palo
sar posto in opera un avampozzo provvisorio di lamiera d'acciaio
con funzioni di guida dell'utensile, di riferimento per la
posizione piano-altimetrica della sommit del palo o di difesa
dell'erosione del terreno nelle fasi di immissione e risalita
dell'utensile di perforazione. La distanza minima tra gli assi di
due perforazioni attigue, in corso, appena ultimate o in corso di
getto, dovr essere tale da impedire eventuali fenomeni di
interazione e comunque non inferiore ai 5 diametri. Qualora in fase
di completamento della perforazione fosse accertata l'impossibilit
di eseguire rapidamente il getto (sosta notturna, mancato trasporto
del calcestruzzo, etc.) sar necessario interrompere la perforazione
alcuni metri prima ed ultimarla solo nell'imminenza del getto. La
perforazione a secco senza rivestimento non di norma ammessa, salvo
ed esclusivamente, previa comunicazione
alla Direzione lavori, nei terreni coesivi caratterizzati da
valori della coesione non drenata cu Y H/3, esenti da
intercalazioni incoerenti e non interessanti da ingresso di acqua
nel foro ( Y = peso di volume totale). Una volta raggiunte le
profondit previste dal progetto, si provveder alla sostituzione del
fango di perforazione fino al raggiungimento dei prescritti valori
del contenuto di sabbia, ed alla eventuale pulizia del fondo foro
con gli utensili pi adatti (es. cleaning bucket). Per la rimonta
del fango di perforazione da sostituire prima del getto, si potr
utilizzare uno dei seguenti sistemi:
eiettore (air lifting); pompa sommersa per fanghi; pompa-vuoto
applicata in testa al tubo-getto.
Nel caso di presenza nel terreno di trovanti lapidei o di strati
rocciosi e per conseguire un adeguato immorsamento in sub-strati di
roccia dura si potr ricorrere all'impiego di scalpelli frangiroccia
azionati a percussione, di peso e forma adeguati alla natura
dell'ostacolo e comunque dotati alla sommit si un anello di forma
adeguata per la guida dell'utensile. In alternativa all'uso dello
scalpello possono essere utilizzate eliche da roccia aventi spirali
rinforzate e denti idonei allo stato di fessurazione della roccia
da perforare. L'impiego dello scalpello comporter l'adozione di un
rivestimento provvisorio, spinto fino al tetto della formazione
lapidea, allo scopo di evitare urti e rimbalzi laterali dello
scalpello contro le pareti del foro. Armature Completata la
perforazione si provveder alla posa in opera della gabbia,
pre-assemblata, in conformit con le seguenti specifiche. Le
armature metalliche saranno di norma costituite da barre ad
aderenza migliorata; le armature trasversali dei pali saranno
costituite unicamente da spirali in tondino esterne ai ferri
longitudinali. I pali costruiti in zona sismica dovranno essere
armati per tutta la lunghezza. Le armature verranno pre-assemblate
fuori opera in "gabbie"; i collegamenti saranno ottenuti con doppia
legatura in filo di ferro o con morsetti. L'armatura di lunghezza
pari a quella del palo dovr essere posta in opera prima del getto e
mantenuta in posto senza appoggiarla sul fondo del foro. Al fine di
irrigidire le gabbie d'armatura potranno essere realizzati
opportuni telai cui fissare le barre d'armatura. Detti telai
potranno essere realizzati utilizzando barre lisce verticali legate
ad anelli irrigidenti orizzontali orientativamente, a seconda delle
dimensioni e della lunghezza del palo, potr provvedersi una
cerchiante ogni 2,5 3 metri. Non si ammette di
norma la distribuzione delle barre verticali su doppio strato;
l'intr netto minimo tra barra e barra, misurato lungo la
circonferenza che ne unisce i centri, non dovr in alcun caso essere
inferiore a 7,5 cm. Le gabbie di armatura saranno dotate di
opportuni distanziatori non metallici atti a garantire la
centratura dell'armatura ed un copriferro netto minimo di 3 cm
rispetto al rivestimento definitivo, o di 6 cm rispetto al diametro
nominale del foro, nel caso di pali trivellati. Per i distanziatori
in plastica, al fine di garantire la solidariet col calcestruzzo,
necessario verificare che la loro superficie sia forata per almeno
il 25%. I centratori saranno posti a gruppi di 3-4 regolarmente
distribuiti sul perimetro e con spaziatura verticale di 3-4 metri.
Le gabbie d'armatura dovranno essere perfettamente pulite ed esenti
da ruggine e dovranno essere messe in opera prima del getto; ove
fosse necessario, ammessa la giunzione, che potr essere realizzata
mediante sovrapposizione non inferiore a 40 diametri, mediante
impiego di un adeguato numero di morsetti. Le gabbie d'armatura
saranno posizionate entro i rivestimenti curando il perfetto
centramento mediante l'impiego di opportuni distanziatori e
rispettando con precisione le quote verticali prescritte nei
disegni di progetto. Prima del posizionamento si avr cura di
rimuovere eventuali corpi estranei presenti nel cavo e si
verificher che l'eventuale presenza di acqua dentro il tubo di
rivestimento non superi il limite di 15 cm. Getto di calcestruzzo
Il getto del calcestruzzo avverr impiegando il tubo di
convogliamento. Esso sar costituito da sezioni non pi lunghe di
3,00 m di tubo in acciaio avente diametro interno 20 25 cm.
L'interno del tubo sar pulito, privo di irregolarit e strozzature.
Le giunzioni tra sezione e sezione saranno del tipo filettato,
senza manicotto (filettatura in spessore) o con manicotti esterni
che comportano un aumento di diametro non superiore a 2,0 cm; sono
escluse le giunzioni a flangia. Il tubo sar provvisto, all'estremit
superiore, di una tramoggia di carico avente una capacit almeno di
0,5 0,6 m3 , e mantenuto sospeso da un mezzo di sollevamento. Il
tubo di convogliamento sar posto in opera arrestando il suo piede a
30-60 cm dal fondo della perforazione; al fine di evitare azioni di
contaminazione o dilavamento del primo calcestruzzo gettato, prima
di iniziare il getto si disporr entro il tubo, in prossimit del suo
raccordo con la tramoggia, un tappo formato da un involucro di
carta o plastica, riempito con vermiculite granulare, palline di
polistirolo o sabbia. Durante il getto il tubo convogliatore sar
opportunamente manovrato per un'ampiezza di 20-30 cm, in modo da
favorire l'uscita e la risalita del calcestruzzo evitando altres la
segregazione della malta degli inerti. Previa verifica del livello
raggiunto, utilizzando uno scandaglio metallico a fondo piatto,
nel corso del getto il tubo di convogliamento sar accorciato per
tratti successivi, sempre conservando un'immersione minima nel
calcestruzzo di 2,0m. Il getto del calcestruzzo dovr essere portato
ad almeno 0,5 1,0 m al di sopra delle quote di progetto della testa
del palo per consentire di eliminare la parte superiore del
progetto (scapitozzatura). All'inizio del getto si dovr disporre di
un volume di calcestruzzo pari a quello del tubo di getto e di
almeno 3 o 4 m di palo. E' prescritta una cadenza di getto non
inferiore a 15 m3/ora. Controlli e documentazione Per ciascun palo
L'impresa Esecutrice dovr redigere una scheda indicante:
numero progressivo del palo (riferito ad una planimetria) dati
tecnici dell'attrezzatura profondit di perforazione informazioni
relative alla stratigrafia locale volumi e grafici del getto.
