Materiali e Innovazione Tecnologica per il Paesaggio (4 cfu) Docente: Cherubina Modaffari

UNIVERSITA DEGLI STUDI MEDITERRANEA DI REGGIO CALABRIA CdL A.G.P. Corso di Laurea in Architettura dei Giardini e Paesaggistica DASTEC Dipartimento "Arte Scienza e Tecnica del Costruire" Anno Accademico 2009-2010 Materiali e Innovazione Tecnologica per il Paesaggio (4 cfu) Docente: Cherubina Modaffari Lez.3 Gli elementi costruttivi e la progettazione tecnologica del paesaggio- 1 parte Struttura portante, Chiusure orizzontali, Attrezzature esterne, Partizioni esterne inclinate 03/11/2009 Ottobre 2009 1

Indice Introduzione Struttura Portante Struttura di fondazione Struttura di elevazione verticale Struttura di contenimento verticale e orizzontale Chiusure orizzontali Chiusure orizzontali superiori: coperture Attrezzature esterne pavimentazioni esterne Partizioni esterne inclinate scale esterne 03/11/2009 2

Introduzione NORMATIVA DELLA QUALITÀ. ESIGENZE/REQUISITI/PRESTAZIONI La normativa della qualità è una guida per le decisioni progettuali e per il controllo delle qualità da realizzare. E uno strumento articolato, fondato sui concetti di esigenza, requisito e prestazione, che pone la necessità di distinguere i due aspetti fondamentali dell intervento progettuale: l aspetto ambientale (tipologico, spaziale e microclimatico); aspetto tecnologico. ESIGENZA: ciò che, di necessità, si richiede per il normale svolgimento di una attività. La norma UNI 8290 fornisce le seguenti esigenze: benessere sicurezza fruibilità gestione integrabilità aspetto salvaguardia dell ambiente economicità durabilità controllabilità programmabilità 03/11/2009 3

Introduzione NORMATIVA DELLA QUALITÀ. ESIGENZE/REQUISITI/PRESTAZIONI REQUISITO: trasposizione di un esigenza in un insieme di caratteri che la connotano. Il requisito è la richiesta rivolta ad un determinato elemento edilizio (spazio, ambiente o componente) di possedere caratteristiche di funzionamento tali da soddisfare determinate esigenze. PRESTAZIONE: comportamento nell uso di un elemento edilizio, riferito ai caratteri che connotano un requisito. Le prestazioni descrivono il comportamento di un determinato componente o elemento edilizio all atto dell impiego. Il materiale scelto influenza in modo significativo l ottenimento delle prestazioni necessarie. 03/11/2009 4

Introduzione LA PROGETTAZIONE TECNOLOGICA DEL SISTEMA EDILIZIO SISTEMA EDILIZIO: insieme strutturato delle caratteristiche prestazionali che determina il livello di qualità dell oggetto edilizio, espresso dai sistemi parziali o sottosistema ambientale e tecnologico; Sottosistema ambientale: insieme strutturato delle caratteristiche qualitative dello spazio che prescindendo dagli elementi di involucro, concorrono a soddisfare gli obiettivi prestabiliti; Sottosistema tecnologico: insieme strutturato delle caratteristiche fisiche degli elementi di involucro che rendono possibile il raggiungimento totale degli obiettivi. 03/11/2009 5

Introduzione LA PROGETTAZIONE TECNOLOGICA DEL SISTEMA EDILIZIO CLASSIFICAZIONE DEL SOTTOSISTEMA TECNOLOGICO La classificazione UNI 8290 (1981) fornisce l articolazione delle unità tecnologiche e degli elementi tecnici nei quali è scomponibile il sistema tecnologico. La scomposizione presenta tre livelli e dà luogo a tre insiemi denominati: Classi di unità tecnologiche Unità tecnologiche (raggruppamento di funzioni, compatibili tecnologicamente, necessarie per l ottenimento di prestazioni prestabilite) Classi di elementi tecnici (elementi capaci di svolgere completamente o parzialmente funzioni proprie di una o più unità tecnologiche) 03/11/2009 6

