Tecnologia delle costruzioni

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La Tecnologia delle costruzioni è quella disciplina, afferente all'ingegneria civile e all'architettura, che studia i materiali e le tecniche necessarie per realizzare un manufatto edilizio.

Differisce dalla scienza delle costruzioni che studia le condizioni necessarie per la staticità dell'edificio.

Nella costruzione di un edificio vengono considerate le seguenti opere, che possono essere realizzate con tecnologie e materiali differenti:

Opere strutturali

• Fondazioni
• Strutture portanti verticali
• Tramezzi e tamponamenti
• Solai
• Collegamenti verticali (scale e ascensori)
• Copertura

Opere di finitura:

• Pavimenti
• Rivestimenti
• Opere di lattoneria (pluviali gronde ecc)
• Cancelli e ringhiere
• Impiantistica (adduzione acqua, elettrico, telefonico, scarichi acque b/n)
• Fognature

Fondazione (architettura)

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In edilizia ed architettura le fondazioni sono quella parte della struttura dell'edificio che svolge il compito di trasmettere i carichi dalle strutture in elevazione al terreno.

Da un punto di vista della classificazione dei tipi di fondazioni esistenti si suole distinguere raggiungere il terreno di portanza adeguata ai carichi della struttura di elevazione.

Fondazioni dirette

Le fondazioni dirette sono quelle più comuni nel caso di edifici costruiti su terreni senza particolari problemi di resistenza. Il tipo di fondazione diretta viene in base alla struttura dell'edificio.

Se l'edificio è costituito da una struttura continua, cioè da murature portanti, allora anche la fondazione sarà continua, presentandosi come un allargamento della sezione trasversale del muro. Negli edifici storici la fondazione continua era costituita da un muro vero e proprio, in mattoni o in pietra, di sezione maggiore di quello portante. Nell'ambito dell'edilizia moderna, nella fondazione continua si prevede un cordolo in cemento armato prima dell'allargamento della sezione. La sezione allargata è solitamente costituita da un getto di calcestruzzo, di solito (ma non sempre) armato. Nella parte inferiore della fondazione, a contatto con il terreno, viene posto uno strato di [[magrone]100/150Kg cem.*mc di cls] che da un lato è d'aiuto nella fase di cantiere per la posa in opera del calcestruzzo armato,perché questo permette di livellare il terreno di getto e tuttavia serve a distribuire ulteriormente i carichi del terreno e ad isolare le strutture dall'umidità di contatto.

Un altro sistema, utilizzato in presenza di strutture in elevazione a telaio, è quello delle travi rovesce. In questo caso le sollecitazioni sono maggiori nei punti in corrispondenza dei pilastri. La soluzione consiste nel ribaltare lo schema statico della travatura in elevazione, collegando fra loro i pilastri della struttura con delle travi di fondazione dette rovesce. La fondazione che si ottiene è particolarmente efficace per contrastare i cedimenti differenziati e nella progettazione antisismica.

Un altro sistema, utilizzato con strutture particolari o in presenza di terreni deboli, è la fondazione a platea. Può essere considerato uno sviluppo della fondazione a travi rovesce, con in più la presenza di un solettone inferiore a cui spesso si aggiungono nervature ortogonali secondarie rispetto a quelle delle travi rovesce, per garantire un ulteriore irrigidimento della struttura.

Un altro tipo di fondazione, utilizzato per strutture a telaio con carichi non elevati è quella a plinti. Viene cioè ingrossata la base del pilastro con un plinto di solito con la forma piramidale. Per assicurare un maggiore legame fra i diversi plinti vengono spesso collegati con cordoli in calcestruzzo armato; con l'ingresso della nuova normativa, per progetti in zona sismica, l'utilizzo dei cordoli è obbligatorio.