In presenza di anomalie o differenze rispetto alla stratigrafia
prevista, qualora le condizioni reali risultino inferiori a quelle
di progetto, l'Impresa Esecutrice proceder al riesame della
progettazione ed adotter gli opportuni provvedimenti concordandoli
con la Direzione Lavori.
MODULO 1
UNITA 8 PALO FRANKI, PALO SIMPLEX
Tra i pali storicamente pi noti costruiti in opera si ricordano
i seguenti i quali si differenziano in base alla modalit di
infissione del tuboforma e del costipamento del calcestruzzo:
palo Simplex: il sistema originario consiste nell'affondare nel
terreno un tubo munito di puntazza recuperabile, del tipo alligator
(in seguito stata sostituita con una puntazza in calcestruzzo che
viene abbandonata nel terreno), sino al rifiuto desiderato.
Successivamente si procede al getto del calcestruzzo fresco,
all'estrazione progressiva del tuboforma e al costipamento del
conglomerato con un apposito maglio. Per irrobustire il palo si pu
creare alla sua base un ingrossamento o bulbo per aumentare la
sezione utile di appoggio del terreno (simplex pressato). Una
variante del palo simplex e il duplex, che si ottiene inserendo un
palo dentro l'altro, cio battendo concentricamente il tubo con una
nuova puntazza nel calcestruzzo fresco, in questo modo si costringe
il conglomerato ad allargarsi costipando lateralmente il
terreno;
palo Franki: differisce dal palo Simplex sostanzialmente per il
sistema d'infissione del tubo. Dopo avre poggiato il tubo (il
diametro varia da 35 a 52 cm) sul terreno si getta sul fondo una
determinata quantita di calcestruzzo di consistenza asciutta che
viene colpito con apposito maglio fino a formare, sul fondo del
tubo, un tappo aderente all'involucro. Tale tappo sotto l'azione
del maglio, penetra nel terreno e trascina con s, per la sua forte
aderenza, il tuboforma fino alla profondit desiderata, impedendo
nello stesso tempo sia all'acqua sotterranea che alla terra di
penetrare all'interno. Successivamente si procede alla formazione
del bulbo di base fissando il tuboforma in modo che questo non
possa pi affondare e continuando a battere il tappo in modo da
vincere la sua aderenza contro l'involucro e costringendolo ad
espandersi e a penetrare nel terreno posto alla base. In questa
fase si continua ad aggiungere calcestruzzo in modo da avere nel
tubo quatit di conglomerato sufficiente ad impedire l'entrara
dell'acqua e della terra. Realizzata la base si procede alla
formazione del fusto del palo aggiungendo calcestruzzo, sempre di
consistenza asciutta, che viene battuto con il maglio mentre
contemporanemanete si provvede a sollevare tratto per tratto la
camicia metallica. il calcestruzzo compresso dal maglio invade il
terreno circostante
espandendosi in forma di anelli irregolari o sporgenti. Pertanto
il fusto assume un diametro superiore a quello della camicia
metallica provocando cos nel terreno una seconda energica
compressione.
MODULO 1
UNITA 9 ISOLAMENTO DELLE STRUTTURE DI
FONDAZIONE
Nella realizzazione di nuovi edifici o in interventi di
ristrutturazione che coinvolgono anche le parti strutturali
portanti dei fabbricati buona norma fare particolare attenzione
all'isolamento delle murature di fondazione, le quali sono spesso
soggette a danni causati dallumidit, sia per percolamento di acqua
dal terreno circostante, sia per risalita capillare.
La protezione di tali parti di un edificio si pu ottenere in due
modi: realizzando delle intercapedini aerate, che cingono il
perimetro del fabbricato impedendo il contatto tra le strutture
murarie in fondazione ed il terreno circostante, oppure grazie alla
posa in opera di barriere impermeabili, associate a un sistema di
drenaggio.
Un'intercapedine aerata, sicuramente opera pi costosa di una
barriera impermeabile, si realizza in genere costruendo una muro di
cinta, normalmente in CLS armato, ad una distanza di almeno 30-40
cm dal muro di fondazione, in pratica ottenendo una sorta di
recinto incassato in cui si va a realizzare l'edificio; in casi
particolari, dettati da richieste della committenza oppure da
necessit specifiche dovute alla localizzazione e/o alla funzione
dei locali interrati, si possono anche realizzare intercapedini
tecniche ispezionabili,tenendo sempre presente che, in fase di
realizzazione dei muri di contenimento, preferibile prevedere
almeno un sistema di drenaggio degli stessi, se non, in alcuni
casi, un sistema di isolamento. Per completare la funzionalit
dell'intercapedine aerata, e garantire la sicurezza dei fruitori
dell'edificio, nella parte superiore del muro di contenimento, nel
vuoto tra lo stesso e l'edificio, si installano dei grigliati
calpestabili, che permettono tanto la circolazione dell'aria
nell'intercapedine quanto la pedonabilit di tutto il perimetro del
fabbricato.
Una barriera impermeabile, invece, si realizza, mediante la posa
di membrane bituminose armate con velo di vetro o un manto di TNT
(Tessuto Non Tessuto) di poliestere. Operativamente, per garantire
la massima presa delle membrane sulle facce verticali della
muratura, bisogna effettuare un pretrattamento delle stesse con
primer a base bituminosa; successivamente, si effettuer la posa in
opera della guaina, partendo dal piano di imposta del muro
interrato, avendo cura di estenderla per almeno 15-20 cm fuori
terra.
Molta cura dovr essere posta nella realizzazione dei giunti,
specie nel punto di collegamento tra strato verticale e strato
orizzontale della barriera; in situazioni nelle quali si
riscontrassero possibili infiltrazioni dovute alla presenza di
falde freatiche, necessario realizzare almeno due strati di
impermeabilizzazione in entrambi i sensi.
Per quanto riguarda le opere di drenaggio, queste vanno
effettuate lungo tutto il perimetro della fondazione mediante la
posa in opera, su fondo ben costipato, di uno strato di pietrame di
dimensioni variabili dal basso verso l'alto pietre grosse e
regolari negli strati pi bassi fino ad avere quasi del pietrisco
negli starti superficiali per evitare fenomeni di intasamento degli
interstizi tra le pietre a causa della terra sovrastante; per
migliorare la stabilit della massa di pietrame di drenaggio, lo
stesso pu essere avvolto da uno strato di TNT che, garantisce anche
un buon filtraggio. Lungo tutto il perimetro delle opere di
drenaggio, a poca distanza dalle strutture di fondazione si dispone
un tubo di drenaggio, in materiale resistente alla compressione e
al tempo stesso flessibile, che presenta dei fori sulla parte
superiore che incanalano l'acqua drenata all'interno del tubo
stesso che, posato con una pendenza media del 5%, la trasporta
verso le canalizzazioni di smaltimento.
La scelta della migliore soluzione per un problema di isolamento
e protezione delle murature perimetrali di fondazione, di cui
abbiamo accennato due delle soluzioni costruttivamente pi diffuse,
certamente da valutare caso per caso, perch anche le scelte
costruttive pi semplici ed efficaci vanno contestualizzate per
renderle effettivamente funzionali ed adeguate.
MODULO 2
UNITA 1 CARATTERISTICHE E FUNZIONI DEL MURO
Tradizionalmente, per opera muraria, si intende un insieme di
elementi naturali o artificiali (pietra, laterizio ecc.) varia
forma e finitura, che sovrapposti gli uni agli altri e legati da
malta, danno vita a unit strutturali dalle caratteristiche
coerenti.
