STRUTTURA: qualcosa che ha il compito di riportare i carichi al suolo e di sorreggere

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1 Introduzione

2 STRUTTURA

3

4 STRUTTURA: qualcosa che ha il compito di riportare i carichi al suolo e di sorreggere l'intera costruzione. Per gli edifici di civile abitazione (residenziali), nei casi usuali la struttura rappresenta solo il 20 25%, eccezionalmente il 30%, del costo complessivo della costruzione; le incidenze minori si hanno nel caso degli edifici più modesti, con un impianto strutturale regolare, mentre le incidenze maggiori si hanno nel caso delle strutture più irregolari e complesse, con ampie luci ai piani bassi, pilastri che non scendono fino al suolo, arretrati importanti o particolari necessità di fondazione. Per gli edifici del terziario (uffici), ove si hanno luci più ampie (ad esempio, nella soluzione a "open space"), le incidenze strutturali sul costo totale della costruzione sono spostate verso le cifre più alte fra quelle che si sono sopra indicate, cioè il 25 30% o anche di più, specie laddove si realizzino strutture con funzione congiunta di contenimento di impianti (travi a canale, pilastri cavi, ecc.). Per gli edifici df industriali le incidenzeid strutturali sono nettamente maggiori irispetto a quelle prima indicate. Per gli edifici sociali (chiese, palestre, stadi) le incidenze strutturali sono paragonabili a quelle degli edifici i id industriali, tilise non maggiori. i Per i manufatti da ponte e ancora di più per le opere di contenimento (muri di sostegno, serbatoi, dighe) la costruzione è quasi interamente costituita dalla struttura, salvo le opere accessorie (pavimentazione, illuminazione, idrauliche, ecc.). In questi casi, la costruzione è "tutta struttura".

5 MECCANISMO DI TRASFERIMENTO DEI CARICHI AL TERRENO

6 La semplicità strutturale La natura cerca di far fronte nel modo più semplice e conveniente alle azioni applicate. Quando un progettista capisce questa disponibilità e questo naturale orientamento insito nelle strutture, al di là di quanto egli potrà poi ricavare dai risultati del calcolo, allora veramente si può affermare che esso possiede una felice sensibilità strutturale, invero dono non di tutti i progettisti. Egli sarà allora un sicuro alleato della struttura (e viceversa), nell'interpretare in modo intelligente le risorse naturali che si hanno a disposizione. Vale la pena di presentare qualche piccolo esempio. Come principio base, per capire quanto accade, si può dire che la struttura cerchi di fare fronte alle azioni applicate nel modo più semplice (se fosse un essere razionale si direbbe con la minore "fatica" o seguendo la strada più breve): adesempio, nel caso dei carichi dovuti alla gravità, cercando di farli arrivare al suolo secondo il cammino più diretto e, se la discesa in linea diretta risulta impedita, vedendo di deviarla il meno possibile e di impegnare quasi esclusivamente quella parte di elementi strutturali che risulta più facilmente coinvolgibile

7 UNA STRUTTURA IN CEMENTO ARMATO E COMPOSTA DA: a) STRUTTURE DI FONDAZIONE; b) STRUTTURE IN ELEVAZIONE: - Impalcati orizzontali (o inclinati): 1. Solai 2. travi di piano - Elementi strutturali verticali 1. pilastri 2. setti; - Strutture delle scale.

8 FUNZIONE degli IMPALCATI ORIZZONTALI (travi e solai): 1) riportare i carichi verticali agenti ai piani agli elementi strutturali verticali che a loro volta li trasmettono alle fondazioni; 2) garantire un collegamento rigido tra gli elementi strutturali verticali in modo da assicurare un comportamento spaziale della struttura, molto importante al fine di assorbire le forze orizzontali dovute a vento e sisma.

