Il Calcestruzzo Armato

25/03/2009

UNIVERSIT DI PISA Facolt di IngegneriaCorso di Laurea in Ingegneria Civile, dellAmbiente e del Territorio

Il Calcestruzzo C l t Armato A tTecnologia costruttiva

Ing. Marco [email protected]

Il Il fatto di poter creare pietre fuse, fuse di qualunque forma, superiori alle naturali perch capaci di resistere a tensione, ha in s qualcosa di magico"Pierluigi Nervi


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IL CEMENTO

Il cemento un legante idraulico che si presenta sotto forma di una polvere finissima. LEGANTE IDRAULICO ha la capacit di legare degli elementi solidi inerti indurisce e si lega alle materie inerti reagendo e combinandosi con lacqua (la reazione avviene sia allaria che in acqua)

Il componente principale un prodotto risultante dalla cottura di materiali naturali, il CLINKER, che combinato con componenti vari d origine ai vari tipi di cemento. CLINKER costituito da calce (proveniente da rocce calcaree - 65%), silice (proveniente da sabbie, argille e scisti 25%), allumina (4-10 %), ossidi di ferro e di magnesio (1-3 %)e componenti minori variabili


IL CEMENTO - produzioneLa fabbricazione del clinker avviene attraverso due fasi: 1). 2). estrazione delle materie prime e preparazione della miscela cruda cottura della miscela cruda ad alta temperatura

ESTRAZIONE Si impiegano generalmente due tipi di rocce, uno costituito da carbonato di calcio laltro costituito da argille o calcari marnosi che oltre al carbonato di calcio contengono silicati di alluminio e silicati di ferro. I materiali vengono estratti dalle cave con sistemi diversi e per essere utilizzati devono essere frantumati accuratamente per ottenere un prodotto omogeneo realizzando una miscela dei vari componenti. Si usano due metodi: - per via umida: per i minerali che si spappolano facilmente nellacqua per ottenere una melma fine ed omogenea - per via secca: per i materiali duri che si possono essiccare e ridurre in polvere per ottenere una polvere fine ed omogenea


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IL CEMENTO - produzioneCOTTURA La materia prima passa alla cottura ad una temperatura di circa 1400-1500 C in forni appositi attraversando varie fasi: - disidratazione: evaporazione temperature intorno a 700 C dellacqua libera e combinata fino a

- decarbonatazione e calcinazione: liberazione dellanidride carbonica e volatilizzazione degli alcali fra 900 e 1000 C - cottura (clinkerizzazione): formazione di compositi chimici aventi propriet idrauliche grazie a reazioni che avvengono a temperature da 1000 a 1500 C

La miscela del clinker e degli altri componenti viene eseguita in proporzioni prestabilite ed resa omogenea con il processo di MACINAZIONE che riduce il materiale allo stato di polvere finissima (fino a 0.06 mm di diametro). Pi spinta la macinazione, ovvero pi fine la polvere ottenuta, tanto maggiore la capacit di reagire con lacqua rapidamente


IL CEMENTO - produzione


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IL CEMENTO - tipicemento portland: viene definito come il prodotto ottenuto per macinazione di clinker con aggiunta di gesso o anidrite, dosato nella quantit necessaria per regolarizzare il processo di idratazione iniziale cemento pozzolanico: ottenuto dalla macinazione, macinazione senza aggiunta di materie inerti, di una mescolanza di clinker puro e di pozzolana (materiale siliceo di origine vulcanica) e gesso cemento dalto forno: una miscela omogenea ottenuta con la macinazione di clinker e loppa basica granulata dalto forno (pi il gesso) cemento per sbarramenti di ritenuta: pu essere un cemento portland, pozzolanico o dalto forno, caratterizzato da un basso calore di idratazione e con particolari caratteristiche fisico fisico-meccaniche meccaniche cemento alluminoso: ottenuto dalla macinazione di clinker costituito soprattutto da alluminati idraulici di calcio (in questo caso le materie di partenza sono calcare e bauxite)


IL CEMENTO - tipicemento bianco: utilizzando calcare puro o caolino o altre materie prime prive di ossidi di ferro (che danno la colorazione bruna) si ottiene un cemento di colore bianco cemento ferrico: preparato da un clinker in cui alluminio e ossido di ferro sono presenti in proporzione equimolecolare. Il cemento ottenuto ha unelevata resistenza chimica nei confronti delle acque aggressive, da basso calore di idratazione e da un basso ritiro cemento ferrico pozzolanico: ottenuto macinando il clinker ferrico con pozzolana. Il risultato un cemento che unisce, esaltandole, le caratteristiche dei cementi ferrici e di quelli pozzolanici cemento per pozzi petroliferi: adatti alla cementazione e regolati in modo che la presa permetta la cementazione in ambienti caratterizzati da alte pressioni e alte temperature


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IL CEMENTO - idratazioneA contatto con lacqua il cemento reagisce con essa dando luogo a varie trasformazioni chimico fisiche che si manifestano in due fenomeni principali: 1) PRESA: consiste in un progressivo indurimento della pasta di cemento (cemento + acqua) o della malta (cemento + inerti + acqua). acqua) La presa non deve iniziare prima di 45 minuti e non oltre 12 ore dal confezionamento per garantire la lavorabilit 2) INDURIMENTO: il fenomeno che segue la presa. La pasta ottenuta continua ad indurirsi nel tempo, nei primi giorni con rapidit, lentamente dopo (per mesi e anni). Per il controllo delle resistenze meccaniche si considerano i primi 28 giorni

levolversi del processo di idratazione e quindi dellacquisizioni delle propriet di resistenza meccanica accompagnato da una notevole produzione di calore, variabile per i vari tipi di cemento


IL CALCESTRUZZO sollecitazioni e resistenzeCome per tutti i materiali impiegati nelle costruzioni, le sollecitazioni fondamentali a cui pu essere soggetto il calcestruzzo sono: compressione, trazione, taglio. In relazione alla destinazione delle opere in cls, anche abrasione, urto, aggressioni chimiche. TRAZIONE COMPRESSIONE La compressione dovuta ad un carico che agisce su un corpo comprimendolo p fino al totale schiacciamento (rottura). La resistenza a compressione il valore del carico che produce lo schiacciamento del corpo.Ing. Marco [email protected]

La trazione dovuta ad un carico che agisce su un corpo nel senso di allungarlo fino a rottura. Il valore che determina si chiama resistenza a trazione. Nel cls le resistenze a trazione sono quasi 1/10 di quelle a compressione.

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IL CALCESTRUZZO sollecitazioni e resistenzeTAGLIO Il taglio lazione dovuta a forze che agiscono in senso contrapposto in modo da determinare il distacco di una parte rispetto allaltra ed il loro reciproco p scorrimento.