Le murature cos organizzate devono soddisfare alcune esigenze
fondamentali per la vivibilit e il confort degli edifici:
- capacit portante; - protezione dagli agenti atmosferici; -
isolamento termico; - isolamento acustico; - resistenza al fuoco; -
sicurezza in caso di evento sismico.
Lo spessore ed il materiale saranno scelti in relazione alle
funzioni che il muro stesso deve assolvere, alla funzione statica,
alle esigenze morfologiche ed espressive, al contesto in cui
l'opera viene realizzata. Se la muratura non ha funzione portante,
ma solo di separazione, lo spessore pu essere ridotto alla
dimensione dell'elemento che lo compone, tenendo comunque di conto
il soddisfacimento degli altri requisiti richiesti. Le esigenze
funzionali o prestazionali non sono le uniche a determinare la
scelta di un materiale piuttosto che un altro. E' indubbio che la
memoria storica lega, nell'immaginario collettivo, l'idea di muro
alle caratteristiche estetico-morfologiche e prestazionali che ogni
materiale capace di trasmettere, arrivando a identificare le une
con le altre. Determinante, a tal proposito, il modo di organizzare
gli elementi base per 'comporre' la struttura muraria, la
'tettonica' quindi del muro contribuisce al valore complessivo del
manufatto.
Le murature si possono classificare mediante vari criteri, a
seconda della loro funzione o posizione, dei materiali impiegati o
della tecnica di esecuzione fino ad arrivare a classificazioni pi
articolate che sovrappongono i sistemi precedenti.
Per determinare lo spessore del muro occorre procedere a varie
verifiche: - resistenza statica (per muri interni ed esterni);
calcolato il carico complessivo che agisce sulla base del muro,
stabilito il carico unitario di sicurezza che pu sopportare il tipo
di muratura, si ricava la sezione utile di resistenza con i metodi
della Scienza delle Costruzioni; - resistenza agli agenti
atmosferici (per muri esterni): gli elementi che formano il muro
devono essere costituiti da materiali resistenti all'acqua
meteorica e al gelo (ad esempio, non si possono impiegare elementi
di gesso, che solubile all'acqua, o elementi altamente gelivi); -
isolamento termico (per muri esterni): lo spessore e la tipologia
del muro deve essere tale da garantire all'interno dei locali un
adeguato controllo della temperatura e del grado di umidit, al fine
di realizzare un ambiente sano, non troppo caldo d'estate, n troppo
dispersivo del calore interno d'inverno.
Lo spessore in relazione alla resistenza termica del materiale
impiegato, ma per i muri tradizionali di pietre e mattoni spesso,
per ottenere una sufficiente coibenza termica, occorre uno spessore
di muro superiore a quello richiesto per la resistenza statica.
- coibenza acustica (per muri interni ed esterni): lo spessore
del muro deve garantire un buon isolamento dai rumori prodotti
all'esterno ed all'interno dell'abitazione. Anche qui lo spessore
dipende dal tipo di materiale impiegato; per l'esattezza il potere
fonoassorbente dei muri esterni deve essere tale da garantire un
isolamento non inferiore ai 45 decibel (dB) per frequenze acustiche
comprese fra 100 e 3000 Hz. Stabilito il tipo di materiale da
impiegare, lo spessore del muro sar uguale al valore maggiore degli
spessori ricavati con le verifiche suddette.
Prescrizioni tecniche
La costruzione delle murature deve iniziarsi e proseguire
uniformemente, assicurando il perfetto collegamento sia con le
murature esistenti, sia fra le parti di esse.
I mattoni, prima del loro impiego, dovranno essere bagnati fino
a saturazione per immersione prolungata in appositi bagnaroli e mai
per aspersione. dovranno mettersi in opera con i giunti alternati
ed in corsi ben regolari e normali alla superficie esterna; saranno
posati sopra un abbondante strato di malta in modo che possa
riempire tutte le sconnessure. I lavori di muratura, qualunque sia
il sistema costruttivo adottato, debbono essere sospesi nei periodi
di gelo, durante i quali la temperatura si mantenga, per molte ore,
al di sotto di zero gradi centigradi. Tutte le murature in genere
saranno misurate geometricamente, a volume o a superfici, secondo
la categoria, in base a misure prese sul vivo dei muri, esclusi cio
gli intonaci.
MODULO 2
UNITA 2 CLASSIFICAZIONE DEI MURI E DENOMINAZIONE IN BASE ALLA
FORMA E
MATERIALE DI COSTRUZIONE
Si intende come muro una struttura verticale composta da
materiali di varia provenienza e da un legante che rende la
struttura monolitica. Un muro deve garantire alla struttura:
1. Funzione portante; 2. Protezione dagli agenti atmosferici; 3.
Isolamento termico; 4. Isolamento acustico; 5. Sicurezza dal fuoco;
6. Sicurezza in caso di eventi sismici.
Per determinare lo spessore del muro che soddisfi tutte le
caratteristiche, bisogna eseguire:
La verifica di resistenza statica: con il metodo della scienza
delle costruzioni si calcola quanto pu essere caricata la
trave;
La verifica agli agenti atmosferici: essa controlla se i
materiali che formano il muro devono essere resistenti allacqua
meteorica e al gelo;
La verifica allisolamento termico: il muro costruito deve creare
allinterno dell'abitazione condizioni di vivibilit. Essa non deve
essere troppo calda in estate n troppo fredda o dispersiva in
inverno. Queste caratteristiche sono in relazione con i materiali e
con lo spessore del muro;
Verifica della coibenza acustica: il muro in questione deve
essere insonorizzato rispetto agli agenti acustici esterni ed
interni. Questo in relazione ancora una volta con i materiali e con
lo spessore del muro.
I muri vengono suddivisi in tre categorie:
1. portanti: i muri portanti hanno capacit statica e tengono la
struttura in piedi;
2. divisori: i muri divisori servono a dividere i diversi vani
dellabitazione;
3. di tamponamento: essi servono a chiudere gli spazi tra le
travi e i pilastri delle strutture intelaiate.
Unaltra classificazione dei muri viene effettuata in base ai
materiali con cui sono costruiti:
Pietra; Laterizio; Blocchi in laterizio.
I muri di cui si tratta in questo contesto prendono il nome di
muri in elevazione. In base alla tecnica di costruzione si
categorizzano in:
Muri a secco: vengono costruiti senza lausilio di leganti; Muri
con malte; Muri di getto: vengono realizzati con materiali vari,
nelle
cavit del terreno con lausilio delle casseforme.
In base alla forma i muri vengono detti:
monostrato multistrato, o muri doppi.
Le murature di questo tipo vengono posate senza alcuna
preoccupazione per il fattore estetico. Essi non possono essere
meno spessi di 50 cm perch non resisterebbero ai carichi.
Lesecuzione del muro a regola darte prevede che:
La posizione del concio sia piana, poich in posizione retta
comporterebbe diminuzione di resistenza ai carichi.
Gli spazi vuoti tra concio e concio siano limitati, il che
risulta difficile per lirregolarit dei pezzi di pietra.
Gli spazi pi grandi tra i conci devono essere riempiti da zeppe
(pezzi pi piccoli di pietra). Il concio, prima di essere posato,
deve essere immerso in malta idraulico-cementizia. Ci molto
importante per la resistenza finale del muro. Gli errori pi comuni
commessi in cantiere sono:
Limpiego di pietrame di tipo diverso Luso di mattoni come zeppe
Lesecuzione del muro a sacco: si compongono i due lati del muro
con pezzi di pietra, riempiendo linterno con calcestruzzo o
malta e pezzi di scarto
Lesecuzione del muro a piramide: se lesecuzione di questa
tecnica viene fatta a regola darte, molto utile e resistente, ma
nella maggior parte dei casi si rivela molto costosa e inutile.