Introduzione LA PROGETTAZIONE TECNOLOGICA DEL SISTEMA EDILIZIO SCHEMA DI CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA NORMA UNI 8290 Classi di Unità Tecnologica Unità Tecnologiche 1. 1 Struttura di fondazione Classi di Elementi Tecnici 1.1.1 Strutt. di fond. dirette 1.1.2 Strutt. di fond. indirette 1. Struttura portante 1. 2 Struttura di elevazione 1.2.1 Strutt. di elev. verticali 1.2.2 Strutt. di elev. orizzontali e inclinate 1.2.3 Strutt. di elev. spaziali 1. 3 Struttura di contenimento 2.1 Chiusura verticale 1.3.1 Strutt. di cont. verticali 1.3.2 Strutt. di cont. orizzontali 2.1.1 Pareti perimetrali vert. 2.1.2 Infissi esterni vert. 2. Chiusura 2.2 Chiusura orizzontale inferiore 2.2.1 Solai a terra 2.2.2 Infissi orizzontali 2.3 Chiusura orizz. su spazi esterni 2.3.1 Solai su spazi aperti 2.4.1 Coperture 2.4. Chiusura superiore 2.4.2 Infissi esterni orizzontali 03/11/2009 7

Introduzione LA PROGETTAZIONE TECNOLOGICA DEL SISTEMA EDILIZIO SCHEMA DI CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA NORMA UNI 8290 Classi di Unità Tecnologica Unità Tecnologiche 3.1 Partizione interna verticale Classi di Elementi Tecnici 3.1.1 Pareti interne verticali 3.1.2 Infissi interni verticali 3.1.3 Elementi di protezione 3. Partizione interna 3.2 Partizione interna orizzontale 3.2.1 Solai 3.2.2 Soppalchi 3.2.3 Infissi interni orizzontali 3.3 Partizione interna inclinata 4.1 Partizione esterna verticale 3.3.1 Scale interne 3.3.2 Rampe interne 4.1.1 Elementi di protezione 4.1.2 Elementi di separazione 4. Partizione esterna 4.2 Partizione esterna orizzontale 4.2.1 Balconi e logge 4.2.2 Passerelle 4.3 Partizione esterna inclinata 4.3.1 Scale esterne 4.3.2 Rampe esterne 03/11/2009 8

Struttura Portante: Sistemi strutturali di fondazione Il compito della struttura portante nell organismo edilizio è: Assicurare la trasmissione dei carichi delle varie parti dell organismo edilizio al terreno Assicurare la convivenza funzionale e strutturale tra i vari elementi tecnici dell organismo edilizio Assicurare l equilibrio statico e dimanico dei vari elementi tecnici dell organismo edilizio in esercizio 03/11/2009 9

Struttura Portante: Sistemi strutturali di fondazione quali sono i carichi a cui la struttura deve fare fronte: il carico permanente dovuto al peso proprio degli elementi, sia strutturali portanti che portati; i carichi accidentali di esercizio dell edificio; i carichi accidentali ambientali a cui può essere sottoposto l organismo edilizio nel suo ciclo di vita utile. 03/11/2009 10

Sistemi strutturali di fondazione Affinché la struttura portante possa assolvere in modo efficiente al suo compito è fondamentale la progettazione del suo collegamento strutturale con il terreno su cui insiste l edificio, ovvero della STRUTTURA DI FONDAZIONE La progettazione degli elementi strutturali di FONDAZIONE e l individuazione di un adeguato piano di fondazione, rappresentano il momento della progettazione della messa in EQUILIBRIO DEI RAPPORTI DI FORZA TRA EDIFICIO E TERRENO. 03/11/2009 11

