costruzione in CLS armato, Appunti di Architettura Tecnica

Scarica costruzione in CLS armato e più Appunti in PDF di Architettura Tecnica solo su Docsity! LA COSTRUZIONE IN CLS ARMATO Le costruzioni in cls armato sono la composizione tra cemento, acqua, sabbia e aggregati a cui si aggiunge un’armatura di barre di acciaio. Inoltre, la realizzazione in c.a. di elementi inflessi, vuole che il cls assorba prevalentemente gli sforzi di compressione e l’armatura metallica invece gli sforzi di trazione. Il c.a. consente la realizzazione di elementi costruttivi strutturali monodimensionli (pilastri, travi e travetti) e bidimensionali (setti, lastre, piastre, etc.) che sono il risultato di processi produttivi avanzati, interamente realizzati in cantiere (SISTEMA IN OPERA), ovvero in stabilimento (SISTEMA PREFABBRICATO), in questo secondo caso in cantiere si assemblano il più possibile “a secco” i diversi componenti.  Le tecniche costruttive correntemente utilizzate per la realizzazione di strutture in opera danno luogo a sistemi intelaiati (a nodi rigidi) di tipo mono o pluripiano;  L'assemblaggio a secco, invece, è una tecnica costruttiva tipica della prefabbricazione in cui l’edificio, o il singolo elemento tecnico, è realizzato attraverso l'unione di due o più componenti diversi con tecnologie di giunzione di tipo meccanico (chiodature, bullonature, etc.) senza l'impiego di materiali di connessione quali malte, colle e sigillanti. Si intende “struttura in opera” quella risultante da operazioni interamente eseguite in cantiere secondo il ciclo produttivo ordinario: - progetto strutturale ed esecutivo; - mix design; - tracciamento della posizione degli elementi strutturali; - allestimento e posizionamento delle carpenterie; - esecuzione e posizionamento delle gabbie di armatura metallica; - confezionamento, trasporto, etc.; - getto (e vibratura) del cls; - cura e maturazione del getto; - smontaggio, totale o parziale, delle armature (disarmo); - predisposizione della carpenterie per il loro riutilizzo; Gli elementi costruttivi tipici della soluzione in c.a. sono, nell’ordine della loro costruzione ed esecuzione in un edificio:  FONDAZIONI  PILASTRI  TRAVI  SOLAI  OPERE DI SOSTEGNO Il loro insieme costituisce l’OSSATURA PORTANTE dell’edificio. Le luci strutturali indicativamente comprese fra: - 3-6 m (edifici residenziali); - 6-8 m (scuole, uffici, etc.). Per luci maggiori si impiegheranno tecniche costruttive differenti, o, se in c.a., calcestruzzi ed opere di tipo non ordinario. Le carpenterie Le carpenterie sono il complesso delle opere provvisorie destinate a contenere il conglomerato durante le fasi di getto, presa ed indurimento. 1) La preparazione dei casseri (o casseformi) è fatta ad opera dei carpentieri. La loro funzione è quella di conformare il getto secondo la dimensione e forma prevista e di controllarne la stabilità nella posizione corretta. La cassaforma non è solo uno stampo, ma anche una struttura provvisoria che deve sopportare il proprio peso, quello del getto ed altri carichi accidentali durante il lavoro (persone, materiali, etc.). Devono quindi essere rigide e resistenti ai carichi costruttivi, stabili per mantenere la loro posizione fino al disarmo e, possibilmente, recuperabili. Il materiale di base per l’esecuzione delle carpenterie tradizionalmente il legno; il metallo ha oggi un duplice ruolo quale accessorio alla casseratura in legno (es: puntelli regolabii, irrigidimenti, contraffissi, dispositivi di aggancio e connessione, complementi per la sicurezza) o come materiale costituente la carpenteria vera e propria per getti di grandi superfici. Le casserature possono essere a sviluppo: - orizzontale (solai, travi e mensole) - verticale (pilastri, setti, muri, cartelle) - inclinato (rampe, falde di tetto) Nel suo