Luso del calcestruzzo pu comportare vantaggi considerevoli in
termini di costi e di tempo. Ci sono tre elementi per da tenere
presente:
La notevole dilatazione; Il ritiro; La permeabilit.
Il calcestruzzo di facile utilizzo nelle murature di importante
spessore e anche nelle fondazioni, dove lo spessore non mai
inferiore ai 50 cm e il terreno permette una buona stagionatura. Si
hanno invece delle difficolt quando il muro faccia a vista e di
piccolo spessore, in questo caso il rischio di ritiro e di crepe
molto alto. Anche in costruzioni di muri di notevole spessore si
hanno fessurazioni e crepe. Per impedire che accada tutto ci si
adottano queste soluzioni:
Un'armatura di ferro adeguata con maglia molto stretta;
Un'accurata previsione dei giunti di dilatazione; Una dosatura
elevata di cemento; Una perfetta vibrazione del conglomerato; Non
cambiare la sezione sulla stessa facciata perch ad ogni
cambio si avr una fessurazione.
Le murature in tufo sono tuttora utilizzate per la loro praticit
ed economia. Esse vengono usate in costruzioni alte al massimo tre
piani. I blocchi in commercio hanno dimensioni di 30 x 40 x 13 cm e
quindi si avranno muri con spessori di 30-40 cm o multipli di
questi. I blocchi di tufo inoltre devono essere lasciati a riposare
affinch - perdendo lacqua di cava - si induriscano.
Le murature in pietra a secco sono un metodo costruttivo usato
fin dallantichit per la sua semplicit di messa in opera. Il muro in
pietra a secco di norma era spesso 50 cm e non superava laltezza di
160 cm. I muri in pietra hanno varie tipologie costruttive:
1. Murature con conci di pietra squadrata 2. Murature con
parametro di pietra squadrata 3. Murature di pietrame faccia a
vista: a corsi regolari, ad opum
incertum, a corsi interrotti, a ciclopica 4. Murature con
blocchi di tufo 5. Murature ordinarie di pietrame 6. Murature
ordinarie di pietrame e mattoni
7. I mattoni usati in questo caso possono essere impiegati per
riempire gli spazi lasciati dalle pietre, per fare gli spigoli e
gli angoli, e infine intervallati con la pietra.
8. Nel primo caso si ha un vantaggio economico e uneliminazione
di macchie di umidit in quanto la pietra igroscopica, inoltre si
ottiene una maggiore uniformit dei carichi con un assestamento
della muratura. I mattoni possono essere anche armati, seppur
debolmente, con fasce di 12 cm.
Questa tecnica ancora molto usata nelle zone di produzione di
pietra di buona qualit. Essa pu essere eseguita in vari modi:
A corsi regolari: il muro spesso 50 cm ed composto da
un'ossatura di mattoni o calcestruzzo con un rivestimento nella
parte esterna di mattoni faccia a vista. I conci di pietra, prima
di essere posati, devono essere immersi in strati di malta
idraulico-cementizia in modo da non lasciare spazi. Prestare molta
attenzione agli angoli dove si concentrano i carichi. Inoltre i
muri faccia a vista possono essere in base al gusto estetico: a
rasa, a gola incavata, a toro sporgente. Il giunto deve essere
raschiato per impedire la stagnazione dellacqua e l'infiltrazione
nel muro, e deve essere riempito con ottima malta cementizia.
A opus incertum: possono essere usati anche scampoli di pietra
di diversa dimensione incastrati tra loro con colpi di
scalpello;
A corsi interrotti: questa tecnica consiste nellusare pietre pi
grandi per interrompere la ripetitivit del muro, ottenendo un
gradevole effetto estetico;
Ciclopica: con questa tecnica si usavano pietre di grandi
dimensioni e i vuoti venivano riempiti con scaglie pi piccole di
pietra
MODULO 2
UNITA 3 TECNOLOGIA DELLE MURATURE USATE IN ANTICHITA, MURI DI
PIETRAME A SECCO, MURI
IN PIETRA, ECC
Murature di pietrame a secco Il muro si pietrame a secco una
delle strutture pi antiche create dall uomo,pu ancora oggi essere
utilmente impiegato per opere di minore importanza come ad esempio
li troviamo ancor oggi lungo le stradine di campagna molte belli
dal punto di vista estetico. Il muro viene costruito assestando a
mano i conci grossi di pietra,che debbono essere disposti con il
lato lungo per piano avendo cura di sfalsare i giunti e riempire
gli spazzi vuoti con delle zeppe Murature di pietra Di murature in
pietra prendiamo ora in esame i seguenti tipi:
Murature con conci di pietra squadrata Murature con paramento di
pietra squadrata Murature di pietrame a faccia a vista Murature con
blocchi di tufo Murature ordinarie di pietrame Murature ordinarie
misto di pietrame e mattoni
Murature di pietra squadrata Impegnante nei monumenti dell
antichit classica del neoclassicismo fino ai primi del 900,le
murature di conci di pietra squadrata erano di grandissima
resistenza e durevolezza. Il muro era formato da conci disposti uno
accanto all altro collegati con zanche metalliche, un sottile
strato di malta si interponeva fra i conci per ripartire i carichi
verticali;infine per le murature soggette a carichi orizzontali, il
concio inferiore veniva collegato a quello superiore con robusti
perni Murature con paramento di pietra squadrata: Il muro eseguito
interamente in pietra squadrata richiedeva un enorme quantit di
pietra,per risparmiare tempo e denaro limpiego dei conci squadrati
era limitato alla parte esterna visibile (paramento) mentre la
parte interna era realizzata con altri materiali meno pregiati.Si
avevano in questo modo murature miste con paramento di pietra da
taglio e parte interna
Murature di pietrame a faccia a vista pu essere eseguita in vari
modi:
A corsi regolari si pu realizzare con conci regolari di altezza
uniforme. Lo spessore minimo della murature di 50 cm,pu essere
realizzata anche a paramento ,disponendo cio le pietre nella parte
in vista, con lossatura interna di mattoni pieni o di calcestruzzo.
I conci di pietra devono essere prima immersi in acqua e posti su
strati di malta idraulico- cementizia, in modo da non lasciare
spazi vuoti nella struttura
Murature con blocchi di tufo: sono tuttora impiegati per la loro
praticit ed economia,questa tipologia viene usata per la
costruzione di piccoli edifici. I blocchi hanno dimensioni
commerciali di circa 30x40x13 cm e quindi permettono spessori di
murature di 30 o 40 cm, o loro multipli.I blocchi di tufo possono
anche avere dimensioni minori ma lo spessore per tale tipo di
muratura non deve essere inferiore a 24 cm
MODULO 2
UNITA 4 MURATURA ORDINARIA DI MATTONI, REGOLE DI ESECUZIONE DEI
MURI
Sono fra le strutture pi antiche create dalluomo, attualmente
sono utilizzate soprattutto per delimitare i terreni agricoli o per
recinzioni e vengono usate nelle zone dove si trova pietrame in
abbondanza, come ad esempio in Puglia, Liguria o Sardegna. Esempi
di edifici costruiti con questa tecnica sono i trulli e le pajare
pugliesi o le nuraghe sarde. Murature di pietra. Le murature di
pietra, molto usate in passato quando i costi della manodopera
erano irrilevanti, si possono raggruppare nelle tipologie seguenti.