ABRASIONE E lazione che si esercita sulla superficie di un corpo con uno scorrimento tendente a disgregarlo e ad asportarne una parte. URTO Lurto una sollecitazione che risulta dallapplicazione impulsiva di un carico che pu provocare le sollecitazioni precedenti fino a rottura. La capacit di resistere allurto molto elevata nel cls e dipende dalla elasticit dello stesso: calcestruzzi pi rigidi sono pi fragili.Ing. Marco [email protected]

IL CALCESTRUZZO deformazioni di ritiroLa fase di indurimento del calcestruzzo all'aria accompagnata da riduzione di volume con la perdita di una parte dell'acqua di impasto. L'entit del ritiro collegata alla quantit di acqua perduta: il fenomeno dipende dalle condizioni dell'ambiente nel quale avviene la maturazione; se l'ambiente l'aria il ritiro funzione dell'umidit relativa di quest'ultima; se l'ambiente l'acqua il fenomeno si inverte e invece di ritiro si ha rigonfiamento. La celerit con cui il fenomeno di ritiro si sviluppa in relazione con la velocit di evaporazione dell'acqua di impasto: pi rapido il ritiro, pi gravi saranno le fessurazioni conseguenti in quanto avvengono in un momento in cui il calcestruzzo non ancora resistente. Ecco I 'importanza di curare i getti nei primi momenti di stagionatura per evitare una rapida evaporazione, soprattutto nel caso dei rivestimenti e in generale nei getti di grande superficie e di piccolo spessore. Per ridurre il ritiro occorre p proporzionare p opportunamente pp la q quantit di p pasta p presente nel calcestruzzo e non deve essere ostacolato, per evitare nel calcestruzzo possibili fessurazioni; per le costruzioni nelle quali questo libero movimento del calcestruzzo non sia garantito necessario prevedere dei giunti di costruzione. ll rinforzo delle armature con I'aggiunta di una percentuale di esse anche nella zona compressa della sezione, un altro mezzo per ridurre al minimo il fenomeno della fessurazione.Ing. Marco [email protected]

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IL CALCESTRUZZO deformazioni da dilatazione termica

In tutti i corpi ad ogni variazione termica si accompagna una variazione di volume. Lattitudine di ogni corpo a subire variazioni di volume in funzione delle variazioni di temperatura indicata dal coefficiente di dilatazione. dilatazione Il coefficiente di dilatazione del calcestruzzo variabile in funzione della natura degli aggregati e della qualit e quantit del cemento; quello medio non si discosta molto da quello dell'acciaio, 0.012 mm/mC e, questo fatto ha permette laccoppiamento dei due materiali nel cemento armato: risulta necessario prevedere nelle strutture in cemento armato di notevole lunghezza dei dispositivi in grado di permettere il libero sviluppo di queste variazioni dimensionali. Uno dei metodi pi semplici la creazione di un giunto di dilatazione verticale che interrompe per tutta laltezza la continuit delle strutture. strutture Un altro sistema quello di appoggiare la struttura su elementi mobili come rulli (travate dei ponti).


IL CALCESTRUZZO deformazioni elastiche


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IL CALCESTRUZZO deformazioni plastiche


IL CALCESTRUZZO effetti dellambienteLatmosfera lambiente naturale in cui generalmente nascono e vivono le opere in calcestruzzo. Il cls si trova esposto a situazioni mutevoli che possono influenzare le sue caratteristiche, sia allatto della sua preparazione e messa in opera che durante il periodo di stagionatura e successivamente ad opera finita. Le condizioni termoigrometriche (temperatura (temperatura, umidit umidit, presenza di vento) in presenza delle quali il cls indurisce influiscono sullo sviluppo delle resistenze meccaniche e sullentit del ritiro.Ing. Marco [email protected]

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IL CALCESTRUZZO effetti dellambiente

L'acqua ha una notevole importanza nella vita del calcestruzzo: essa interviene nella sua confezione, esercita una notevole influenza nella fase di maturazione e spesso l'elemento con cui si trova in contatto, saltuariamente o permanentemente una volta indurito. Il comportamento del calcestruzzo nei confronti dell'acqua dipende dalla natura dell'acqua stessa e dal momento in cui essa interviene.


IL CALCESTRUZZO effetti dellambienteL'azione aggressiva diretta sui calcestruzzi tende a provocare il disgregamento e a compromettere la loro resistenza meccanica. Si gi detto che il calcestruzzo per resistere a tutte le sollecitazioni deve possedere come condi ione fondamentale, condizione fondamentale una na elevata ele ata compattezza. Questa caratteristica dipende da molti fattori; in effetti la compattezza aumenta col diminuire della quantit di acqua di impasto, aumenta ugualmente con una composizione granulometrica ben studiata dei suoi costituenti, con una posa in opera accurata e con una energica costipazione dei getti Un calcestruzzo che abbia una buona getti. compattezza avr anche una elevata resistenza meccanica ed una grande impermeabilit. L'accrescimento della compattezza legato anche alla quantit del cemento impiegato e alle condizioni in cui avviene il suo indurimento.Ing. Marco [email protected]

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IL CEMENTO ARMATO origini e storia

Un primo tipo di calcestruzzo, avente per legante la pozzolana mista a calce, fu impiegato p g dai romani con il nome di "betunium"; dal nome latino deriva quello di "beton" usato oggi da francesi e tedeschi. Si trattava impiegato di un per conglomerato

fondazioni, per murature di grande spessore e, qualche volta, per riempire i cassettoni delle cupole compresi tra i costoloni di muratura di mattoni disposti secondo i meridiani e i paralleli ovvero per realizzare delle cupole.


IL CEMENTO ARMATO origini e storiaLa cupola del Pantheon a Roma un chiaro esempio dellimpiego di questo conglomerato, al cui interno si ritrovano cocci di laterizio e di altro materiale, in quanto il confezionamento del betunium era anche loccasione per smaltire notevoli t li quantit tit di materiali t i li di risulta. i lt Linserimento Li i t di armature t metalliche t lli h nel l calcestruzzo unoperazione remota perch gi nei conglomerati di epoca romana sono state trovate barre e grate di ferro. Ancora una volta pi aderente alla realt lipotesi di uno smaltimento di materiale di risulta, secondo una prassi che proseguita fino al secolo scorso e si estesa anche ad altre tipologie costruttive.


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IL CEMENTO ARMATO origini e storiaIl cemento armato nacque nella seconda met del XIX secolo, preceduto da circa un secolo di ricerche sui leganti (calce e cemento) iniziate da Smeaton (1756) e da Parker (1796) ai quali si deve la scoperta delle propriet di presa e di indurimento d i calcari dei l i argillosi ill i convenientemente i t t calcinati. l i ti Seguirono S i gli li studi t di di Lesage L (1800) e di Vicat (1818), di cui si impiega ancora oggi lago di Vicat per la misura della consistenza della pasta cementizia, che consentirono il sorgere delle prime fabbriche di cemento a Portland (1824) ed a Boulogne sur Mer (1840). Furono proprio le ricerche e le conoscenze scientifiche sui leganti, seguite dalla produzione industriale del cemento, a permettere lo sviluppo del cemento armato come sistema costruttivo. Il cemento oggi noto come cemento Portland deve il suo nome alla collocazione geografica della prima fabbrica di cemento; oggi sindividua con questo nome un cemento, di origine artificiale come tutti i cementi moderni, con composizione chimica analoga a quella prodotta a Portland mediante la calcinazione dei calcari argillosi della zona.Ing. Marco [email protected]

IL CEMENTO ARMATO origini e storiaSecondo l'opinione pi diffusa l'esempio pi antico di costruzione in cui sia possibile riconoscere principi abbastanza prossimi a quelli dell'odierno cemento armato il canotto eseguito nel 1850 dal francese Lambot e presentato all'Esposizione all Esposizione Universale di Parigi nel 1855. 1855 E E curioso osservare che negli anni 50 vennero riproposti scafi in cemento armato realizzati con spessori ridotti facendo ricorso alle moderne tecniche di vibrazione e compattazione dei getti e alle tecniche per rendere impermeabile il calcestruzzo. Anche questi scafi, come il canotto di Lambot, rimasero al livello sperimentale. Nel 1861 l'ing. Francesco Coignet, nel volume "Bton agglomers appliqus l'art l art de construire" pubblicava i risultati ottenuti sperimentando travi, travi solette e volte nelle quali aveva incorporato profilati di acciaio, primo esempio di applicazione del cemento armato a quello che ne sarebbe divenuto il settore principe: le costruzioni civili.