Sistemi strutturali di fondazione FONDAZIONE o Struttura di fondazione Per fondazione si intende l unità tecnologica che funge da collegamento statico tra edificio e suolo e che ha il compito di trasmettere a terra i carichi imposti alla costruzione. Definizione (Uni 8290) TERRENO FONDAZIONE STRUTTURA PORTANTE IN ELEVAZIONE FORMANO UN INSIEME FUNZIONALE CHE DEVE ESSERE CONSIDERATO COME UN INSIEME UNITARIO Le fondazioni saranno quindi progettate in funzione di: CARATTERISTICHE TECNOLOGICHE E COSTRUTTIVE DELL ORGANISMO EDILIZIO 03/11/2009 12 CARATTERISTICHE MECCANICHE DEL TERRENO DI FONDAZIONE

Sistemi strutturali di fondazione 03/11/2009 13

Sistemi strutturali di fondazione Criteri di progettazione I dati necessari alla progettazione delle strutture di fondazione sono: La PORTANZA del terreno I CARICHI TRASMESSI a terra dall edificio La MORFOLOGIA dell area di progetto e la posizione dell edificio La PROFONDITA DEL PIANO DI FONDAZIONE, ovvero del piano di posa delle fondazioni Criteri di classificazione La uni 8290 articola l unità tecnologica 1.2. STRUTTURE DI FONDAZIONE in : 1.1.1. Strutture di fondazione DIRETTE 1.1.2. Strutture di fondazione INDIRETTE Nella pratica le strutture di fondazione possono esser classificate in base alla loro morfologia, al loro comportamento statico, alla qualità del terreno su cui insistono. 03/11/2009 14

Sistemi strutturali di fondazione Criteri di classificazione Esistono quindi diverse classificazioni derivate da: L estensione della superficie di appoggio; La profondità del terreno resistente; La presenza o meno di acqua nel terreno; La modalità di trasmissione dei carichi al terreno resistente; La natura del terreno resistente 03/11/2009 15

Sistemi strutturali di fondazione Criteri di classificazione La Uni 8290 può quindi essere comunque arricchita in base a tutte queste indicazioni come segue: FONDAZIONI DIRETTE FONDAZIONI INDIRETTE O SUPERFICIALI O PROFONDE CONTINUE A POZZO Cordoli A DIAFRAMMA Travi rovesce Continue A platea Discontinue Scatolari SU PALI DISCONTINUE Prefabbricati A plinti isolati Gettati in opera A plinti collegati 03/11/2009 16 Combinate

Sistemi strutturali di fondazione 03/11/2009 17

Sistemi strutturali di fondazione Fondazioni dirette plinto 03/11/2009 18

Sistemi strutturali di fondazione Fondazioni dirette a trave rovescia 03/11/2009 19

Sistemi strutturali di fondazione Fondazioni dirette tipi di nodo pilastro in acciaio e fondazione in c.a. realizzati con differenti tipi di vincolo: cerniera, semincastro, incastro perfetto. 03/11/2009 20

Sistemi strutturali di fondazione Fondazioni indirette pali gettati in opera Palo battuto con casseforme recuperabile Palo trivellato senza cassaforma 03/11/2009 21

Sistemi strutturali di elevazione LA STRUTTURA SI INDENTIFICA QUASI COMPLETAMENTE CON L EDIFICIO NELLA CULTURA COSTRUTTIVA PRE-MODERNA. Non esiste quasi separazione tra elementi strutturali ed elementi di completamento, finitura,chiusura e partizione. La separazione e la classificazione degli elementi strutturali rispetto ad involucro e partizioni è un concetto della cultura costruttiva moderna. La riconoscibilità degli elementi costruttivi è conseguenza della riconoscibilità delle funzioni specifiche di ogni singolo elemento. 03/11/2009 22

Sistemi strutturali di elevazione LA STRUTTURA E SEMPRE CHIARAMENTE RICONOSCIBILE NELL EDIFICIO MODERNO. NE CONDIZIONA O NE ASSECONDA LA FORMA CONVIVE O SI INDENTIFICA CON ALTRI ELEMENTI TECNICI E COSTRUTTIVI SUPPORTA IN MODO INDIPENDENTE ALTRI ELEMENTI TECNICI E COSTRUTTIVI La SPECIALIZZAZIONE degli elementi tecnici strutturali deriva dalla specializzazione delle PRESTAZIONI DEI MATERIALI, quindi dall evoluzione della ricerca tecnica e della capacità di calcolo strutturale derivata dalla maggiore conoscenza delle proprietà dei materiali. 03/11/2009 23