1. murature di pietra squadrata: di grandissima resistenza
utilizzate soprattutto dallantichit classica fino ad i primi del
900, erano formate da conci disposti uno accanto allaltro,
collegati con zanche o perni metallici 2. murature con paramento di
pietra squadrata: esteriormente nellaspetto molto simili alle
murature di pietra squadrata, ma con limpiego dei conci squadrati
limitato solo alla parte esterna visibile, mentre la parte interna
era realizzata con materiali meno pregiati (pietrame
grossolanamente squadrato, mattoni o calcestruzzo). 3. muratura di
pietrame a faccia vista: utilizzata nelle zone di produzione di
buon pietrame pu essere eseguita nei modi seguenti. A corsi
regolari o filaretto. Si pu realizzare con facilit con conci
calcarei di forma quasi regolare e di altezza uniforme. Lo spessore
minimo della muratura di 40 cm. e pu essere realizzata anche a
paramento, disponendo le pietre nella parte a vista, con ossatura
interna di mattoni pieni o di calcestruzzo. Ad opus incertum:
possono essere impiegati scapoli di pietra anche irregolari fatti
combaciare ad arte con colpi di scalpello. A corsi interrotti: la
muratura in tutto simile a quella a corsi
regolari, ma ogni tanto conci di pietra pi grandi o disposti per
ritto interrompono il ritmo dei corsi, con un notevole effetto
estetico. Ciclopica: si impiegano conci molto grandi di forma
irregolare e i grossi vuoti sono chiusi da scaglie e scapole di
pietrame 4. muratura con blocchi di tufo. Pratiche ed economiche,
si prestano abbastanza bene per piccoli edifici (al massimo 3
piani), oppure per gli ultimi due piani di edifici pi alti o per
sopraelevazioni. I blocchi hanno dimensioni commerciali di circa cm
30x40x13 e permettono, quindi, murature di 30-40 cm o loro multipli
e possono essere combinati con il mattone in laterizio. Allaria
induriscono perdendo lacqua di cava, e quindi sconsigliabile
ricoprirli subito di intonaco. 5. murature ordinarie di pietrame.
Sono quelle eseguite con scapoli irregolari o scheggioni di
pietra,senza particolare cura dal punto di vista estetico e
destinate ad essere intonacate sui due lati. Di spessore non
inferiore ai 40 cm., per non perdere la resistenza, esse si
realizzano con conci di pietra posizionati per piano evitando il
posizionamento per ritto. Si deve aver cura di ridurre al minimo
degli spazi vuoti fra concio e concio, e quando presenti, i grossi
vuoti debbono essere riempiti di scaglie di pietra (zeppe) in modo
che la tessitura del muro sia ben serrata. I conci opportunamente
ripuliti da terra e polvere, ben bagnati devono essere allettati su
malta (idraulica o idraulico-cementizia). Sono da considerarsi
difetti della muratura limpiego di tipi diversi di pietrame (quelli
poco resistenti devono essere scartati) o di pezzi di mattoni
lesecuzione a piramide del muro (invece che a ricorsi paralleli e
orizzontali) e lesecuzione del muro a sacco. Questultima pratica
risulta estremamente pericolosa per la stabilit del muro nel caso
lo stesso venga mal eseguito mediante riempimento della parte
centrale con avanzi e residui di lavorazione piuttosto che con
malta o calcestruzzo. La muratura a sacco pu essere una tecnica
ammissibile solo per spessori superiori o uguali a 80- 100 cm.
6. muratura ordinaria mista di pietrame e mattoni. In questo
tipo di muratura i mattoni possono essere impiegati per chiudere i
vuoti fra gli elementi di pietra o di aggiustaggio dei piani della
muratura o per la costruzione dei ricorsi orizzontali, da
interporre alla muratura di pietrame.
MODULO 2
UNITA 5 MURATURE PORTANTI, MURATURE IN MATTONI PIENI, MURATURA
CON MATTONI
SEMIPIENI E CON FUNZIONE PORTANTE
Il muro portante l'elemento strutturale di un edificio costruito
con il sistema dei setti portanti. Si differenzia dal tramezzo,
elemento divisorio interno e non portante, e dalla tamponatura,
elemento che divide l'interno dall'esterno e che non porta
peso.
Tipologie di muratura portante
Oltre a quelle gi citate (muratura in pietre a secco, in pietre
squadrate, in mattoni) esistono altre tecniche di realizzazione di
un muro portante:
Il muro a sacco un muro misto di mattoni e pietrame: costituito
da due muri paralleli tra i quali viene posizionato un agglomerato
disomogeneo di pietre e altri materiali duri. una tecnica per fare
muri resistenti ed economici, molto utilizzata nel mondo romano.
Gli stessi romani perfezionarono la tecnica del muro a sacco
gettandovi all'interno del calcestruzzo, che produce un manufatto
ancora pi resistente.
Il muro misto un muro realizzato con diversi materiali alternati
per stratificazioni orizzontali. Molto diffuso il muro misto di
mattoni in laterizio e pietre squadrate di tufo: il tufo una pietra
vulcanica molto economica (nelle vicinanze delle cave, quindi
specialmente in zone vulcaniche) che abbassa il costo del muro
senza comprometterne la resistenza e la durabilit, ma le quantit
dei due materiali devono essere sapientemente dosate.
Con muro misto si intende anche una muratura costituita da
pietra e mattoni non necessariamente alternati a stratificazioni
orizzontali, ma mischiati, spesso in pezzature non molto grandi e
regolari. Questo tipo di muratura veniva realizzata per
economizzare sui materiali che spesso erano gi stati
precedentemente utilizzati (materiali di ripiego). Numerosi esempi
si hanno nell'architettura ligure.
Il muro di calcestruzzo un muro realizzato con una gettata di
cemento all'interno di una cassaforma che viene successivamente
rimossa. Attualmente sono utilizzati come muri di sostegno o
impiegati in situazioni strutturali particolarmente gravose.
Il ruolo strutturale
Il muro portante serve a scaricare a terra il peso delle
strutture sovrastanti al muro stesso. In base all'entit del carico
che deve sostenere, il muro deve essere pi o meno spesso. Anche il
materiale costitutivo di fondamentale importanza per stabilire
quanto carico si pu gravare su un muro. Il peso, dalla sommit del
muro si ripartisce su tutto lo spessore, esercitando una pressione
omogenea sulla sezione della struttura. La portanza del muro si
misura in Kg/cmq o in N/mq, ovvero unit di peso diviso unit di
superficie. La portanza di un buon muro non mai eccezionale: al
massimo 8-10 Kg/cmq, rispetto ai 40Kg/cmq che potrebbe sostenere un
muro in blocchi di granito a secco o rispetto ai 60-70Kg/cmq del
cemento armato, per non parlare dei 2.200 Kg/cmq dell'acciaio.
Nonostante ci, il muro portante di mattoni rappresenta ancora oggi
una valida tecnica costruttiva, soprattutto per la realizzazione di
abitazioni di modeste dimensioni o di strutture che comunque non
superano i tre-quattro piani di altezza. Il muro, infatti, ha un
vantaggio evidente rispetto al cemento armato e all'acciaio: una
volta realizzato, non c' bisogno di tamponare la struttura, perch
il muro stesso funge anche da protezione verso l'esterno. Non solo:
il muro in mattoni anche pi veloce da montare rispetto al cemento
armato, in cui bisogna aspettare il tempo della maturazione (circa
28 giorni).
Il muro, data la sua struttura, non adatto a portare carichi
concentrati come grosse travi: si preferisce, infatti, far
appoggiare tutto il solaio sulla lunghezza del muro, evitando
proprio di realizzare le travi di cemento: si evita cos anche il
ponte termico della trave stessa.