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IL CEMENTO ARMATO origini e storiaIl maggior contributo allo sviluppo del cemento armato, per, lo si deve al giardiniere parigino Giuseppe Monier il quale brevett nel 1867 il procedimento per costruire vasi in malta di cemento rinforzata con un'ossatura di fili di ferro, primo i vero esempio i di conglomerato l t cementizio ti i rinforzato i f t con armature t metalliche per sopperire allintrinseca debolezza a trazione del materiale. Monier estese, poi, il sistema al campo delle costruzioni vere e proprie depositando una lunga serie di brevetti riguardanti inizialmente la sua attivit, tubi e serbatoi (1868), ma subito dopo anche le costruzioni: solettoni (1869), ponti (1873), scale e volte (1875). In questi brevetti sono contenuti elementi e principi sulla disposizione delle armature i quali, anche se basati su concetti empirici che spesso tradiscono lorigine empirica ed applicativa delle conoscenze del Monier, testimoniano la sua larghezza di vedute e consentono di ritenere che egli sia stato il vero ideatore del cemento armato.


IL CEMENTO ARMATO origini e storiaNonostante i brevetti di Monier arrivino tutti prima del 1875, si dovranno attendere ancora circa 30 anni per assistere alla diffusione senza pi sosta del cemento armato come tecnica costruttiva in quanto i precursori del nuovo mezzo costruttivo t tti cercavano intuitivamente i t iti t di conferire f i al l calcestruzzo l t l la necessaria resistenza a flessione e, pur basandosi sui suggerimenti dell'esperienza, non sempre riuscivano a darne la giustificazione statica. A questo modo riuscivano a ottenere valide soluzioni per specifici problemi, ma non riuscirono a fornire le indicazioni di validit generale necessarie per lapplicazione su vasta scala della nuova tecnologia. Q Quasi i contemporaneamente t t a Monier, M i l'americano l' i T Taddeo dd Hyatt H tt eseguiva i prove su travi armate con ferri piatti; i risultati, pubblicati nel 1877, risultarono assai importanti perch fissarono un accettabile rapporto (n = 20) tra i moduli d'elasticit dell'acciaio e del calcestruzzo e stabilirono l'uguaglianza dei coefficienti di dilatazione termica dei due materiali.Ing. Marco [email protected]

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IL CEMENTO ARMATO origini e storiaNel 1884 i brevetti Monier si diffusero in Germania e, soprattutto per merito dell'ing. Gustav Adolf Wayss e della ditta Freytag, i laboratori e gli ingegneri cominciarono ad interessarsi attivamente del nuovo materiale. Ed proprio alla scuola l tedesca, t d a cui, i per altro, lt risale i l la l pi i tarda t d ma non meno feconda f d scuola italiana, che si deve lorganizzazione sistematica delle conoscenze sul cemento armato, come noi le conosciamo oggi, e la sua applicazione su vasta scala. L'ing. Wayss ed il prof. Bauschinger di Monaco, sulla base di una serie di esperienze sperimentali, fissarono i principi fondamentali del sistema: l'aderenza acciaio-calcestruzzo impone ai due materiali di agire staticamente assieme ed il posizionamento delle armature in prossimit del lembo teso. I risultati furono pubblicati nel 1887 da Wayss nel volume "Das System Monier. Eisengrippe mit Zementumhllung" ed in questa pubblicazione, con enorme anticipo sui tempi, viene gi posto e affrontato il problema della protezione del ferro.Ing. Marco [email protected]

IL CEMENTO ARMATO origini e storiaA partire dalla pubblicazione delle esperienze di Wayss e Bauschinger divenne evidente l'eccezionale importanza tecnica del cemento armato: le ricerche teoriche e sperimentali ne ebbero un impulso che avrebbe fornito la spinta propulsiva l i per i 90 anni i seguenti. ti I primi i i fondamenti f d ti del d l calcolo l l furono f pubblicati da Mattias Knen nel "Zentralblatt der Bauverwaltung" del 1886. Approfondite ricerche teorico-sperimentali furono compiute in Germania anche da Mrsch (cui si deve il fondamentale traliccio di Mrsch, prima ed insuperata intuizione sul funzionamento meccanico interno delle strutture in cemento armato, cui ancora oggi, con opportuni adeguamenti, si richiamano i ricercatori), Back e Kleinloghel (cui siamo tutti debitori di tabelle ancora oggi in uso per il calcolo del cemento armato). Le prime norme sul calcolo e sulla esecuzione delle strutture in cemento armato non a caso furono tedesche e giunsero nel 1904.


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IL CEMENTO ARMATO origini e storiaLa nuova tecnologia si era ormai diffusa in tutta lEuropa centrale, cosicch in questi anni si ritrovano diversi studi eseguiti in tutta Europa: - in Austria lavoravano Neumann, Melan (si ricordino le centine Melan per la costruzione dei ponti) ed Empergher; - in Svizzera si occuparono di cemento armato Richter (che elabor il metodo delle sezioni canoniche o metodo di Richter per la soluzione delle strutture reticolari isostatiche insegnato ancora oggi) e Schle; - negli Stati Uniti, sulla strada indicata da Hyatt, si affermarono i nuovi sistemi costruttivi Ransome e Wilson; - in Italia si ebbero numerose, anche se ignorate, applicazioni nell'ultimo decennio deIl'800; le costruzioni in cemento armato furono pi frequenti in regioni soggette a movimenti tellurici e fu il terremoto di Messina del 1908 a metterne in evidenza la resistenza alle azioni sismiche.Ing. Marco [email protected]

IL CEMENTO ARMATO origini e storia

La Francia continu ad essere un polo di sviluppo della nuova tecnologia: all'Esposizione all Esposizione

Universale di Parigi del 1889 furono presentati i sistemi Bordenave e Cottancin, mentre solo tre anni pi tardi e fino al 1895 pubblic i risultati, basati su un buon rigore scientifico, delle proprie esperienze Edoardo Coignet (figlio di Francesco) e del belga Francesco Hennebique, di formazione pi empirica.


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IL CEMENTO ARMATO origini e storiaNel 1896 si ebbero le prime rilevanti realizzazioni in cemento armato ad opera di Emperger e Thacher che costruirono, col sistema Melan, Melan il primo ponte ad arco secondo uno schema statico introdotto dallo stesso Emperger. Una grande influenza sugli sviluppi delle costruzioni in cemento armato fu esercitata soprattutto in Francia ed in Italia dal belga Francesco Hennebique il quale, con il suo eccezionale intuito statico e con il suo raro senso costruttivo che sopperivano alla sua non profonda preparazione teorica, seppe diffondere un sistema che portava il proprio nome.Ing. Marco [email protected]

IL CEMENTO ARMATO origini e storiaL'inizio del XX secolo segn la grande diffusione del cemento armato in Italia; il merito fu soprattutto della Societ Ing. Porcheddu di Torino che introdusse il sistema Hennebique e costru importanti opere pubbliche. Ad essa va il merito d ll' dell'esecuzone, nel l 1910, 1910 su progetto tt dellintuitivo d lli t iti H Hennebique, bi d l ponte del t Risorgimento di Roma, ponte di oltre 100 m di luce. L'opera, di risonanza mondiale per il suo ardimento, fu oggetto di studio (e di polemiche) per molti anni dopo la sua costruzione in quanto il ponte presenta un diffuso e rilevante stato di fessurazione che si manifest a breve dalla sua costruzione. Linteresse che suscit la costruzione del ponte dovuta in parte allassenza di una rigorosa procedura di calcolo nel procedimento della sua progettazione, e al suo disarmo precoce, pare ordinato da Hennebique a soli due giorni dal getto ed eseguito nottetempo per superare le perplessit dei tecnici che erano coinvolti nellesecuzione dellopera.