Fondazioni indirette (o fondazioni profonde)

Le fondazioni indirette vengono praticate quando gli strati superficiali del terreno non hanno una portanza sufficiente per sopportare il carico della struttura. Il tipo più comune, nell'edilizia storica, è il palo di legno di particolari essenze dure e resinose, tipo quercia, rovere ecc eventualmente con la punta rinforzata in metallo, detta puntazza,conficcato nel terreno attraverso battitura con speciali macchine dette battipalo,finché non raggiunge strati di terreno solido oppure pensato per resistere mediante l'attrito laterale che si crea con il terreno. Questa tecnologia, applicata ad esempio a Venezia, ha subìto un'evoluzione e ora esistono molte varietà di pali, di calcestruzzo o con parti metalliche, e diverse tecniche di infissione, gettati in opera, prefabbricati, con o senza asportazione del terreno, e anche con l'utilizzo di fanghi bentonitici o altri materiali speciali (polimerici) da utilizzare in condizioni particolari, come in presenza di acqua o di terreno particolarmente coerente.

Opere di fondazione

Nella realizzazione di fondazioni di edifici ordinari si segue quest'ordine di lavori:

Analisi geotecniche per stabilire la qualità del terreno e il tipo di fondazioni più adatto

Scavo di sbancamento generale per raggiungere la quota delle fondazioni

Scavi a sezione obbligata, per la realizzazione delle fondazioni vere e proprie. Lo scavo a sezione obbligata comporta una serie di opere provvisionali per evitare il crollo accidentale del terreno, con rischi per l'operaio, e per evitare infiltrazioni e ristagno di acqua.

Realizzazione vera e propria della fondazione

Sottofondazioni

Un capitolo molto importante nella pratica edilizia è quello delle sottofondazioni, cioè delle opere di consolidamento di fondazioni di edifici esistenti nel caso di ristrutturazioni edilizie. Esse possono rendersi necessarie in caso di presenza di cedimenti, con dissesti nella struttura in elevazione, oppure nel caso di ampliamento o sopraelevazioni di un edificio esistente che comporti un aumento dei carichi permanenti e variabili.

Tramezzo

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Il tramezzo è un muro di divisione interno degli edifici caretterizzato dal fatto di non essere portante. Si distingue dalla tamponatura, che è il muro perimetrale che divide l'interno dall'esterno, e dal muro portante, che può essere interno o esterno ma che porta il peso del fabbricato. Nell'architettura ecclesiastica è nello specifico la parete che divide la chiesa aperta al pubblico da quella riservata ai soli religiosi.

Composizione di un tramezzo

Il tramezzo è un elemento di separazione tra due ambienti che non può essere spostato o rimosso con facilità. Esso può essere composto da molti materiali diversi rispondenti alle più diverse esigenze. Fino a pochi decenni fa i tramezzi venivano realizzati esclusivamente con blocchi di laterizio forato (il cosiddetto mattone forato) che è leggero, resistente e facile da produrre e montare. Oggi esistono molte più soluzioni dettate soprattutto dal tipo di materiale utilizzato: cemento 'soffiato', cemento alleggerito, gesso, cartongesso, pannelli 'sandwich' prefabbricati. Ciascuno di questi materiali da al tramezzo una maggiore o minore robustezza, resistenza termica e acustica, peso specifico, costo e facilità di montaggio, che sono le caratteristiche in base alle quali va scelta la soluzione più adatta alle proprie esigenze.

Per i tramezzi delle abitazioni sono particolarmente indicati i mattoni forati o in mattoni di cemento soffiato. Le altre soluzioni sono più adatte ad altre destinazioni d'uso.

Lo spessore del tramezzo

La misura standard del tramezzo è 8 cm. sul 'grezzo': con la rasatura e la successiva pittura arriva, mediamente, a 10 cm. 'finito'. Esistono mattoni anche da 5 cm. di spessore, ma sono sconsigliati soprattuto se il muro deve coprire altezze superiori ai 250 cm..

Virtualmente non c'è un limite verso l'alto per lo spessore del tramezzo. Aumentare lo spessore del muro può servire a diversi scopi: aumentare la resistenza termica (p.e. se dobbiamo separare due ambienti che hanno temperature molto diverse tra loro, o per dividere ambienti riscaldati da ambienti chiusi ma non riscaldati), aumentare la resistenza al passaggio delle onde sonore (quando abbiamo bisogno di isolamento acustico), aumentare la robustezza del muro (se vi dobbiamo ancorare strutture estremamente pesanti). In genere tramezzi spessi si usano per separare unità abitative differenti (come due appartamenti) per evitare che l'uno possa disturbare l'altro. Un muro con un forte spessore, però, incrementa notevolmente il peso che va a gravare sul solaio. In linea di principio, i tramezzi non superano mai i 15cm. di spessore all'interno degli appartamenti e i 25cm. se si devono dividere due appartamenti diversi.