MODULO 2
UNITA 6 MURATURE PER DIVISORI, REALIZZAZIONE DI TAMPONAMENTI
MONOSTRATO E A PIU STRATI, COIBENTAZIONE MURI
pareti in laterizio: lelemento tradizionale delle murature
portanti. Viene utilizzata la disposizione a 2,3,4 teste. Lo
spessore quindi di 25, 38, 51. Il muro a 2 teste quello pi usato
per i muri portanti di costruzioni fino a due piani di altezza.
Nellutilizzo di mattoni pieni occorre tener presente il problema
dellisolamento termico infatti necessario ricorrere a sistemi di
isolamento come pannelli isolanti applicati esternalmente
(isolamento a cappotto) o creando unintercapedine tra due pareti ad
una testa nella quale introdurre il materiale isolante necessario.
In alternativa si possono usare i mattoni doppio UNI e blocchi di
forme diverse. Pareti in calcestruzzo: possono essere realizzate
con gettata di calcestruzzo semplice o leggermente armato eseguita
in opera. Una volta veniva usato solo per le fondazioni o per le
pareti sotto il livello di campagna. Oggi viene adottata come
motivo architettonico in tutti i locali coibentando la parete con
lastre di materiale isolante o con una controparte interna in
muratura. In alternatica si pu ricorrere a calcestruzzi alleggeriti
anche se si riduce sensibilmente la resistenza a compressione.
Limpiego di uso comune per le parti basse dellabitazione in qunato
economico e richiede poca manodopera. La gettata pu essere fatta in
casseri speciali idonei e realizzare una pareta a vista con i
voluti rilievi decorativi. Lo spessore varia dai 15 ai 40-50 cm in
funzione dei carichi soprastanti. Le pareti di solo tamponamento
non presentano particolari problemi di scelta del materiale in
funzione del coefficiente di trasmissione ermica. Per le pareti
perimetrali in strutture intelaiate in cemento armato non avendo
grandi carichi di compressione si possono utilizzare pareti doppie
in mattoni forati con camera daria compressa. Per pareti divisorie
interne si possono adottare mattoni pieni o mattoni forati. Nel
caso di divisione tra due appartamenti per soddisfare lisolamento
acustico e termico la soluzione pi usata quella della doppia parete
in mattoni forati e a doppia parete di tramezze con interposto
materiale isolante.
MODULO 2
UNITA 7 MURATURE ARMATE, CARATTERISTICHE STATICHE DELLE MURATURE
E LA RESISTENZA
ALLE SOLLECITAZIONI
Il muro di sostegno in cemento armato maggiormente utilizzato
per altezze di terrapieno superiore a 3 m, in quanto le elevate
caratteristiche di resistenza del materiale impiegato (conglomerato
cementizio armato) permettono di ottenere spessori notevolmente
minori di quelli necessari per il muro a gravit.
formato da una parete verticale e da un solettone di base e
proprio questultimo elemento, per effetto del contributo fornito
dal peso della terra gravante sulla porzione a monte del solettone,
assicura la stabilit al ribaltamento dellintero manufatto. La
parete verticale risulta incastrata alla base sul solettone e,
quindi, soggetta a flessione e taglio; pertanto occorre posizionare
armature metalliche nella parte tesa della parete. Il solettone di
base viene scomposto in: solettone interno, incastrato sulla
parete verticale, soggetto al peso della terra sovrastante e
alla reazione del terreno sottostante, per effetto dellazione di
schiacciamento. Potendo prevalere sia il carico superiore sia la
reazione inferiore, il solettone interno progettato con armatura
doppia simmetrica;
solettone esterno, anchesso incastrato sulla parete verticale,
soggetto alla sola reazione del terreno sottostante, risulta teso
esclusivamente nella zona inferiore.
DIMENSIONAMENTO MURO IN C.A.
Mentre i muri di sostegno a gravit sono dimensionati, mediante
la formula di verifica a ribaltamento, imponendo che il momento
resistente MR sia maggiore del 50% rispetto al momento spingente
MS, i muri di sostegno in cemento armato sono dimensionati con
criteri empirici.
spessore parete in sommita: a 20 cm spessore parete alla base:
bp 1/10 h lunghezza solettone di base: s 1/2 h lunghezza solettone
interno: si 1/3 h lunghezza solettone esterno: se s-si-bp spessore
solettone: hs bp+5 cm
altezza parete verticale: hp h-hs
Al dimensionamento di massima fa seguito il procedimento di
calcolo delle armature metalliche nella parete verticale, con
relative verifiche a flessione e taglio.
ARMATURE PARETE VERTICALE Come detto, la parete verticale viene
studiata come una mensola incastrata alla base e soggetta al carico
rappresentato dal diagramma delle pressioni del terrapieno.
Per semplicit, gli sforzi di taglio T e di momento flettente M
sono calcolati prendendo in esame alcune sezioni caratteristiche
(il numero in relazione allaltezza della parete, comunque almeno
tre, compresa la sezione di attacco sul solettone). Sulla parete si
individuano le sezioni: B-B alla base della parete C-C a circa 1/3
hp dalla base D-D a circa 2/3 hp dalla base
A-A in sommit della parete
In seguito si calcolano le spinte sulla parete di altezza AB AC
AD rispettivamente e i relativi punti di applicazione mediante le
note formule:
intensit della spinta di un terrapieno con sovraccarico
distanza del punto dapplicazione della spinta dalla base
Ottenendo, cos:
Spinta S (KN/m) Distanza y (m) Taglio T (KN)
Momento flettente M
(KNm)
Imponendo le caratteristiche dei materiali Rck e FeB, nonch la
tipologia di armatura semplice, in queste sezioni si calcolano le
armature necessarie a flessione, non prima di aver determinato il
coefficiente r ed il relativo coefficiente t tabellati, necessari
per applicare le seguenti formule:
Dati coefficiente r coefficiente t Area acciaio teso (cm2)
h spessore utile parete nella sezione b 1 m di profondit della
parete
M momento flettente nella sezione
t (letto in tabella)
ricordando di non scendere sotto la quantit minima di acciaio,
pari allo 0.15% della sezione di conglomerato. Lungo la parete deve
essere sempre prevista unarmatura trasversale di ripartizione,
almeno pari al 20% dellarmatura longitudinale necessaria. Si
procede, quindi, alle usuali operazioni di verifica a flessione e
taglio:
distanza dellasse neutro dal lembo compresso
verifica a flessione nel calcestruzzo compresso
verifica a flessione nellacciaio teso
verifica a taglio nel calcestruzzo compresso
VERIFICHE DI STABILIT DEL MURO
Prima di procedere al calcolo delle armature nel solettone di
base, verifichiamo a ribaltamento, scorrimento e schiacciamento
lintera opera di sostegno. Calcoliamo dapprima la spinta del
terrapieno sul paramento verticale fittizio passante per il punto D
a monte del solettone interno:
essendo h laltezza complessiva del muro comprendente laltezza
della parete e del solettone di base.
scomponendo la sezione del muro, otteniamo i pesi: P1 peso della
parte rettangolare della parete P2 peso della parte triangolare
della parete P3 peso dellintero solettone di base P4 peso della
terra gravante sul solettone interno P5 peso delleventuale
sovraccarico sul solettone interno la distanza di ciascun peso dal
punto R di ribaltamento sono: d1 distanza di P1 d2 distanza di P2
d3 distanza di P3 d4 distanza di P4
d5 distanza di P5 Possiamo, ora, calcolare il momento spingente
MS e il momento resistente MR
Momento resistente
Momento spingente
Sommatoria dei pesi
Controlliamo se risulta:
verifica a ribaltamento del muro di sostegno
Nel caso in cui non fosse verificato il ribaltamento, occorre
far crescere il momento resistente MR aumentando la lunghezza del
solettone esterno oppure, se ci non fosse possibile, aumentando la
lunghezza del solettone interno, per avere una maggiore
collaborazione dal peso della terra sovrastante. Nel caso opposto
in cui il ribaltamento fosse troppo verificato, con rapporto
MR/MS>>2, occorre diminuire la lunghezza del solettone
interno in modo da far diminuire il peso della terra collaborante,
permettendo linsorgenza del congruo cedimento in avanti, eliminando
cos il rischio della spinta iniziale di quiete, come dimostrato
dalla teoria di Coulomb.