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IL CEMENTO ARMATO origini e storiaOggi, a distanza di 90 anni il ponte gode di ottima salute, ma forse proprio per lintervento dei Hennebique che, ordinando un disarmo precoce, da un lato favor la fessurazione della struttura, ma dallaltro favor anche la redistribuzione di t ib i d ll tensioni delle t i i allinterno lli t d ll struttura della t tt verso lassetto l tt statico t ti che ha consentito al ponte di giungere fino a noi pressoch intatto. In Italia le ricerche furono condotte da numerosi studiosi, ma la diffusione della teoria del cemento armato da attribuirsi ai professori Silvio Canevazzi e Camillo Guidi che, con le loro originali ricerche scientifiche, arricchirono le conoscenze del sistema costruttivo. Sostanzialmente, quindi, il cemento armato nato nell'ultimo decennio del secolo scorso con lo scopo di produrre elementi prefabbricati di solai e scale da inserire in costruzioni a prevalente struttura muraria.


IL CEMENTO ARMATO elementi costruttivi


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IL CEMENTO ARMATO calcestruzzoll calcestruzzo indurito una pietra artificiale che si ottiene mescolando insieme, in opportune proporzioni, cemento, aggregati o inerti e acqua, pi eventuali additivi o aggiunte. ll cemento a contatto con I'acqua fa presa e indurisce, legando tra loro gli aggregati in un'unica massa compatta e resistente. ll calcestruzzo va considerato come un materiale formato da due componenti fondamentali: 1. la pasta di cemento (cemento + acqua), che una volta indurita diventa pietra cementizia; 2. gli aggregati. Per reazione con l'acqua, attorno ad ogni granulo di cemento si forma una massa gelatinosa finemente cristallina, detta gel,che si sviluppa con continuit, irrigidendosi. Il processo dura parecchi mesi e la trasformazione avviene gradualmente, dall'esterno all'interno dei granuli di cemento. Naturalmente i grani pi piccoli si trasformano prima. Di fondamentale importanza in questo processo la quantit di acqua impiegata, o meglio il rapporto fra il peso dell'acqua e quello del cemento, detto anche rapporto acqua cemento (A/C).


IL CEMENTO ARMATO calcestruzzoPer rendere lavorabile la pasta e poter aggiungere inerti al fine di ottenere il calcestruzzo, occorre adoperare pi acqua di quella necessaria per I'idratazione; ma necessario limitare al minimo il valore del rapporto acqua/cemento. L'acqua in eccesso forma nella pasta di cemento che ha fatto presa (e cio nella pietra cementizia), dei pori capillari tanto pi grandi quanto maggiore il suddetto rapporto. Pertanto aumentano il suo ritiro e I'assorbimento di acqua.


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IL CEMENTO ARMATO calcestruzzo

resistenza di alcuni tipi di cemento al variare del tempo


IL CEMENTO ARMATO calcestruzzoI cementi sono forniti in sacchi da 50 kg, oppure alla rinfusa in appositi contenitori. La legge prescrive che venga indicata la cementeria produttrice, la classe del cemento e quindi la sua resistenza minima dopo 28 giorni. Sul posto di lavoro il cemento deve essere sempre protetto contro I 'umidit.

Se fornito in sacchi questi non vanno mai tenuti all'aperto, ma conservati all'aperto conser ati in ambienti asciutti asci tti e chiusi, chi si lasciando sempre delle intercapedini fra piano di appoggio e terreno. Se consegnato sfuso, il cemento deve essere conservato in appositi silos. ll cemento che presenta grumi non facilmente friabili con le dita da ritenersi degradato.Ing. Marco [email protected]

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IL CEMENTO ARMATO gli aggregatiGli aggregati che si impiegano per i calcestruzzi ordinari sono costituiti da: - ghiaie o sabbie alluvionali estratte da letti di fiume o da cave - pietrischi e sabbie provenienti dalla frantumazione di rocce. In genere gli I li aggregati ti comuni i hanno h una resistenza i t superiore i a quella ll della d ll pasta t di cemento; necessario per che la resistenza sia uniforme, e cio che siano assenti gli elementi friabili, e anche quelli di forma appiattita. Perch il calcestruzzo sia durabile anche necessario che gli aggregati non siano gelivi, cio molto porosi. Un semplice esame visivo pu talvolta fornire un'idea della qualit dell'aggregato: si osserva in particolare la forma e lo stato superficiale dei granuli (forma arrotondata e superficie compatta e non alterata). Gli aggregati devono essere puliti, perch le impurit influiscono negativamente sulla resistenza del calcestruzzo e possono provocare sfioriture, sfioriture rigonfiamenti, rigonfiamenti fessurazioni. fessurazioni Le impurit pi comuni sono il limo, I'argilla, le materie organiche, i terreni vegetali, i residui di carbone etc ll mezzo pi semplice ed immediato per accertarsi se I'aggregato pulito ancora quello visivo. In particolare si pu prendere in mano un pugno di sabbia e strofinarla un po'; se il palmo della mano resta pulito, si pu ritenere accettabile il materiale.Ing. Marco [email protected]

IL CEMENTO ARMATO lacqua

L'acqua da impiegare nella confezione del calcestruzzo deve essere sufficientemente pura e non deve contenere apprezzabili quantit di sostanze nocive, quali limi, argille, humus, acidi organici, alcali e sali. Se disponibile, I'acqua d 'impasto pi sicura quella potabile: altrimenti occorre analizzare chimicamente quella che si intende impiegare in modo da accertarne l'idoneit. Il semplice odore e colore non sono criteri sufficienti per giudicare della sua qualit. Sono comunque da scartare le acque di rifiuto, quelle provenienti da fabbriche chimiche in genere, da aziende di prodotti alimentari, da concerie e da altre aziende industriali: particolarmente dannosa la presenza di residui grassi, oleosi e zuccherini, perch anche piccole tracce di queste sostanze possono disturbare la presa e I'indurimento del calcestruzzo. L'acqua di mare pur non essendo consigliabile pu tuttavia essere usata in particolari casi in cui non sia disponibile quella dolce.


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IL CEMENTO ARMATO gli additivi

Oltre ai componenti normali (cemento, aggregati, acqua), si usano spesso dei prodotti chimici come additivi alla miscela. Gli additivi hanno lo scopo di migliorare certe prerogative del calcestruzzo, ad esempio i fluidificanti e superfluidificanti migliorano la lavorabilit degli impasti senza aumentare la quantit di acqua richiesta. Ci sono poi additivi che ritardano la presa del cemento oppure I'accelerano; additivi che introducono laria, migliorando cos la resistenza al gelo, e quelli che conferiscono qualit impermeabilizzanti. L'uso degli additivi deve essere fatto con attenzione seguendo le istruzioni del fornitore. Un uso non corretto, specie nella quantit pu dare effetti secondari negativi.


IL CEMENTO ARMATO composizione delle miscele

Deve accadere che ogni granulo di aggregato risulti avvolto dalla pasta, e che tra un grano e l'altro non rimangano vuoti, o comunque che siano i pi piccoli possibili. L'aggregato deve essere composto da grani di dimensione assortita, secondo una composizione granulometrica scelta in modo appropriato.


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Ideale sarebbe avere un aggregato diviso in 4 frazioni granulometriche: tra 0 e 1 mm, tra 1 mm e 4 mm, tra 4 e 16 mm e tra 16 e 40 mm. Cos si otterrebbe rapidamente una distribuzione granulometrica soddisfacente prendendo ad esempio: il 15% della frazione 0 - 1 mm; il 15% della frazione 1 - 4 mm; il 35% della frazione 4 -16 mm; il 35% della frazione 16 40 mmIng. Marco [email protected]



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IL CEMENTO ARMATO composizione delle misceleuna volta definite le caratteristiche dei materiali componenti, si tratta di stabilire in quali proporzioni devono essere mescolati tra loro per ottenere un impasto che abbia: 1. adeguata LAVORABILITA allo stato fresco 2. necessaria RESISTENZA allo stato indurito La LAVORABILITA LAVORABILITA l lattitudine attitudine del calcestruzzo fresco ad essere manipolato e messo in opera; questa caratteristica misurata attraverso la consistenza dellimpasto fresco, cio il suo grado di fluidit. La RESISTENZA determinata sostanzialmente dalla resistenza della pasta che lelemento pi debole.