Sistemi strutturali di elevazione Le Strutture di elevazione L insieme delle unità tecnologiche e degli elementi tecnici aventi funzione di sostenere i carichi del sistema edilizio, trasmettendoli alle strutture di fondazione, e di collegarne staticamente le sue parti. Definizione (Uni 8290) Criteri di classificazione La uni 8290 articola l unità tecnologica 1.2. STRUTTURE DI ELEVAZIONE in : 1.2.1. Strutture di elevazione verticale 1.2.2. Strutture di elevazione orizzontali e inclinate 1.2.3 Strutture di elevazione spaziali La classificazione proposta dalla norma è sempre una classificazione di carattere funzionale. 03/11/2009 24

Sistemi strutturali di elevazione Le strutture in elevazione sono comunque anche individuabili per morfologia e caratteristiche costruttive, e quindi organizzati in diversi sistemi costruttivi, ovvero SISTEMI COSTRUTTIVI CONTINUI SISTEMI COSTRUTTIVI PUNTIFORMI SISTEMI COSTRUTTIVI MISTI 03/11/2009 25

Sistemi strutturali di elevazione Sistemi Costruttivi Continui Le tecnologie principali di questo tipo di sistemi costruttivi sono due: LA MURATURA IL CEMENTO ARMATO in particolare sono individuabili: sistemi continui in MURATURA PORTANTE sistemi continui in MURATURA PORTANTE ARMATA sistemi continui in CALCESTRUZZO ARMATO 03/11/2009 26

Sistemi strutturali di elevazione Sistemi Costruttivi Continui in particolare gli elementi costruttivi che si possono realizzare sono: MURATURA ORDINARIA:laterizi,pietra naturale, blocchi di calcestruzzo MURATURA ARMATA: laterizi CALCESTRUZZO ARMATO: pareti portanti in c.a. gettato in opera, pannelli prefabbricati in c.a. STRUTTURE IN LEGNO:pareti leggere a intelaiatura lignea realizzati in opera,pannelli prefabbricati 03/11/2009 27

Sistemi strutturali di elevazione SISTEMI CONTINUI Criteri di progettazione I sistemi strutturali continui sono sistemi caratterizzati da una grossa RIGIDITA, dovuta alle caratteristiche della progettazione strutturale degli elementi. La necessaria CONTINUITA degli elementi strutturali di questi sistemi condiziona l intera progettazione dell edificio. Interviene su: PROGETTAZIONE ARCHITETTONICA IMPIANTISTICA GESTIONALE E DI CANTIERE 03/11/2009 28

Sistemi strutturali di elevazione SISTEMI CONTINUI in muratura portante 03/11/2009 29

Sistemi strutturali di elevazione SISTEMI CONTINUI in muratura portante armata 03/11/2009 30

Sistemi strutturali di elevazione SISTEMI CONTINUI in calcestruzzo armato 03/11/2009 31

Sistemi strutturali di elevazione CLASSIFICAZIONE: Sistemi Costruttivi Puntiformi Le tecnologie principali di questo tipo di sistemi costruttivi sono tre: IL LEGNO L ACCIAIO IL CEMENTO ARMATO in funzione dei procedimenti costruttivi sono individuabili: sistemi puntiformi in REALIZZATI IN OPERA sistemi puntiformi in PREFABBRICATI sistemi puntiformi in SEMI-PREFABBRICATI 03/11/2009 32

Sistemi strutturali di elevazione Sistemi Puntiformi Disposizione 03/11/2009planimetrica delle maglie strutturali Posizione dei pilastri in relazione alla parete esterna 33

Sistemi strutturali di elevazione Sistemi Puntiformi Criteri funzionali e morfologici I sistemi puntiformi sono caratterizzati da: Elementi VERTICALI LINEARI (pilastri, colonne, montanti) che convogliano e trasmettono le sollecitazioni al sistema di fondazione in forma concentrata, anziché diffusa come nei sistemi continui; Elementi di ORIZZONTAMENTO costituiti da elementi PIANI BIDIMENSIONALI, accompagnati da elementi lineari di collegamento (travi). 03/11/2009 34