Passiamo, ora, al controllo dello scorrimento che deve
risultare
verifica a scorrimento del muro di sostegno
Se la condizione soddisfatta, si passa direttamente alla
verifica a schiacciamento, altrimenti occorre intervenire
realizzando un dente nella parte interna del solettone di base. Ma
prima di procedere in questo senso, consigliabile verificare a
schiacciamento. La stabilit a schiacciamento accettabile quando
verifica a schiacciamento del muro di sostegno
Occorre innanzitutto determinare la posizione del centro di
pressione, ricavando la sua distanza u dal punto a valle del
solettone, e confrontare se la posizione di C esterna o interna al
nocciolo centrale dinerzia della sezione di base.
relazione posizione del punto C formula di verifica
centro di pressione esterno al terzo medio
centro di pressione interno al terzo medio
Nel caso non fosse verificato lo schiacciamento, occorre
aumentare la lunghezza del solettone soprattutto nella parte
esterna. Prendiamo ora in esame la realizzazione del dente nel
solettone
laltezza del dente fissata dal progettista in funzione del
risultato della verifica a scorrimento: laltezza hd
sar tanto maggiore quanto minore risulta il rapporto fP/S
rispetto al valore 1.30;
la larghezza do deve essere almeno 1.5*hd
Lo scorrimento avviene lungo un piano in parte orizzontale (do)
e in larga parte inclinata (di). Dividiamo, in parte percentuale a
queste lunghezze, la sommatoria dei pesi P e la spinta S del
terrapieno
percentuale della sommatoria dei pesi che compete alla parte
orizzontale
percentuale della sommatoria dei pesi che compete alla parte
inclinata
percentuale della spinta che compete alla parte orizzontale
percentuale della spinta che compete alla parte inclinata
angolo dinclinazione i del piano di scorrimento
peso della terra racchiusa tra il piano inclinato e la base del
solettone
Lungo il piano inclinato il coefficiente dattrito ft dato dal
valore della tangente dellangolo dattrito , essendo terra terra i
due materiali a contatto
coefficiente dattrito lungo il piano inclinato
Occorre, ora, scomporre le azioni PI e SI lungo le direzioni
perpendicolari e parallele al piano inclinato dellangolo i.
scomposizione della sommatoria PI lungo la retta perpendicolare
e parallela al piano inclinato dellangolo i
scomposizione della spinta SI lungo la retta perpendicolare e
parallela al piano inclinato dellangolo i
La formula di verifica a scorrimento diventa
formula di verifica a scorrimento nel solettone con dente di
fondazione
ARMATURE METALLICHE SOLETTONE DI BASE La verifica a
schiacciamento fornisce la tensione massima R in corrispondenza del
punto R a valle ma, nel caso di centro di pressione C esterno al
terzo medio della sezione di base, non abbiamo n il valore della
tensione D nel punto D a monte n la posizione dellasse neutro.
Determiniamo la posizione dellasse neutro N attraverso la sua
distanza x dal baricentro G della sezione di base; applicando la
relazione esistente tra eccentricit del centro di pressione C e
distanza dellasse neutro, scriviamo
in cui
pertanto
distanza dellasse neutro dal baricentro della sezione
Dopo aver ricavato la distanza GN=x, ricaviamo la distanza
NZ=z
La tensione nel punto D, a monte del solettone, si ottiene
applicando le propriet di similitudine tra i due triangoli STN e
VZN
in cui
e quindi
tensione nel punto D a monte del solettone
SOLETTONE INTERNO Il solettone interno risulta incastrato, nella
sezione B, alla parete verticale e caricato, dallalto, dal peso
della terra e delleventuale sovraccarico e, dal basso, dalla
reazione del terreno .
Le tensioni agenti dallalto sul solettone interno valgono:
Le tensioni agenti dal basso sul solettone interno dipendono
dalla porzione di diagramma di reazione del terreno t; pertanto
ricaviamo la tensione nel punto B dincastro mediante la
similitudine dei triangoli:
Il diagramma risultante si ricava sommando algebricamente le
tensioni nel punto D e nel punto B:
Il taglio TB e il momento flettente MB nel punto dincastro B del
solettone interno valgono:
essendo
R1 risultante delle tensioni nel prisma triangolare ABE R2
risultante delle tensioni nel prisma triangolare CDE
d1 distanza di R1 dalla sezione dincastro
d2 distanza di R2 dalla sezione dincastro
Occorre, ora, determinare il punto in cui il diagramma
risultante di carico passa per zero. Dalla similitudine tra i
triangoli ABE e CDE, otteniamo
poniamo
e sostituiamo
applicando la propriet del comporre
Quindi, possiamo scrivere:
Si richiama lattenzione sullutilizzo delle unit di misura!
Determinato il momento MB nel punto dincastro, possiamo ricavare
larmatura in questa sezione, avendo anche stabilito di utilizzare
armatura doppia simmetrica, con le usuali procedere di calcolo
Dati coefficiente r coefficiente
t
Area acciaio teso e
compresso (cm2)
h spessore utile solettone b 1 m di profondit solettone
M momento flettente
(letto in tabella)
Larmatura di ripartizione, da disporre sia nel lembo superiore
sia in quello inferiore, si ricava calcolando il 20% della sezione
dacciaio longitudinale:
armatura di ripartizione trasversale
SOLETTONE ESTERNO Anche il solettone esterno risulta incastrato,
nella sezione E, alla parete verticale e caricato dal basso dal
diagramma di reazione del terreno
determiniamo la tensione nel punto E dincastro scrivendo la
relazione tra i triangoli simili STN e PQN:
e sostituendo
otteniamo
Il diagramma di carico trapezoidale si scompone in due parti:
parte rettangolare la cui risultante vale
parte triangolare la cui risultante vale
Le due risultanti R1 e R2 distano dallincastro E
Per cui il taglio e il momento flettente nellincastro E
valgono:
Nel solettone esterno possiamo utilizzare la tipologia ad
armatura semplice, essendo certi che la zona tesa la zona inferiore
della soletta, e scriviamo le usuali formule di progetto:
Dati coefficiente r coefficiente t Area acciaio teso (cm2)
h spessore utile solettone b 1 m di profondit solettone
M momento flettente
(letto in tabella)
Larmatura di ripartizione, pari al 20% di quella longitudinale,
disposta sul lembo inferiore del solettone.