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IL CEMENTO ARMATO armatura metallicaLe armature metalliche per cemento armato hanno la forma di barre di acciaio tonde, dette anche tondini. I diametri delle barre variano da 5 a 26 mm, mentre le lunghezze commerciali raggiungono i 12-15 m. Gli acciaio utilizzati tili ati per la produzione prod ione delle barre possono essere suddivisi in: - Acciai dolci laminati a caldo, particolari trattamenti successivi senza

- Acciai incruditi a freddo, sottoposti a trattamenti speciali a freddo per raggiungere una maggiore resistenza e una minore deformazione a rottura - Acciai speciali, che vengono temperati o rinvenuti Per la confezione delle barre si impiegano acciai unificati la cui designazione fatta col simbolo Fe seguito dalla lettera B e dal valore del carico unitario di snervamento a trazione (FeB 44)Ing. Marco [email protected]

IL CEMENTO ARMATO armatura metallica


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Le armature nelle strutture in c.a. devono essere poste nelle posizioni in cui richiesta una resistenza agli sforzi di trazioni (resistenza che il cls non in grado di fornire). Visto che gli elementi strutturali sono soggetti a sollecitazioni composte e variabili la disposizione delle barre dovr seguire la variazione delle stesse sollecitazioni. In pi si deve tener conto di alcuni fattori, quali: 1. Attraverso le barre dovr passare il getto del cls e gli strumenti per il suo costipamento 2. Le barre dovranno essere protette verso lesterno da un adeguato spessore di cls 3. Le 3 L barre b d dovranno costituire i i unarmatura continua i con una solida lid aderenza d alla massa del cls



La distanza libera tra le barre deve essere uguale al maggiore tra i valori: a). 2 cm b). 1 volta il diametro del cerchio circoscritto alla maggiore barra adiacente c). 1.2 volte il diametro massimo dellaggregato


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IL CEMENTO ARMATO armatura metallicaPer assicurare un adeguata durabilit alle strutture in c.a. necessario che tutte le barre metalliche siano ricoperte da uno strato di calcestruzzo. La superficie dell'armatura resistente deve cio scostarsi dalla faccia esterna del getto, di una quantit variabile a seconda dei casi. Per le strutture comuni, travi e pilastri, il p , copriferro, p ,p pu variare da 2 a 5 cm. ll valore p pi basso vale nel caso di ricoprimento, strutture che si trovano in ambiente poco aggressivo (ad esempio nell'interno dei fabbricati), il valore pi alto per ambienti molto aggressivi con presenza di liquidi o gas corrosivi (acque pure, salmastre, gas o terreni corrosivi). Nel caso di strutture a sezione sottile, come ad esempio solette, diaframmi, elementi prefabbricati, il copriferro pu diminuire fino a 1 2 cm.


IL CEMENTO ARMATO armatura metallicaI disegni di progetto per una struttura in c.a. comprendono tutte le istruzioni relative ai ferri di armatura: posizioni, forma, lunghezza e peso. La rappresentazione viene fatta indicando con una linea sottile il profilo della struttura finita e allinterno di essa con linee marcate i ferri di armatura, andando poi a corredare il tutto con i disegni dei particolari. Tutte le informazioni precedenti vengono poi riassunte in una tavola detta distinta dei ferri.


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IL CEMENTO ARMATO armatura metallicaLe operazioni necessarie alla lavorazione delle barre metalliche consistono essenzialmente nella preparazione i d ll barre delle b di itt diritte con la lunghezza totale richiesta, e nella piegatura delle barre stesse per ottenere la sagomatura prevista nel progetto. Queste operazioni possono essere fatte in cantiere usando semplici attrezzature come le cesoie per il taglio, taglio ed un bancone con piastra ed attrezzo piegaferri; le stesse operazioni possono per essere affidate a macchine pi o meno automatiche.Ing. Marco [email protected]

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IL CEMENTO ARMATO armatura metallicaPer costruire la gabbia di un pilastro si dispongono su cavalletti le barre longitudinali esterne, su queste si infilano poi le staffe e quindi ad esse si appendono le altre barre longitudinali Si eseguono poi le quattro longitudinali. legature di ogni staffa, facendo ruotare nelle staffe successive la posizione degli uncini, in modo che questi punti deboli non vengano a trovarsi tutti nella stessa direzione. Le legature sono fatte con filo di ferro cotto passato attorno alle barre da legare e poi stretto con tenaglie o con speciale attrezzo. Per una legatura g rapida p si usano anche dei monconi di acciaio, appositamente sagomati. Con lo stesso sistema si possono montare le gabbie di travi o di altri elementi pi complessi.




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IL CEMENTO ARMATO carpenteriaLesecuzione di una struttura in cemento armato passa attraverso 4 fasi principali: 1. Costruzione delle casseforme 2. Preparazione e posa in opera delle armature metalliche 3. Getto del calcestruzzo 4. Disarmo delle casseforme La preparazione dei casseri unoperazione lunga e importante. La loro funzione quella di conformare il getto secondo la dimensione e forma prevista e di controllarne la stabilit nella posizione corretta. La cassaforma non solo uno stampo, ma anche una struttura provvisoria che deve sopportare il proprio peso, quello ll del d l getto tt ed d altri lt i carichi i hi accidentali id t li durante d t il lavoro l ( (persone, materiali). t i li ) Devono quindi essere rigide e resistenti ai carichi costruttivi, stabili per mantenere la loro posizione fino al disarmo e possibilmente recuperabili. Tradizionalmente le casseforme vengono realizzate in legno, ma per un affinamento delle tecniche costruttive ed una richiesta di rilievo sempre maggiore per una finitura a vista delle strutture, sono stati affiancati altri materiali come il metallo e la plastica.Ing. Marco [email protected]

IL CEMENTO ARMATO carpenteria


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IL CEMENTO ARMATO tracciato delle opere


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IL CEMENTO ARMATO tracciato delle opereLa superficie del suolo, sul quale dovr sorgere la costruzione, generalmente irregolare. Ledificio, invece, nasce e si sviluppa secondo piani orizzontali: - il piano di appoggio delle fondazioni sul terreno; - il piano di appoggio della costruzione sulle fondazioni, o piano di spiccato; - tutti gli altri piani che dividono orizzontalmente la costruzione. Il primo lavoro da compiere quello del tracciamento sul terreno della pianta dell'edificio, e precisamente della pianta delle fondazioni, dato che esse costituiscono il basamento della costruzione. Si tratta quindi di riportare la pianta delle fondazioni sul terreno nella grandezza reale. Questo tracciato verr fatto su un piano orizzontale, e, precisamente sul piano di spiccato, perch da esso si inizier lo scavo di fondazione. fondazione Nel caso dell dell'edificio edificio preso in esame, esame il piano di spiccato pi basso del piano di campagna, ossia del terreno originario, poich la costruzione parzialmente interrata. Allora bisogner fare il tracciamento, prima sul piano di campagna, quindi, dopo aver eseguito lo scavo di sbancamento, si proietter il tracciato sul piano di spiccato. Si avr cos, su questo piano, la pianta della fondazione e sar possibile passare poi alla sua realizzazione.Ing. Marco [email protected]