insieme la carpenteria è costituita DA DUE PARTI PRINCIPALI: - Cassero bagnato: formato da elementi piani, è destinato al contenimento del getto; - Opera di sostegno: composta da elementi lineari, è funzionale al sostegno della prima in assolute condizioni di sicurezza e indeformabilità. Entro le casserature vengono posizionate le armature verticali e orizzontali, opportunamente vincolate ai ferri di attesa delle strutture precedentemente realizzate e, successivamente, viene fatto il getto di calcestruzzo a completare l'elemento costruttivo. ripartizione dei carichi dell’edificio trasmessi al piano di posa. I plinti realizzano il trasferimento al terreno di fondazione dei carichi provenienti dalle strutture in elevazione. Le loro dimensioni vengono ottenute in modo da ridurre le tensioni presenti alla base delle strutture in elevazione (pilastri e pareti) ai valori consentiti sul terreno. È opportuno che i plinti vengano realizzati a base quadrata per motivi di simmetria e distribuire omogeneamente i carichi. Usualmente, i plinti ordinari hanno uno spessore che varia tra 40 cm e 80 cm, e dimensioni in pianta da 1.00 m fino a 6.00 m per lato. Il plinto zoppo per pilastri posti sul confine della proprietà dove non è possibile centrare il plinto sotto il pilastro. Normalmente in corrispondenza dell'estradosso del plinto viene realizzata una risega di circa 5 cm, chiamato collare che serve per l'appoggio in piano delle casseforme del pilastro Inoltre, rende possibili minime correzioni finali di tracciamento dei pilastri. In zone sismiche, per evitare spostamenti orizzontali relativi, i plinti devono essere collegati tra loro da un reticolo di travi dette TRAVI PASTOIE, che impediscono il divaricamento del pilastro. Le ARMATURE di un plinto sono, generalmente: - Armature longitudinali (superiori ed inferiori); - Staffe; - Ferri vertici di chiamata per il collegamento coi pilastri. Nella realizzazione di strutture lineari prefabbricate è frequente l’uso di PLINTI PREFABBRICATI realizzati in stabilimento con casseforme reimpiegabili in acciaio.  Travi rovesce: ripartisce sul terreno di fondazione i carichi trasmessi dalle strutture sovrastanti, ribaltando – per così dire – la distribuzione delle tensioni al suo interno rispetto a quanto succede nelle travi delle strutture portanti. Nella fondazione, infatti, i carichi vengono dal basso, per effetto della reazione del terreno. Da questo comportamento “rovesciato”, ne deriva il suo appellativo. Rispetto alla portata delle travi «ordinarie», le travi rovesce di fondazione devono sopportare carichi ben più elevati, pertanto le dimensioni in altezza di tali elementi tecnici risultano piuttosto ingombranti e richiedono una quantità elevata di calcestruzzo. La distinta delle armature sono i ferri longitudinali (comprensivi di lunghezze di ancoraggio, monconi e staffe, queste ultime utili alla realizzazione della armatura metallica e per contrastare lo sforzo di taglio in corrispondenza degli incastri, dove le stesse staffe si infittiscono).  Fondazione a cordolo: è una fondazione continua, che si realizza quando anche la struttura verticale che trasmette i carichi è continua, come ad esempio una muratura. Si può considerare una tipologia di trave rovescia ma senza ali. La fondazione a cordolo si estende naturalmente per tutta la lunghezza dei muri in elevazione, dei quali costituisce I'appoggio. Il cordolo ha in genere una sezione rettangolare, con larghezza leggermente maggiore della muratura sovrastante; in questo caso è possibile usare calcestruzzo non armato. Il calcestruzzo non armato è sollecitato quasi esclusivamente a compressione.  