Sistemi strutturali di elevazione Sistemi Puntiformi in calcestruzzo armato Nodo pilastro/trave c.a. gettato in opera 03/11/2009 35

Sistemi strutturali di elevazione Sistemi Puntiformi in acciaio Pilastro prefabbricato in profilato di acciaio 03/11/2009 36

Sistemi strutturali di contenimento Elementi verticali Hanno la funzione di consentire tagli del terreno e di contrastare le spinte esercitate dai terrapieni che in questo modo si vengono a formare. Le soluzioni costruttive più frequenti prevedono l'uso di muratura più o meno legata il conglomerato cementizio armato, gettato in opera o prefabbricato altri materiali (legno, acciaio). 03/11/2009 37

Sistemi strutturali di contenimento Le classificazioni dei muri di sostegno possono dipendere da molti fattori: materiale, geometria della sezione, ecc.; quella più usuale mette in relazione la loro configurazione con quella del terrapieno sostenuto. Alcune modalità di cedimento dei muri di sostegno 03/11/2009 38

Sistemi strutturali di contenimento 1 In relazione a ciò, si possono avere: 1. Muri di sostegno 2. Muri di sottoscarpa 3. Muri di controripa 2 I primi sostengono un rilevato per tutta la sua altezza; i muri di sottoscarpa hanno altezza inferiore a quella del terrapieno; quelli di controripa sono addossati a pareti di trincee inclinate. 3 03/11/2009 39

Sistemi strutturali di contenimento In relazione al loro principio statico e di funzionamento: muri semplici o a "gravità": in muratura di pietrame a secco; in muratura di pietrame con malta; muri a sbalzo: in c.a. in c.a. debolmente armato o semigravità in acciaio in elementi prefabbricati in c.a. con blocchi cassero in c.a. Muro di sostegno a gravità opere speciali: strutture intelaiate rivestimenti delle scarpate gabbionate palancolate, palificate, diaframmi opere rinforzate con tiranti. Muro a sbalzo: La base del muro è conformata in maniera tale da resistere alle spinte di ribaltamento e di scostamento 03/11/2009 40

Sistemi strutturali di contenimento Elementi di contenimento orizzontali Strutture che contribuiscono a ripartire uniformemente sul terreno i carichi agenti sulla superficie orizzontale sovrastante e che garantiscono il drenaggio dell'umidità da risalita. La loro esecuzione avviene normalmente attraverso un vespaio in pietrame di cava, di grossa e media pezzatura e una sovrastante soletta in conglomerato cementizio gettata in opera. La soletta viene leggermente armata per garantire l'integrità della struttura anche in casi di piccoli assestamenti del terreno. Oltre alla soluzione tradizionale si utilizzano elementi modulari a volta in PVC, che, accostati, determinano il supporto per il getto. 03/11/2009 41

Sistemi strutturali di contenimento Elementi di contenimento orizzontali 03/11/2009 42

Sistemi strutturali di contenimento Elemento modulare in materiale plastico (PVC) Vantaggi: Barriera al vapore Ottima capacità portante Aerazione nelle due direzioni Rapidità di posa e di esecuzione Convogliamento all esterno dell umidità e del gas radioattivo radon Elevata adattabilità a qualsiasi superficie d appoggio 03/11/2009 43

Riferimenti bibliografici AA.VV.(1995) Manuale di Progettazione edilizia, vol. 4, Hoepli, Milano M.C. Torricelli, R. Del Nord, P.Felli (2004), Materiali e tecnologie dell architettura, ed. Laterza, Bari Mandolesi E. (1978), Edilizia, Utet, Torino AA. VV.(1990), Costruire a regola d'arte. Repertorio di soluzioni tecniche conformi e di specifiche di prestazione per la formazione di capitolati di appalto, BE.MA,Milano vol. 6 strutture, 1991 03/11/2009 44