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IL CEMENTO ARMATO principi staticiIl cemento armato un materiale nato dall'accoppiamento tra il conglomerato e cementizio e le armature metalliche, pertanto si dovrebbe pi propriamente chiamare calcestruzzo armato. Questo abbinamento sfrutta le prerogative dei due componenti: l lelevata elevata resistenza a compressione del conglomerato e la grande resistenza a trazione dell'acciaio, le riunisce per dar luogo ad un materiale versatile con elevate caratteristiche meccaniche. Il cemento armato ha modificato gli schemi statici ed architettonici delle costruzioni attuali: I'architettura del passato era infatti basata quasi esclusivamente sull'uso degli archi e delle volte, la cui forma geometrica era tale che i carichi creavano soltanto sollecitazioni di compressione. Quando si usavano strutture orizzontali, le possibilit erano fortemente limitate dalla scarsa resistenza alla flessione della pietra e del legno e dalle limitate dimensioni raggiungibili (si pensi alle capriate composte in legno). ll cemento armato ha permesso di superare questi limiti, potendo assorbire qualunque tipo di sollecitazione e consentendo quindi l'adozione di tutti gli schemi statici pi originali, di conseguenza la creazione di forme architettoniche nuove.Ing. Marco [email protected]

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IL CEMENTO ARMATO principi statici

L'accoppiamento dei due materiali reso possibile dalle seguenti circostanze: - tra ferro e calcestruzzo esiste una adesione molto elevata; - al variare della temperatura i due materiali si dilatano, dilatano o si restringono, restringono della stessa quantit (coefficiente di dilatazione termica simile); - Il ferro immerso nel calcestruzzo non arrugginisce. ll criterio fondamentale secondo il quale viene eseguito l'accoppiamento tra ferro e calcestruzzo, quello di considerare le loro singole capacit di resistenza, e di affidare ad ognuno dei due un compito adatto. ll calcestruzzo resiste bene a compressione, male a trazione; il ferro invece resiste bene sia a compressione che a trazione. Ne consegue g che al calcestruzzo viene affidato il compito p di resistere agli sforzi di compressione, mentre al ferro affidato quello di assorbire gli sforzi di trazione. ll ferro pertanto non distribuito uniformemente nella massa ma viene concentrato nelle zone tese delle zone degli elementi costruttivi.




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Le parti che normalmente formano una struttura in cemento armato sono: - gli li elementi l ti verticali, ti li o pilastri - gli elementi orizzontali, travi - gli elementi orizzontali con grande sviluppo di superficie, solette - gli elementi di collegamento verticale, scale


IL CEMENTO ARMATO principi staticiPILASTRI I pilastri sono destinati a sopportare dei carichi verticali, che comprendono: - i carichi permanenti di tutte le strutture che gravano sul pilastro (1-2), (1 2) - i sovraccarichi delle travi e solai che si appoggiano su di esso, sia direttamente che tramite le travi dei piani superiori (3). I carichi sul pilastro possono essere centrati, oppure non centrati, eccentrici.


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Armature dei pilastri: PILASTRI QUADRATI E RETTANGOLARI: armatura longitudinale minima 4 ferri

PILASTRI A SEZONE CIRCOLARE: armatura longitudinale minima 6 ferri

Diametro minimo dellarmatura dell armatura longitudinale: 12 mm Staffatura: diametro minimo 6 mm, passo minore di 15 volte il diametro dei ferri e comunque mai oltre i 25 cm.


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IL CEMENTO ARMATO principi staticiTRAVI

TRAVI APPOGGIATEIng. Marco [email protected]

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TRAVI INCASTRATE


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IL CEMENTO ARMATO principi staticiTRAVI CONTINUE



Villa Savoye Le Corbusier (Poissy-Parigi 1929/1931)


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IL CEMENTO ARMATO Le strutture portanti

Il termine STRUTTURA indica linsieme complesso delle unit tecnologiche e degli elementi tecnici appartenenti al sistema edilizio che assolvono alle funzioni di sostenere l ledificio edificio e di ripartire i carichi che l ledificio edificio deve sopportare: carichi di esercizio e carichi accidentali. La struttura portante costituisce il sistema complesso entro cui si configurano le unit ambientali ed i collegamenti, delimita orizzontalmente e predispone verticalmente alla ripartizione di superfici e volumi. La struttura portante pu essere realizzata con elementi bidimensionali, tradizionalmente costituiti da setti murari e solai, solai oppure con elementi lineari (telai di pilastri e travi) oppure con elementi tridimensionali dati da pi elementi piani solidali tra loro, magari con luso di superfici curve.


IL CEMENTO ARMATO Le strutture portantiLa struttura portante a telaio viene generalmente nascosta dalle pareti esterne per realizzare la continuit dellinvolucro architettonico, ma pu anche essere lasciata a vista, facendo pareti arretrate rispetto al filo fisso dei solai o con luso di pareti trasparenti. In ogni caso le strutture portanti devono essere protette dagli agenti atmosferici aggressivi per preservarne le caratteristiche statiche ed evitare deterioramenti alle altre parti della costruzione.


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UNIVERSIT DI PISA Facolt di IngegneriaCorso di Laurea in Ingegneria Civile, dellAmbiente e del Territorio

Il Calcestruzzo C l t Armato A tStrutture di Fondazione


IL CEMENTO ARMATO Strutture di fondazione

La STRUTTURA DI FONDAZIONE viene definita come linsieme degli elementi tecnici del sistema edilizio che ha la funzione di trasmettere i carichi permanenti ed i carichi accidentali delledificio al terreno sottostante. La configurazione dipende dalle caratteristiche geologiche-geotecniche del suolo su cui insiste. Il dimensionamento, la geometria e la realizzazione delle strutture di fondazione sono stati spesso oggetto di non adeguata considerazione da parte dei progettisti. Costituiscono una parte non visibile dell delledificio edificio, ma la scelta corretta del sistema fondale, il suo dimensionamento e la progettazione degli elementi tecnici principali e di protezione si riflettono nelle prestazioni non solo di carattere statico, ma anche di comfort e di durabilit nel tempo.


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Un'opera edilizia poggia sul terreno attraverso le fondazioni che ne costituiscono pertanto il basamento. La funzione essenziale delle fondazioni quella di assorbire i carichi della costruzione e di trasmetterli al terreno, ripartendoli su una determinata superficie, in modo tale che il terreno stesso possa sopportarli.


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IL CEMENTO ARMATO Strutture di fondazioneQuali carichi si possono trasmettere ai terreni di una fondazione? Dipende dalla natura dei terreni stessi, e quindi dalla loro resistenza o capacit di sopportare i carichi stabilmente. Se in teoria il terreno sopporta un n carico limite di x kg/cmq, kg/cmq la fondazione fonda ione sar progettata in modo da garantire un certo margine di sicurezza, per cui il carico effettivamente trasmesso al terreno dalla fondazione sar notevolmente minore di quello limite. Nell'elenco seguente vengono indicati, per alcuni tipi di terreni, i carichi ammissibili, cio quelli che si possono effettivamente trasmettere tramite le fondazioni.


IL CEMENTO ARMATO Strutture di fondazioneIl sottodimensionamento delle strutture di fondazione (insufficiente area resistente) invece frequentemente la causa di piccoli e grandi dissesti: problemi alle pavimentazioni, fessurazioni sui prospetti FORMA DIMENSIONI Sono funzione dei carichi, della natura del terreno e della struttura di elevazione

La definizione del piano di imposta delle fondazioni viene stabilita per raggiungere, se possibile, lo strato di terreno con portanza idonea: il volume ricavato entroterra consente inoltre la realizzazione di vani utili alla funzionalit del fabbricato, come autorimesse o locali impiantistici. Gli scavi del terreno superficiale, che precedono lesecuzione del getto del magrone, del posizionamento delle armature e del getto del calcestruzzo, spesso costituiscono la sagoma di contenimento del getto stesso.