Platee: è una fondazione continua che si allarga per comprendere tutta I'area occupata dalla costruzione. Il suo uso è necessario quando i carichi della costruzione sono molto elevati ed il terreno di appoggio poco resistente: allargando in questo modo la base di appoggio, i carichi unitari sul terreno diminuiscono di molto. In pratica, la platea, eventualmente nervata, è una vera e propria zattera in c.a. dalla quale spiccano i pilastri. Lo spessore delle platee varia, di solito, tra 30 cm ed 80 cm.  Tessuto non tessuto: è un termine generico per indicare un prodotto industriale simile a un tessuto ma ottenuto con procedimenti diversi dalla tessitura classica usata, p.es. nella fabbricazione di vestiti. - In un non tessuto le fibre presentano un andamento casuale, senza individuazione di alcuna struttura ordinata; - In un tessuto le fibre presentano due direzioni prevalenti ed ortogonali fra di loro (trama ed ordito). Fondazioni indirette Si adoperano quando il terreno capace di resistere ai carichi della costruzione si trova a profondità tali da non potere essere convenientemente raggiunto con gli scavi. In queste condizioni la fondazione viene appoggiata su strutture di trasferimento dei carichi negli strati più profondi di terreno.  Pozzi: sono fondazioni discontinue indirette costituite da scavi a sezione obbligata profondi, riempiti con materiale secco accuratamente costipato o conglomerato cementizio a basso tenore di cemento.  Pali: i pali agiscono come un prolungamento dei pilastri della struttura per trasmettere i carichi ad un substrato resistente posto a notevole profondità. - Pali sospesi: quando il substrato con adeguata portanza non è raggiungibile entro una ragionevole profondità, graduando la loro azione portante per solo attrito laterale; - Pali di punta: quando raggiungono un substrato con adeguata portanza, p.es. roccioso, vi scaricano direttamente i carichi per carico di punta, oltre che lavorare per attrito laterale. - Pali infissi: sono pali prefabbricati (fabbricati fuori opera) e quindi infissi nel terreno mediante battitura. Possono essere giuntati o in un unico pezzo. Il terreno non viene asportato e si richiede un buon allineamento delle sezioni per evitare sforzi di taglio durante la battitura. - Pali gettati in opera: pali a cassaforma recuperabile: caratterizzati dall'impiego di un tubo-forma metallico entro il quale si getta il cls. Il tubo, che viene in seguito recuperato, si infigge nel terreno a mezzo di un vibratore applicato alla sommità del tubo. Dopo l'infissione, si asporta, o no, il terreno che riempie il tubo, mediante utensili appropriati, come benne, sonde. Quindi si inserisce l'armatura metallica e poi si procede alla immissione del calcestruzzo a mezzo di un tubo di getto. L’infissione del tubo-forma tramite vibrazione ha reso economicamente obsolete le tecniche di infissione per battitura. Anche la sua estrazione è associata ad una vibrazione in modo da incrementare le tensioni di aderenza palo-terreno. Il diametro dei VIBROPALI può variare da 220 mm a 520 mm, con portate unitarie comprese fra 20 e 100 tonnellate, per lunghezze che possono arrivare anche a 24-30 metri di profondità. - Pali ad elica continua: sono pali di medio-grande diametro (450-800 mm) trivellati con un’elica continua ed iniettato con cls a pressione controllata, max 50 bar. Nel foro già cementato viene inserita l’armatura costituita da una gabbia in acciaio. Questi pali sono adatti per i terreni poco addensati (argille e sabbie ghiaiose) e con l’iniezione a pressione si migliora la portata laterale.  