DISEGNO dell ARCHITETTURA II

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1 1 DISEGNO dell ARCHITETTURA II Il disegno delle strutture portanti. Le diapositive costituiscono unicamente una base per lo sviluppo della lezione e, come tali, non sostituiscono in alcun modo i testi consigliati.

2 1.Il disegno delle strutture portanti Pur essendo il disegno delle strutture portanti nella sua parte dimensionale competenza di altro corso, di seguito si dà brevemente un cenno di come si possono rappresentare queste strutture che nella rappresentazione globale del complesso edilizio ricoprono una funzione più strutturale che architettonica. Tali strutture vanno comunque rappresentate secondo opportune norme grafiche affinché siano leggibili dalle manovalanze che le dovranno realizzare. 2

3 Differenze tra le due tipologie di fondazioni: Le strutture di fondazione in muratura portante sostengono i muri maestri e perimetrali; la distribuzione in pianta dei vani è vincolata al disegno strutturale che le fondazioni assumono. Con una struttura puntiforme in cls, la distribuzione in pianta è libera e non vincolata all articolarsi delle murature portate; la fondazione scarica le sollecitazioni puntuali dei pilastri indipendentemente dalla sovrastruttura ed è vincolata solo alla resistenza del terreno. 3

4 Le fondazioni in muratura Le fondazioni in murature poste, al di sotto della sovrastruttura muraria in elevazione fuori terra, seguono l andamento lineare del paramento sovrastante e a sua volta portante. Se la fondazione è eseguita in pietra (come nel caso riportato, tipico di edifici storici), essa può essere dello stesso materiale della muratura in elevazione o di materiale ancora lapideo ma con migliori caratteristiche termo-igrometriche (isolamento alla risalita capillare dell acqua). 4

5 Oggi, con l uso del CLS, per edifici in muratura portante di nuova costruzione è preferibile adottare fondazioni continue a sezione rettangolare in calcestruzzo di cemento armato, per semplicità esecutive e velocità di esecuzione dell opera. Questo tipo di fondazione risulta quindi come una trave rovesciata molto alta ed armata come tale su cui viene posata la muratura portante in mattoni o laterizio e cemento che si trova fuori terra. 5

6 Le fondazioni su plinti isolati Questo tipo di fondazioni sono adottate in strutture a scheletro indipendente, con travi e pilastri portanti (detto telaio) e murature di tompagno non portanti. In genere per terreni con buona resistenza ai carichi verticali. Tecnicamente, il plinto rappresenta un allargamento della base del pilastro, con una forma a tronco di piramide, che più spesso diventa prismatica per semplicità di esecuzione. Si noti nell immagine in alto la rappresentazione con tratteggio dell ingombro della futura struttura in elevazione e la relativa quotatura della stessa. 6

7 Le fondazioni su travi rovesce In caso di terreni particolarmente cedevoli, si ricorre alle fondazioni del tipo a trave rovescia, questo tipo di struttura consiste in un plinto con base estesa quanto la struttura in elevazione. La struttura può avere andamento prevalente in una sola direzione, come quella in figura o avere andamento in entrambe le direzioni. Il loro disegno in pianta richiama i segni grafici delle strutture in proiezione, ovvero sottoposte al piano orizzontale di sezione, gli unici elementi sezionati risultano essere i pilastri. 7

8 Esempio di fondazione con trave rovescia con andamento in entrambe le direzioni. In generale le piante delle fondazioni vengono quotate misurando i fili fissi dei pilastri. Questi sono gli spigoli fissi della struttura in elevazione, ovvero gli spigoli dei pilastri che non arretreranno mai con l innalzamento dello stesso pilastro, che ai piani più alti avrà sezione inferiore rispetto a quelli alla base. I FILI FISSI, per i pilastri perimetrali, sono identificati con gli spigoli in cui l edificio cambia direzione e quelli che cadono agli angoli dell edificio. Per i pilastri interni sarà la disposizione del pilastro e quindi il progettista definirà caso per caso la scelta dei fili fissi. 8

9 Fondazioni a platea Per una migliore distribuzione dei carichi verticali su terreni molto cedevoli, si ricorre ad una fondazione a platea. In pratica un grande solettone in calcestruzzo di cemento armato. Talvolta, tale zatterone può essere integrato ad una maglia di travi a T rovescio come precedentemente analizzate. 9

10 Fondazione per strutture in elevazione prefabbricate Nel caso di strutture in elevazione che per esigenze particolari (costi minori, tempi di esecuzione abbreviati), sono realizzate con componenti di tipo prefabbricato, ossia provenienti dall esterno del cantiere e costruiti in tempi anche precedenti alla effettiva edificazione dell edificio; in cantiere si procede unicamente ad assemblare le parti che comporranno l orditura strutturale. Per strutture di questo tipo, le fondazioni vengono eseguite direttamente in cantiere realizzando un sistema di fondazione che accolga il telaio prefabbricato. 10