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IL CEMENTO ARMATO Strutture di fondazioneA seconda dellinterazione terreno-struttura: - Strutture di fondazione dirette: quando lunit tecnologica fondale a diretto contatto con il terreno (pi magrone) - Strutture di fondazione indirette: quando a causa di uninsufficiente portanza del terreno superficiale necessari ricorrere a pali, tiranti o altro per garantire le condizioni di stabilit e sicurezza

Dal punto di vista morfologico: - fondazioni continue: costituite da elementi di forma lineare come travi rovesce o da ununica superficie resistente come platea - fondazioni discontinue: costituite da parallelepipedi massicci (plinti) su cui spiccano le strutture di elevazione puntuali


IL CEMENTO ARMATO Fondazioni superficiali o dirette

Le fondazioni superficiali, o dirette, sono le strutture pi economiche e vengono adottate ogni volta che il terreno, alla quota di imposta desiderata, presenta valori di portanza soddisfacenti. soddisfacenti A seconda della tipologia di struttura di elevazione e delle caratteristiche meccaniche del terreno, si possono realizzare strutture di fondazione discontinue o continue: 1. discontinue: terreno con valori di portanza omogenei e strutture di elevazione puntiformi 2. Continue: ledificio potr insistere su una superficie continua in grado di ripartire omogeneamente il carico sul terreno


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Fondazioni superficiali discontinue PLINTI

Le fondazioni superficiali continue vengono realizzate con elementi tecnici puntuali detti PLINTI. Esse vengono utilizzate quanto le strutture in elevazione sono del tipo a telaio. telaio I plinti vengono collocati con il baricentro sulla risultante verticale delle forze trasmesse dai pilastri per consentire la uniforme ripartizione dei carichi delledificio trasmessi al piano di posa. La funzione del plinto quella di distribuire il carico su unimpronta maggiore onde evitare lo sprofondamento nel terreno dei pilastri di elevazione. Normalmente il plinto un elemento rigido a forma di dado, un tempo veniva fatto in muratura o a pozzo con collegamento ad arcata rovescia. Attualmente si realizza in calcestruzzo armato o non armato a seconda che sia fatto lavorare a flessione o meno.


IL CEMENTO ARMATO fondazioni dirette a plintoPLINTI PARALLELEPIPEDI: di grande rapidit esecutiva nella formazione delle carpenterie e nella esecuzione dei getti ma con maggior utilizzo di armature per ovviare alle sollecitazioni di taglio che vengono a crearsi. PLINTI TRONCO TRONCO-PIRAMIDALI PIRAMIDALI: di minore rapidit nell nellesecuzione esecuzione sia delle carpenterie che dei getti (su piano inclinato) ma con minore impiego di ferro per luso di una sezione ottimizzata.


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Fondazioni superficiali discontinue PLINTI1. pilastro 2. ferri di ripresa 3. armatura del pilastro 4. plinto 5. armatura del plinto 6. magrone

Le fondazioni in genere non devono poggiare direttamente sul terreno perch le armature si potrebbero ossidare. ossidare Viene realizzato uno strato di calcestruzzo a basso contenuto di cemento detto MAGRONE, di spessore variabile da 5 a 10 cm, il cui compito quello di fornire la base livellata di appoggio alle strutture di fondazione ed evitare il contatto diretto delle armature con il terreno, nonch la permeazione di umidit di risalita.



plinto alto e rigido


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plinto bassi e flessibili


Fondazioni superficiali discontinue PLINTINella realizzazione di strutture lineari prefabbricate frequente luso di plinti prefabbricati realizzati in stabilimento con casseforme reimpiegabili p g in acciaio. Lo stampo capovolto in modo da facilitare linserimento dellarmatura e lesecuzione del getto, semplificando e standardizzando tutte le operazioni. Il posizionamento del pilastro sul plinto avviene mediante un apposito alloggiamento alloggiamento, chiamato bicchiere, entro il quale il pilastro viene posizionato, centrato e messo in piombo. In seguito si esegue il getto integrativo che consente la continuit strutturale.Ing. Marco [email protected]

plinto prefabbricato a bicchiere

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plinto in calcestruzzo gettato in opera a bicchiereIng. Marco [email protected]


plinto in calcestruzzo prefabbricato in opera a bicchiereIng. Marco [email protected]

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I criteri di progettazione antisismica impongono che i plinti vengano collegati in testa da cordoli, vere e proprie travi di collegamento che consentono un maggior irrigidimento della fondazione evitando sforzi puntuali dovuti a cedimenti differenziali. Le travi di collegamento possono servire per lappoggio delle pareti perimetrali (travi porta muro) e del solaio a terra.Ing. Marco [email protected]


Plinto di fondazione con integrato tubolare di piombatura per il successivo posizionamento del pilastro prefabbricatoIng. Marco [email protected]

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Plinto di fondazione con integrato tubolare di piombatura per il successivo posizionamento del pilastro prefabbricatoIng. Marco [email protected]


Alloggiamento del pilastro prefabbricato su trespolo di fondazione annegato nella platea; centraggio del pilastro attraverso il tubolare di piombatura e posizionamento dei ferri di collegamentoIng. Marco [email protected]

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Nel caso di strutture in elevazione realizzare in acciaio, il profilo nella parte inferiore di appoggio al plinto, viene saldato ad una piastra orizzontale forata che funge da piastra p ast a d di ripartizione pa t o e de del ca carico co c che e pu esse essere e irrigidita g d ta da a alette ette laterali. ate a Si fissa con una serie di barre di ancoraggio o tirafondi che vengono annegate nel getto. I tirafondi sono costituiti da barre piegate ad uncino nella parte inferiore e filettare nella parte superiore emergente dalla fondazione e sono posizionati con estrema precisione prima del getto mediante una dima di posizionamento. Alla fine il posizionamento del pilastro avviene tramite bulloni e rondelle che ne consentono la messa a piombo lasciando il pilastro sollevato di 2-3 cm dal plinto. La continuit strutturale viene assicurata attraverso la realizzazione di un getto integrativo con malta espansiva.


Fondazioni superficiali discontinue PLINTIPosizionamento dei ferri di fondazione e delle piastre con tirafondi nel plinto di calcestruzzo l t


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Dettaglio delle armature di fondazione e della piastra con tirafondi



Piastra con tirafondi nel plinto di calcestruzzo dopo il getto


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Fondazioni superficiali continue TRAVE ROVESCIA

Le fondazioni continue sono caratterizzate da una doppia funzionalit: aumentano la superficie resistente sul terreno e collegano le strutture di elevazione sovrastanti. Sono utilizzate sia con strutture portanti puntiformi che con strutture di elevazione a pareti portanti. Le fondazioni a cordoli o a travi rovesce sono caratterizzate dallessere un vero e proprio allargamento della sezione trasversale terminale della struttura, dimensionata in base ai carichi da ripartire sul terreno, alle sue caratteristiche meccaniche.


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I cordoli di fondazione si usano prevalentemente per murature portanti: hanno la funzione di ripartire i carichi in maniera omogenea sul terreno, essendo trascurabili le sollecitazioni a flessione ed essendo invece determinanti quelle di compressione reciproche tra fondazione e terreno. Le fondazioni a trave rovescia ripartiscono sulla superficie di appoggio i carichi trasmessi dalle strutture sovrastanti ribaltando la distribuzione delle tensioni al suo interno rispetto a quanto succede nelle travi in elevazione. In funzione delle sollecitazioni e delle eventuali eccentricit dei pilastri o dei setti superiori si possono avere sezioni semplici a parallelepipedo, a T rovesciata o a L.