Micropali: Il micropalo è un palo di fondazione avente dimensioni comprese tra 90 ed 250 mm di diametro e lunghezze fino a 12 - 15 metri. La realizzazione dei pali richiede spazi di lavoro e di deposito abbastanza considerevoli, in ambito urbano queste condizioni non sempre sono rispettate soprattutto in vicinanza di edifici esistenti o di sporgenze quali balconi, gronde, etc.. In questo caso, pur con un leggero aumento dei costi, i micropali diventano la soluzione tecnologica di bonifica e consolidamento del terreno più adeguata. Da un micropalo però non ci si può attendere il livello di capacità portante di un palo di medio (da 250 a 800 mm) e grande diametro (oltre 800 mm), ma impiegando diversi pali è possibile lo stesso perseguire il risultato di un appoggio di sottofondazione stabile e poco cedevole. In tale Il solaio misto è composto da una alternanza di travetti in c.a. paralleli, alternati a volterrane di alleggerimento e cappa superiore, armata o meno, di altezza pari a 4-5 cm. Le volterranee sono conformate con aletta inferiore da 4 cm che consente di ottenere un cassero naturale per i travetti (larghezza standard di 8 cm), mentre la variabilità delle altezze (12, 16, 18, 20, 24 cm) permette la facile esecuzione di solai di diversa portanza. I filari di volterrane sono discosti di circa 30-50 cm dalle travi principali in modo da ottenere, in prossimità del vincolo, una sezione piene in cls, detta FASCIA PIENA, con la funzione di accrescere la dimensione della base della sezione resistente in corrispondenza dei vincoli ove si ha l’inversione dei momenti ed è, quindi, necessaria a contrastare la compressione trasferita al lembo inferiore (detta anche ALA della trave, la cui sezione resistente assume così l’effettiva sezione a T in campata, o al L o rettangolare di bordo). Per eseguire fori di grandi dimensioni nel solaio si possono raccogliere i travetti interrotti con un travetto trasversale in spessore (“bilancino”) che riporta il carico sui travetti laterali. Una ulteriore evoluzione tipologica, si è verificata (a partire dagli anni ‘20–’30 del XX secolo) con la prefabbricazione delle nervature. I componenti oggi utilizzati sono i cosiddetti TRAVETTI ARMATI (tralicci elettrosaldati annegati inferiormente in cls contenuto da fondelli in laterizio) e i cosiddetti TRAVETTI PRECOMPRESSI (pre-tesi e post-tesi). Per la formazione di balconi, pensiline etc., il solaio è realizzato a sbalzo, sia in forma monolitica di soletta armata che in forma di solaio misto latero- cementizio. Con il termine sfondellamento del solaio, si intende il distacco e la successiva caduta della parte inferiore delle pignatte nei solai in laterocemento. Il cls a vista Quando il progetto non prevede che sul conglomerato siano posati intonaci o rivestimenti, si realizza una struttura in c.a. detta a vista (o a FACCIA A VISTA) che esalta la natura lapidea del conglomerato. il cls armato precompresso La precompressione consiste nel sottoporre, in stabilimento, una trave (elemento inflesso) ad una compressione indotta artificialmente, che fa definire la struttura presollecitata, mentre il suo materiale costituente è chiamato calcestruzzo armato precompresso (c.a.p.). Due sono i sistemi, oggi, in uso: - SISTEMA AD ARMATURA POST-TESA o A CAVI LIBERI; - SISTEMA AD ARMATURA PRE-TESA o CAVI ADERENTI. La prefabbricazione È quel processo costruttivo dove gli elementi di una costruzione edilizia sono realizzati in industria, a piè d’opera o in fabbrica, e poi montati direttamente in cantiere con procedure standardizzate e codificate. - Fondazioni con componenti totalmente o parzialmente prefabbricati; Ø pilastri sono di norma prodotti in c.a. ordinario; l’eventuale applicazione di precompressione è limitata a casi particolari (p.es. carichi fortemente eccentrici); - Travi prodotte di norma in c.a.p. e solo per carichi e luci ridotti in c.a. ordinario; - Solai ed impalcati usano svariati elementi prefabbricati. I tamponamenti I tamponamenti devono sopportare il proprio peso nonché le azioni dovute alla loro movimentazione, alle variazioni termiche (naturali e da incendio), alle spinte orizzontali (vento in pressione o depressione e urti).