Ammorsatura del tramezzo

Quando si realizza un tramezzo è importante che gli elementi che lo compongono, se si tratta di mattoni, siano montati in file sovrapposte e sfalsate, evitando di far cadere i giunti tra due mattoni in corrispondenza dei giunti della fila sottostante. Ciò provoca minore robustezza nel muro.

Quando si realizzano tramezzi che formano spigoli o che si innestrano a 'T' su altri tramezzi, è bene che i mattoni siano disposti in modo alternato nella giuntura tra gli elementi del primo e quelli del secondo muro, come le dita delle mani quando le teniamo intrecciate come per pregare.

Questa si chiama l'ammorsatura degli elementi del tramezzo, che è fondamentale per garantirne robustezza e durata nel tempo.

Impiantistica nel tramezzo

Il tramezzo, come detto, non ha funzione di portare il peso del fabbricato, ma può accogliere al suo interno gli impianti dell'edificio.

Nel tramezzo può passare l'impianto elettrico, quello di distribuzione del segnale televisivo e quello della rete di trasmissione dati realizzando una traccia nel muro e murandovi un tubo 'corrugato'. Un altro modo di passare questi impianti è murare sulla superficie del tramezzo una canalina per filature elettriche. All'interno del tramezzo possono essere murate le scatole dei frutti e le scatole di derivazione, che vengono prodotte di dimensioni apposite allo scopo.

Il tramezzo può anche accogliere alcuni elementi dell'impianto sanitario, purchè i tubi da alloggiarvi non superano i 5 cm. di diametro esterno, nell'ipotesi in cui il tramezzo sia da 8 cm. Per alloggiare tubi di dimensioni maggiori è necessario realizzare un tramezzo di maggiore spessore, con tutte le conseguenze che questo comporta.

Solaio

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In edilizia si suole indicare con il termine 'solaio' una struttura orizzontale capace di trasferire i carichi (principalmente quelli verticali) ad altre strutture.

Un solaio può essere realizzato in legno, in calcestruzzo armato o in acciaio, in laterizio o con materiali vari.

Evoluzione tecnologica

La tecnica di realizzare solai è nata con l'esigenza di avere abitazioni su più livelli, o abitazioni il cui piano di calpestio deve essere più in alto del terreno (p.e. le palafitte o tutte le case realizzate in zone dove staccarsi dal suolo era fondamentale). Il modo più semplice di realizzare un solaio è con un orditura lignea, in cui ci sono travi principali che coprono l'intera luce del locale (si predilige la luce minore, se il locale è rettangolare, sia per realizzare travi più corte, sia perchè la maggiore luce della trave influisce negativamente sul momento applicato sulla sua sezione: la sollecitazione aumenta con il quadrato della lunghezza). I solai in legno spesso avevano spessori considerevoli e, in particolare, avevano bisogno di travi di sezioni ragguardevoli per sostenere il peso dei solai di locali particolarmente ampi. Il solaio in legno teme l'umidità e le termiti, oltre, naturalmente, agli incendi.

I romani, per realizzare i solai, utilizzavano sia il legno che le tecniche costruttive del laterizio: per coprire grandi ambienti si usava realizzare non un solaio ma una volta in laterizio, la quale veniva riempita nell'intradosso fino a creare un piano d'appoggio per il livello superiore o per la copertura. Tuttavia non si può definire la volta un solaio, in quanto a quest'ultimo termine si fa riferimento più che altro per strutture orizzontali che scaricano il peso sui muri laterali in modo verticale (la volta e l'arco danno anche spinte orizzontali) e che lavorano per flessione degli elementi (la volta lavora a compressione e attrito tra i conci).