VERIFICHE SOLETTONE DI BASE Il solettone interno, essendo stato
progettato ad armatura doppia simmetrica, verificato con le
seguenti formule Formule di verifica a flessione e taglio nel
solettone interno
distanza dellasse neutro dal lembo compresso
verifica a flessione nel calcestruzzo compresso
verifica a flessione nellacciaio teso
verifica a flessione nellacciaio compresso
verifica al taglio nel calcestruzzo compresso
in cui
Il solettone esterno, progettato a semplice armatura, si
verifica con le formule Formule di verifica a flessione e taglio
nel solettone esterno
distanza dellasse neutro dal lembo compresso
verifica a flessione nel calcestruzzo compresso
verifica a flessione nellacciaio teso
verifica al taglio nel calcestruzzo compresso
dove b = 1 m
SCHEMA ARMATURE METALLICHE
Sulla parete verticale disponiamo larmatura solamente in zona
tesa, rispettando la sezione minima dacciaio, pari allo 0.15% della
sezione di calcestruzzo, e piegando a 45 i tondini non pi
necessari. Sul solettone di base disponiamo armatura doppia
simmetrica nella zona della mensola interna, mentre
sufficiente posizionare armatura semplice in corrispondenza
della mensola esterna.
Lungo la parete verticale e lungo il solettone di base
posizioniamo larmatura trasversale di ripartizione in misura pari
al 20% della sezione dei ferri
MODULO 3
UNITA 1 GENERALITA SULLA STATICA DELLARCO
L'arco, in architettura, un elemento strutturale a forma curva
che si appoggia su due piedritti e tipicamente (ma non
necessariamente) sospeso su uno spazio vuoto.
costituito normalmente da conci, cio pietre tagliate, o da
laterizio, i cui giunti sono disposti in maniera radiale verso un
ipotetico centro: per questo hanno forma trapezoidale e sono pi
propriamente detti cunei; nel caso di una forma rettangolare
(tipica dei mattoni) hanno bisogno di essere uniti da malta che
riempia gli interstizi; essenzialmente l'arco con cunei non ha
bisogno di essere sostenuto da malta, stando perfettamente in piedi
anche a secco, grazie alle spinte di contrasto che si annullano tra
concio e concio.
Il cuneo fondamentale che chiude l'arco e mette in atto le
spinte di contrasto quello centrale: la chiave d'arco, o, pi
comunemente detta, chiave di volta.
L'arco una struttura bidimensionale e viene spesso utilizzato
per sovrastare aperture. Per costruire un arco si ricorre
tradizionalmente a una particolare impalcatura lignea, chiamata
centina.
L'arco anche alla base di strutture tridimensionali come la
volta, che ottenuta geometricamente dalla traslazione o dalla
rotazione di archi. Nel caso di volte complesse come le volte a
crociera, gli archi costitutivi vengono distinti in base alla loro
posizione (archi trasversali, longitudinali, ecc).
Nomenclatura dell'arco
Nomenclatura dell'arco: (1) chiave di volta; (2) cuneo; (3)
estradosso; (4) piedritto; (5) intradosso; (6) freccia; (7) corda o
interasse; (8) rinfianco.
Chiave d'arco (o di volta) (1): il cuneo centrale alla sommit
dell'arco
Cuneo (2): ciascuna pietra dell'arco, tagliata a forma
trapezoidale Estradosso (3): la superficie esteriore dell'arco (di
solito nascosta)
o Linea di estradosso: la linea che delimita l'archivolto
superiormente (a differenza della linea d'intradosso pu anche non
essere curva, per es. poligonale, a gradoni, sfaccettata,
ecc..)
Piedritto o spalla (4): il sostegno generico sul quale si
appoggia un arco (pu essere anche una colonna, un pilastro...)
Intradosso (5): la superficie inferiore dell'arco o Linea di
intradosso: la linea curva che delimita l'archivolto
inferiormente Freccia (o saetta, o monta) (6): la distanza
massima verticale tra
la sommit dell'intradosso e la linea d'imposta dell'arco. Luce
(o corda) (7): la distanza tra i due piedritti; tranne che nel
caso di arco asimmetrico, si misura sulla linea d'imposta.
Rinfianco (8): struttura muraria che circonda l'arco e ne
sostiene le spinte laterali.
Linea o piano d'imposta: la retta che passa dove inizia l'arco e
finiscono i piedritti; una linea sempre orizzontale, per cui nel
caso di arco asimmetrico (con piedritti di diversa altezza)
esistono due diverse linee d'imposta.
Archivolto (o fronte): la faccia dell'arco; pu essere formata da
una o pi ghiere.
Spessore: la distanza tra le linee di intradosso ed estradosso
Larghezza: la profondit dell'intradosso Sesto: il rapporto tra la
freccia e la semicorda. Quando questo
uguale a uno, l'arco viene detto a tutto sesto o a pieno centro,
quando maggiore di uno, l'arco si dice a sesto acuto, quando minore
di uno l'arco si dice a sesto scemo o ribassato. Anticamente sesto
significava il compasso, per cui un arco a tutto sesto era un arco
nel cui disegno il compasso faceva un semigiro.
Reni o fianchi: zone disposte al di sopra del piano d'imposta a
circa 30 dalla parallela alla linea d'imposta passante per il
centro dell'arco (se tale retta non coincide con la linea d'importa
stessa); sono le parti pi deboli di un arco, dove pi facile avere
fratture in caso di cedimento del materiale.
Propriet statiche
Esempio della capacit di un arco di sopportare un peso
semplicemente per effetto della compressione e dell'attrito; le
forze spingenti in questo caso sono bilanciate dalla trazione della
base alla quale sono legati i sostegni
Da un punto di vista costruttivo l'arco svolge la stessa
funzione dell'architrave, ma con un diverso funzionamento statico.
Mentre infatti l'architrave una struttura non spingente (che
scarica cio il peso solo in verticale), l'arco una delle pi tipiche
strutture spingenti, perch genera spinte laterali, quindi anche
orizzontali. Questo ha come vantaggio un pi efficiente scarico
della compressione dovuta al peso, permettendo l'apertura di luci
molto pi ampie, mentre ha come svantaggio una costruzione pi
complessa e la necessit di predisporre metodi per controbilanciare
le spinte laterali.
Per reindirizzare le spinte laterali verso il basso si devono
predisporre strutture che generino forze di controspinta o di
trazione. Tra le strutture di controspinta esistono due tipologie
principali:
1. Strutture di sostegno laterale, che possono essere a loro
volta strutture spingenti: frazionano gradualmente le spinte
orizzontali fino ad annullarle (come contrafforti, archi rampanti o
anche una solida cortina muraria - detta rinfianco - che assorba le
spinte);
2. Strutture di sostegno verticale, che apportano pesi mirati
sui sostegni, rafforzando i sostegni laterali e impedendogli di
piegarsi verso l'esterno; in effetti forzano le spinte laterali a
indirizzarsi subito verso il basso (esempio tipico il
pinnacolo)
Le strutture di trazione sono essenzialmente dei tiranti
ancorati saldamente ai punti di appoggio che bilanciano le spinte
verso l'esterno con una trazione verso l'interno: sono tipici dei
loggiati rinascimentali, soprattutto in area umbra e toscana.
MODULO 3
UNITA 2 PRINCIPALI METODI DI ESECUZIONE DELLARCO
Posa in opera della centina 1. Costruzione struttura di sostegno
La messa in opera della centina richiede la costruzione di una
struttura di sostegno . Accanto ai piedritti vanno disposti
puntelli lignei o metallici sui quali viene sovrapposta una tavola
collegamento. Si tratta in sostanza di costruire una impalcatura di
sostegno alla centina. Limpalcatura non dovr raggiungere il livello
di imposta dellarco, ma dovr essere pi bassa di qualche centimetro,
per consentire linserimento, tra centina e impalcatura, di cunei in
legno utili per il disarmo. In alternativa, per archi di piccola
dimensione, possibile disporre i cunei alla base dei puntelli. 2.
Posa della