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IL CEMENTO ARMATO fondazioni dirette a trave rovesciaLa fondazione a trave rovescia un altro tipo di fondazione continua, realizzata per in costruzioni a pilastri. Si tratta in pratica di un allungamento dei plinti fino a congiungerli tra loro Questo avviene quando i pilastri loro. trasmettono carichi notevoli e si trovano a distanza ravvicinata, in presenza di terreni non sufficientemente resistenti: la fondazione continua offre una superficie di appoggio maggiore ed assicura una pi uniforme resistenza della base. In questo tipo di fondazione si realizza cos una specie di trave armata, che viene detta rovescia perch funziona al contrario di una comune trave della costruzione; nella fondazione infatti i carichi vengono dal basso, per effetto della reazione del terreno. La forma della sezione pu essere in questo caso troncopiramidale, o a T, o una combinazione delle due.Ing. Marco [email protected]

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IL CEMENTO ARMATO fondazioni dirette a trave rovescia




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IL CEMENTO ARMATO fondazioni dirette a trave rovesciaCome per i plinti si deve preparare con cura il livello fondale. Sia le travi rovesce che i cordoli di fondazione non poggiano direttamente sul terreno ma su uno strato di calcestruzzo a basso contenuto di cemento (circa 150 kg ( gp per m3 di impasto) detto magrone il cui compito quello di fornire la base livellata di appoggio alle sovrastanti strutture di fondazione, evitando il contatto diretto delle armature con il terreno e limitare anche la permeazione di umidit di risalita.Ing. Marco [email protected]



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IL CEMENTO ARMATO fondazioni dirette a cordoloLa fondazione a cordolo una fondazione continua, che si realizza quando anche la struttura verticale che trasmette i carichi continua, come ad esempio una muratura. Il cordolo ha in genere una sezione rettangolare, con larghezza leggermente maggiore della muratura sovrastante; in questo caso possibile usare calcestruzzo non armato. Se occorre allargare maggiormente la base, si pu usare una sezione trapezoidale, con angolo di base di almeno 60. In questo modo il calcestruzzo non armato sollecitato quasi esclusivamente a compressione, come nel caso della sezione rettangolare. La fondazione a cordolo si estende naturalmente per tutta la lunghezza dei muri in elevazione, dei quali costituisce I'appoggio.Ing. Marco [email protected]

IL CEMENTO ARMATO fondazioni dirette a plateaLa fondazione a platea una fondazione continua che si allarga a comprendere tutta I'area occupata dalla costruzione. La sua adozione diviene necessaria e conveniente 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. La platea generalmente costruita in cemento armato; si pu evitare l'armatura solo se lo spessore molto elevato. Al contrario, diminuendo lo spessore della base, necessario costruire delle nervature di rinforzo alla base dei pilastri o dei muri della costruzione. Ormai per lo pi prassi degli strutturisti preferire fondazioni a platea per le maggiori garanzie di omogeneit di comportamento della fondazione evitando cos cedimenti differenziali nelle strutture di elevazione. In pi si deve considerare la facilit della messa in opera della platea che non necessita di alcuna operazione di carpenteria (non ci sono da formare ali o parti inclinate), e questo anche se il consumo di calcestruzzo e di ferro notevolmente superiore.Ing. Marco [email protected]

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IL CEMENTO ARMATO fondazioni dirette a platea


IL CEMENTO ARMATO fondazioni dirette a plateaLe platee di fondazione hanno uno spessore tra i 40 e gli 80 cm. Se si vuole evitare uno spessore consistente o nel caso in cui si avessero carichi particolarmente elevati, si possono predisporre delle nervature di irrigidimento in corrispondenza delle strutture portanti. p Le platee nervate costituiscono un vero e proprio reticolo di travi rovesce e consentono di diminuire lo spessore della soletta. Saranno realizzate o allestradosso della soletta (predisponendo scavi obbligati per le trincee) o allintradosso tramite uso di casseri per i getti.Ing. Marco [email protected]

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Nella fase iniziale di preparazione del piano di posa si esegue lo sbancamento e il livellamento del terreno mediante luso di mezzi meccanici di movimentazione delle terre, come bulldozer, pale meccaniche o bobcat.Ing. Marco [email protected]


Spianato il terreno ed eseguita la profilatura dei bordi di scavo si realizza il primo getto del magrone per rendere regolare il piano di posa realizzando lo strato di interposizione tra terreno ed armature prima dei getti.Ing. Marco [email protected]

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Solo dopo la maturazione del magrone si provvede al posizionamento delle carpenterie e delle armature utilizzando reti elettrosaldate e gabbie di barre di acciaio.Ing. Marco [email protected]


Si provvede al posizionamento degli scarichi dei bagni e delle cucine e tutte le canalizzazioni passanti per le utilit impiantistiche.Ing. Marco [email protected]

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Alla fine si procede con il getto della platea e la sua costipazione attraverso la vibratura.Ing. Marco [email protected]


Si tolgono i casseri di sponda, si posiziona il tessuto non tessuto eseguendo le opere di drenaggio con ghiaia di fiume di varia granulometria.Ing. Marco [email protected]

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Grazie alle propriet del calcestruzzo si pu procedere ai getti sia delle fondazioni che delle strutture in elevazione in momenti successive, garantendo attraverso i ferri di ripresa che vengono lasciati in attesa, la continuit strutturale finale.


IL CEMENTO ARMATO fondazioni indirette o profonde

Sono quelle che non raggiungono il terreno con buone caratteristiche meccaniche direttamente, ma mediante l'interposizione di altri elementi: ci avviene i quando d il terreno t capace di resistere i t ai i carichi i hi della d ll costruzione t i si i trova a profondit 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 pi profondi di terreno; queste strutture sono normalmente costituite da pali.


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IL CEMENTO ARMATO fondazioni indirette su pali

Quando i pali vengono realizzati fino a raggiungere in profondit un terreno pi consistente, i carichi vengono trasmessi a quest'ultimo tramite i pali stessi che lavorano quindi di punta; inoltre una certa resistenza viene offerta anche d ll' tt it dei dall'attrito d i pali li con il terreno, t l lungo l superficie la fi i di contatto. t tt Quando Q d difficile o impossibile raggiungere uno strato con caratteristiche meccaniche adatte, la resistenza ai carichi viene affidata esclusivamente all'attrito paliterreno; in questi casi i pali stessi vengono detti sospesi o galleggianti. Per quanto riguarda la tecnica esecutiva, i pali possono essere suddivisi in: - Pali infissi - Pali gettati in opera.




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Pali infissi: Sono pali prefabbricati e quindi infissi nel terreno mediante battitura. Si possono distinguere in: - pali in cemento armato vibrato: possono avere sezione piena oppure cava, di forma circolare, quadrata o poligonale; - pali in cemento armato centrifugato, con sezione circolare cava, e diametro costante oppure variabile lungo l'asse longitudinale; - pali in cemento armato precompresso: hanno sezione e forma come i precedenti; p ; il calcestruzzo p pu essere vibrato o centrifugato; g ; - pali giuntati, costruiti in due o pi elementi da unire in opera



Pali gettati in opera Questi pali possono essere eseguiti con sistemi diversi, che si distinguono fra l loro per il tipo ti di attrezzature tt t usate t e per i procedimenti di ti in i esecuzione. i P li a Pali cassaforma recuperabile: sono caratterizzati dall'impiego di un tubo-forma metallico entro il quale si getta il calcestruzzo. Il tubo, che viene in seguito recuperato, si infigge nel terreno a mezzo di un vibratore applicato alla sommit del tubo, oppure con altri mezzi, come battipalo, morsa giratubi, etc... Dopo l'infissione, si asporta il terreno che riempie il tubo, mediante utensili appropriati, come benne, sonde. Quindi si inserisce l'armatura metallica t lli e poi i si i procede d alla ll immissione i i i d l calcestruzzo del l t a mezzo di un tubo di getto.


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Il Calcestruzzo Armato

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