9 SCHEMA DI UN IMPALCATO IN CEMENTO ARMATO

10 SOLAIO con travetti e volterrane (pignatte) e con: a) travetti ad armatura lenta; b) travetti tti precompressi

11 con lastre tipo Predalles solai industriali tipo Neocem solai speciali

12 POSA IN OPERA DI UN SOLAIO CON TRAVETTI IN C.A.P. Generica sezione di un solaio latero-cementizio

13 Dimensionamento di massima

14 E importante sottolineare che il solaio composto con i travetti prefabbricati non può assumere una altezza minore di 1/25 della luce. Invece, nel caso di un solaio costruito con travetti precompressi si può arrivareare fino a 1/30 della luce coperta dal solaio stesso. Quindi: altezza solaio > 1/25 luce coperta

15 L'INTERAZIONE FRA LE OPERE PORTANTI E PORTATE La distinzione fra le diverse parti costruttive (portanti e portate) può essere spesso reale, ma talvolta costituisce solo una definizione di comodo, giacché l'associazione delle due parti costruttive (portanti e portate) fa sì che nella realtà sia la costruzione nel suo complesso a fare fronte alle azioni che le vengono applicate: un muro divisorio interno posto sotto ad una trave portante, nel nostro pensiero ritenuto privo di funzioni strutturali, se impedisce la libera inflessione della trave diventa inevitabilmente portante. Esempio 1:

16 Esempio 2: Quando al di sopra della trave fosse realizzato un consistente strato di materiale sufficientemente compatto, i carichi potrebbero, almeno in parte, confluire sugli appoggi seguendo traiettorie inclinate (archi di scarico) sottraendo parzialmente, o anche del tutto, la trave al carico. Naturalmente, perché ciò sia possibile, giacché gli archi di scarico "spingono" verso l'esterno (verso sinistra in A eversodestrain B), occorre che gli appoggi siano in grado di sopportare tali spinte (cioè che si comportino come appoggi-spalla) e/o che la trave sia in grado di trattenere mutuamente A ebdallospostarsi verso l'esterno, come se realizzasse due braccia aperte che trattengono saldamente A e B.

17 Esempio 3: Tuttavia, la partecipazione p delle opere portate alla resistenza può dar luogo sovente ad inconvenienti anche non piccoli per il buon funzionamento della costruzione: ad esempio, quando tale partecipazione altera il corretto comportamento che ci si attende per la struttura, la quale per questo fatto può anche anticipare la sua crisi. Infatti, ciò può accadere (ed in effetti è accaduto per alcuni edifici colpiti dal sisma) per un edificio che avesse la pianta strutturale rappresentata nella figura ove, alla funzione di controvento costituita dal blocco-scale e al setto di facciata posti in posizione simmetrica rispetto all'edificio (e quindi alle sue masse, senza che si abbiano effetti torsionali), si aggiungesse quella svolta da divisori asimmetrici (fig. b): con il risultato che la controventatura risultante non sarebbe più simmetrica e che sotto sisma potrebbero destarsi pericolosi effetti torsionali, fintantoché tali divisori fossero efficienti.

18 CEDIMENTI All applicazione del carico dalla fondazione al terreno si osservano i seguenti cedimenti che si trasmettono alla struttura sovrastante: Cedimento immediato ; Cedimento di consolidazione ; Cedimento secondario. I cedimenti e delle e costruzioni o sono o causati anche da: Variazione dei livelli di falda. Esecuzione scavi limitrofi. Cambiamento carichi in fondazione. Vibrazioni. ecc

19 Attesa risposta deformativa del terreno all applicazione del carico della fondazione si ha: Cedimento immediato s i Cedimento di consolidazione i s c Cedimento secondario s s

20 Applicando un carico ad un terreno si osservano cedimenti Possibili soluzioni

21 LE FONDAZIONI SUPERFICIALI

22

23 LE CASSEFORME Devono sostenere il peso del getto e delle maestranze.

24 Durante il getto e la maturazione devono contenere il calcestruzzo contrastandone la spinta

25 Trave di fondazione

26 Pilastri

27 Setti

28 Trave

29 Nodo trave - pilastro

30 Scala

31 PRINCIPI FONDAMENTALI Una struttura deve essere progettata ed eseguita in modo tale da: minimizzare i costi, con le situazioni ambientali previste, con appropriati gradi di affidabilità, durante tutta la sua vita prevista: 1) rimanga adeguata all uso per cui è costruita; 2) sopporti tutte le azioni e le influenze e che possono o verificarsi durante l esecuzione e l uso. non essere danneggiata a seguito di eventi eccezionali (fuoco esplosioni non essere danneggiata a seguito di eventi eccezionali (fuoco, esplosioni, impatti, errori umani) in modo sproporzionato alla causa.

32 VITA NOMINALE DI UNA STRUTTURA

33 PRINCIPI FONDAMENTALI: STATI LIMITE

34 STATI LIMITE ULTIMI

35 STATI LIMITE DI ESERCIZIO

36 VERIFICHE E VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA

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