11 Le strutture prefabbricate possono essere di diversi materiali. In funzione del materiale scelto, cambia l esecuzione del collegamento tra struttura in elevazione e struttura di fondazione. Nelle strutture in cemento armato prefabbricato la giunzione tra le strutture avviene tramite getto di calcestruzzo (area tratteggiata in figura) per rendere solidali le diverse parti strutturali. Per le strutture in acciaio, gli elementi in elevazione vengono connessi alla fondazione procedendo alla bullonatura di una piastra (saldata al pilastro di acciaio) a ferri filettati (tirafondi) annegati nel calcestruzzo Plinti per strutture in c.a. Plinti per strutture in acciaio 11

12 Dettaglio di fondazioni per strutture in acciaio 12

13 Fondazioni profonde Le tipologie di fondazioni viste in precedenza sono tutte del tipo superficiale, ovvero scaricano le tensioni sullo strato superficiale del terreno. Nel caso il terreno sia di pessime condizioni, (limo, sabbia ecc.) si ricorre ad una fondazione profonda. Una fondazione di questo tipo è progettata in modo da distribuire i carichi non direttamente sul piano di posa del primo livello di pilastri della struttura in elevazione, bensì nel terreno al di sotto di tale piano. I pali trivellati e gettati in opera sfruttano l attrito verticale che si sviluppa tra il terreno e il palo, tentando di raggiungere uno strato più compatto in profondità. La tipologia con palo battuto nel terreno, sfrutta il fatto che infilando i pali nel terreno a poca distanza tra loro il terreno viene compattato e migliora le sue caratteristiche meccaniche. Anche in questo caso si cerca uno strato migliore in profondità su cui scaricare almeno una parte del carico. 13

14 Le teste dei pali, sono poi connesse tra loro da un plinto di fondazione, una struttura di solito molto tozza, che consente di ripartire il carico verticale su tutti i pali sottostanti. I plinti sulle teste dei pali, se di tipo isolato sono poi collegati tra loro da una trave. 14

15 In situazioni con terreno molto cedevole le teste dei pali sono allineati sotto una trave di fondazione che a sua volta collabora ad irrigidire la struttura portante stabilizzandola sul terreno cedevole. In questo caso è la stessa trave che ripartisce il carico proveniente dai pilastri sulle teste dei pali. 15

16 2. Vespai e intercapedini. La realizzazione del vespaio si rende necessaria per isolare il primo calpestio della struttura, in modo da creare le migliori condizioni ambientale all interno dell ambiente da questo definito. L intercapedine, ha la stessa funzione dei vespai, ovvero quella di rendere salubre l ambiente che definisce, ma il suo sviluppo è verticale. Di seguito si illustrano a titolo esplicativo alcune tipologie costruttive fornendo alcuni particolari costruttivi più rilevanti. 16

17 Vespaio con pietrame a secco. E la tipologia più economica che non garantisce un buon isolamento dal terreno sottostante a causa del pietrame utilizzato, di solito scarti di lavorazioni precedenti effettuate in cantiere e quindi non idoneo allo scopo. Tale pietrame ha una porosità tale da consentire una discreta risalita dell acqua per capillarità vanificando l isolamento del pavimento. tamponatura tubo di ventilazione fondazione della tamponatura pavimento sottofondo impermeabilizzaz ione canale di aerazione masso di cls magro filo terreno 17

18 Vespaio con camera d aria. Tra quelli più utilizzati. Se i pilastrini che sorreggono il solaio sono a loro volta ben isolati dal terreno ha buone caratteristiche isolanti. pavimento masso di cls magro 100 muretto di mattoni forati 8 x 11 x 22 sottofond o masso di cls trave di fondazione tavello ne tamponatura impermeabilizzaz ione tubo di ventilazione sottofondo in cls magro 18 cordone prefabbricato in cls

19 Vespaio con elemento ad igloo. I vespai maggiormente utilizzati sono quelli composti da elementi in plastica che montati in sito e successivamente ricoperti con un massetto di CLS compongono un solaio ventilato che isola al meglio il pavimento dell ambiente interrato o più vicino al terreno. 19

20 Isolamento dei piani interrati. Tipologia con pietrame a secco. Per questa tipologia vale quanto già detto per l isolamento dei solai. terreno pietrame strato impermeabi le muratura tubo di aerazione solaio strato impermeabile vespai o 20

21 Isolamento dei piani interrati. Controfodera con solaio ventilato. terreno controfod era in mattoni camera d aria fondazio ne muratura tubo di aerazione solaio strato impermeabile camera d aria 21

22 Isolamento dei piani interrati. Muro di sostegno con intercapedine e solaio ventilato. intercapedin e ventilazione fognolo muratu ra solaio strato impermeabile camera d aria 22