Casa a Minusio (TI)

Architetto: Silvia e Reto Gmür, Basilea (BS) Controventatura: struttura a pareti in c.a. Ingegnere: Dr. Lüchinger + Meyer, Zurigo (ZH) Zona sismica: Z1 (sismicità bassa, a_gd = 0,06g) Comittente: Silvia Gmür Classe d'uso: I

Località: Minusio, Canton

Ticino (TI) ^{Categoria suolo: E}

Date: progetto e realizzazione 2007-2011

Fattore di struttura: q = 2 (struttura non duttile)

Vista esterna complessiva del lato nord Sezione e pianta schematiche della struttura

Piramide d'appoggio dritta sul lato nord Piramide d'appoggio rovescia sul lato sud

Questa casa realizzata a Minusio, località sulla sponda settentrionale del Lago Maggiore prossima a Locarno, si è aggiudicata una menzione speciale nell'ambito del premio Architekturpreis Beton 13 promosso dalla Betonsuisse. La residenza, meglio nota come casa ai Pozzi, è stata edificata su di un lotto di forma triangolare situato lungo un pendio. La pendenza del terreno è stata sfruttata per ricavare gli accesi ed i giardini autonomi, posti a quote differenti, delle due abitazioni indipendenti (Figura 3.22). Due vasche d'acqua naturale, tra loro collegate mediante uno scarico che realizza una piccola cascata, ed una passerella completano la sistemazione esterna.

L'edificio si distingue per la sua particolare struttura in c.a. che, oltre a rappresentare l'unico elemento distributivo delle abitazioni, definisce il concetto architettonico stesso del progetto. Due piramidi, una dritta ed una rovesciata, posizionate lungo la diagonale del rettangolo di base e continue su tutta l'altezza rappresentano gli unici elementi in elevazione dell'intera costruzione (Figura 3.23). Il perimetro degli appartamenti risulta così libero da elementi opachi e viene ridisegnato attraverso una superficie vetrata senza soluzione di continuità che chiude il rettangolo di base su tre lati e lo taglia obliquamente sul quarto, permettendo di ricavare uno spazio coperto esterno. Ad eccezione dei due bagni ricavati all'interno delle basi delle piramidi, le piante si configurano come degli open space privi di elementi divisori.

Figura 3.23 Le piramidi e la simmetria centrale della struttura. In alto: il chiaroscuro evidenzia il

rapporto tra le due piramidi rovesciate e contrapposte. In basso a sinistra: la piramide dritta nell'angolo nord. In basso a destra: la piramide rovescia nell'angolo sud. Le basi delle piramidi sono interne agli appartamenti ed ospitano i bagni; le metà relative ai vertici risultano esterne e piene.

Sia dal punto di vista strutturale che dal punto di vista architettonico, la casa risulta governata da un simmetria centrale rispetto al suo punto baricentrico, collocato nel mezzo dell'impalcato intermedio. In questo modo è stato possibile realizzare un particolare schema distributivo che consente un identico utilizzo degli spazi delle due abitazioni. I due appartamenti risultano così perfettamente uguali, con lo stesso spazio coperto, la stessa superficie interna, gli stessi bagni protetti.

Il comportamento strutturale nei confronti dei carichi verticali risulta intuitivo e non riserva particolari complicazioni date le sezioni degli elementi strutturali. Le solette (di dimensione 12x24 m) hanno infatti spessori notevoli: a dipendenza dei salti di spessore che si registrano tra l'interno e l'esterno, la soletta intermedia passa da 63.5 a 73.5 cm, mentre quella di copertura, anche a causa della pendenza dell'estradosso, passa da 59.5 a 85 cm. In corrispondenza degli angoli liberi, le solette sono state alleggerite mediante delle sfere cave in plastica di diametro 45 cm poste in getto (Figura 3.24): in questo modo è stato possibile risparmiare circa 13 m³ di calcestruzzo per soletta, con evidenti ripercussioni positive dal punto di vista strutturale. I due sbalzi di circa 10 m si controbilanciano ed il loro carico viene portato dalla striscia di soletta a loro ortogonale che unisce le due piramidi. Le solette risultano inoltre precompresse lungo le diagonali mediante cavi aderenti, ciascuno formato da 12 trefoli con sezione 150 mm² (sistema Stahlton CONA 12-06). In particolare sono stati disposti 8 cavi (5+3) nella soletta intermedia e 7 cavi (5+2) nella soletta di copertura. La precompressione ha permesso di verificare le frecce degli sbalzi e del punto centrale delle solette ed evitare la fessurazione.

Figura 3.24 Piano di precompressione e di posa degli elementi di alleggerimento della soletta sul PT.

Per quanto riguarda le piramidi, in corrispondenza del vertice, la superficie di appoggio risulta di 82.5x81 cm per la piramide rovescia, 86x86 cm per la piramide dritta. Nel piano medio della soletta intermedia le piramidi hanno sezione 341x256 cm e 352.5x261 cm rispettivamente. Alla base, in corrispondenza del punto

di contatto con le rispettive solette, la piramide rovescia ha sezione 440x616 cm, mentre quella dritta 445x625 cm. Questi elementi verticali risultano pieni per la metà dell'altezza relativa al vertice, mentre sono cavi per la metà altezza afferente la base in cui sono presenti delle pareti perimetrali spesse 33 cm. Le piramidi scaricano le forze su dei ringrossi della platea di fondazione spessi 70 e 80 cm rispettivamente per la piramide rovescia e quella dritta.

Il comportamento strutturale nei confronti delle forze orizzontali è invece più complesso ed è governato della particolare simmetria delle struttura, che la costringe ad un gioco di equilibri al limite della stabilità. Con riferimento alla Figura 3.25, per schematizzare la risposta della struttura è possibile assimilare i solai a dei piani rigidi e supporre la formazione di due cerniere plastiche sferiche in corrispondenza dei vertici A e B delle piramidi. In una tale configurazione, la componente della forza orizzontale normale al piano contenente gli assi delle piramidi tende a far ruotare il solaio di copertura attorno al punto B. Questa rotazione viene però impedita dalla presenza della piramide rovescia che si oppone a tale atto di moto, ma che a sua volta è libera di ruotare a livello della fondazione intorno al vertice A. L'unico elemento che può opporsi a questa rotazione è l'impalcato intermedio per mezzo della piramide dritta, che al piano terreno offre in tal senso un vincolo efficace. Questa piramide scarica infine tutte le forze orizzontali sulla platea di fondazione e quindi sul terreno.

Figura 3.25 Schema di funzionamento della struttura per azioni orizzontali.

La componente di forza parallela al piano contente gli assi delle piramidi, tende invece ad attivare un meccanismo resistente assimilabile ad un telaio, i cui montanti sono costituiti dalle piramidi ed i traversi dalle solette.

Nei confronti delle azioni orizzontali la struttura si rivela in definitiva sostanzialmente isostatica in quanto ogni suo elemento, bloccando una specifica componente di spostamento, assolve ad una specifica funzione nell'ottica di conservare l'equilibrio complessivo.