Con l'avvento del ferro prima, e dell'acciaio poi, si sviluppa la tecnica costruttiva del solaio in ferro e laterizio, costituito da travetti in metallo che coprono la luce minore del locale, e dei laterizi appositi, chiamati tavelloni, a coprire la distanza tra i travetti. Nell'800 e fino alla prima metà del 900 si usava realizzare delle piccole volte a botte per coprire la luce tra i travetti: questo è detto il solaio con voltine alla romana, perchè la tecnica fu utilizzata molto a Roma (in quel periodo, del resto, in Italia si costruì principalmente a Roma, a causa del trasferimento della capitale con i relativi ministeri e indotto). Tale tecnica è oggi praticata unicamente negli edifici che hanno la struttura portante in acciaio. Il solaio in ferro e laterizio è molto elastico, teme i terremoti e può trasmettere freddo all'interno dell'ambiente se un'estremità del travetto è a contatto con l'esterno. Sono solai che hanno uno spessore compreso tra i 20 e i 30 cm.

Ultimo in ordine di tempo è stato lo sviluppo del solaio latero-cementizio, realizzato in cemento armato e laterizio. Si realizza posizionando il laterizio (dette pignatte, e non tavelloni, perchè in questo solaio la pignatta non partecipa strutturalmente in modo attivo, mentre il tavellone nel solaio in ferro e laterizio si) a file su una cassaforma lignea piana; tra una fila e l'altra si posizionano i ferri e poi si getta il calcestruzzo. Oggi è la tecnica più utilizzata, anche se ha subito moltissime trasformazioni grazie all'evoluzione delle tecniche costruttive, come i travetti prefabbricati, le pignatte di materiali innovativi, o anche vere e proprie solette prefabbricate che devono solo essere posizionate in opera. Evoluzione di questo tipo di solaio sono i solai in cemento armato nervati e i solai formati da un unico getto di cemento, senza laterizi interposti. Teme il sovraccarico, in quanto ha una rottura fragile (ha poco preavviso prima del crollo), è il solaio che meglio resiste all'incendio. Si comporta bene in caso di terremoto (se ben fatto) ma, se subisce lesioni, va demolito e ricostruito da capo, perchè non può essere 'aggiustato'.

Tecniche di costruzione

In genere ai solai, a prescindere dalla natura del materiale impiegato nella realizzazione, viene sempre imposta una leggera 'monta' al centro della campata, al doppio fine di preparare allo sforzo di compressione il piano e di correggere l'effetto di spanciamento verso il basso dovuto ad aberrazioni ottiche.Solaio misto calcestruzzo armato e laterizio

Cassaforma a platea per solaio gettato in opera

Una diffusa tecnica costruttiva, utilizzata nella realizzazione di semplici solai per comuni abitazioni è la struttura in calcestruzzo armato e elementi di alleggerimento in laterizio. Si tratta di travi di calcestruzzo armato ('travetti') poste ad una mutua distanza di circa 50 centimetri, tra le quali si dispongono degli elementi in laterizio, simili a mattoni, denominati 'pignatte'; al di sopra delle travi e delle pignatte si realizza infine una soletta di calcestruzzo armato di spessore minimo di 4 centimetri. Nella tecnica costruttiva classica, il getto di calcestruzzo che da forma ai travetti è lo stesso che costituisce la soletta armata. La struttura del solaio è così completata. Su di esso potrà poi disporsi la pavimentazione. Notevolissimo è stato lo sviluppo di tale tecnica costruttiva negli anni, considerando l'ingresso nel mercato di travetti prefabbricati autoportanti (che evitano di dover realizzare un unico grande piano in legno da utilizzarsi quale cassaforma per il getto) e di diverse soluzioni per l'alleggerimento del solaio, tra i quali nuovi materiali plastici (sfere, parallelepipedi) in luogo del laterizio forato. Sul mercato, attualmente, si trovano anche solai interamente prefabbricati che bisogna solo posare in opera, intonacare (sull'intradosso) e pavimentare (sull'estradosso).Estratto da 'https://it.wikipedia.org/wiki/Fondazione_%28architettura%29'

Estratto da 'https://it.wikipedia.org/wiki/Tecnologia_delle_costruzioni'