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CAPITOLO 4: DEFINIZIONE DELLA STRUTTURA
DEFINIZIONE DELLA STRUTTURA PORTANTE
Nel presente capitolo si riporta la descrizione generale dell’edificio e dei vari componenti edilizi (solai, tamponamenti, partizioni interne, ecc.) che gravano sulla struttura portante in acciaio e in cemento armato.
Come descritto nel primo capitolo della seguente Tesi di Laurea, l’edificio è situato nel Comune di Pisa, in località Sant’Ermete.
Il lotto di terreno su cui è prevista la realizzazione dell’opera è individuato dalle seguenti coordinate geografiche : longitudine 10°24’ E; latitudine 43°43’ N. ha un’altezza sul livello del mare di circa 4 m. La località dunque, ai sensi del DM
14 Gennaio 2008, rientra nella Zona 3, Classe di rugosità del terreno B (cioè
aree urbane, suburbane, industriali e boschive), Categoria di esposizione del sito III, ai fini dell’analisi dell’azione del vento; Zona II per l’azione della neve. Il clima è temperato e tipicamente mediterraneo senza particolari sbalzi ed escursioni termiche.
Si intende dunque progettare un edificio per civile abitazione, avente una struttura formata da tre piani fuori terra e un piano semi interrato: i piani fuori terra ospiteranno gli appartamenti mentre nel piano semi interrato troveranno spazio i posti auto.
La configurazione in pianta è compatta e rettangolare, con ingombro planimetrico della struttura portante in cemento armato di 32 x 19 metri per una complessiva superficie di 608 mq e un’altezza massima di 13 metri.
Nelle Figure successive sono riportati gli schemi elementari della struttura nei piani xz e yz.
36 Figura 4.1 – Telaio principale piano x-z
Figura 4.2 – Telaio secondario piano y-z
4.1 DESCRIZIONE DELLA PARTE STRUTTURALE
DELL’EDIFICIO
4.1.1 CONFORMAZIONE STRUTTURALE
Struttura fuori terra
La struttura in elevazione è formata da un unico corpo di fabbrica costituito da telai di 29 metri di larghezza per 3,50 metri di altezza, realizzati in acciaio con elementi verticali costituiti da colonne HEB340 S275 e travi aventi profilo HEB320 S275.
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I solai Tipo Predalles sono orditi nel senso trasversale dell’edificio, trasversalmente alle travi principali. Il livello del piano terra poggia sulla struttura sottostante realizzata in cemento armato.
Struttura semi interrata
La struttura semi interrata è realizzata in cemento armato C28/35 gettato in opera. Essa costituisce il basamento scatolare della struttura fuori terra e comprende un sistema di travi e pilastri, la piastra di fondazione a livello delle fondazione di spessore 40 cm e i setti perimetrali spessi 25 cm.
Il vano ascensore comprensivo di scale esterne, è costituito da un nucleo di setti in cemento armato, dello spessore di 20 cm. Esso si erge dal piano semi interrato, fino a raggiungere la sommità della struttura fuori terra : esso tuttavia non costituisce elemento di controvento del fabbricato adiacente e cui è simicamente giuntato.
Tali elementi sono visibili in Figura 4.3, dove si riporta la rappresentazione tridimensionale dell’intera struttura.
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4.1.2 MATERIALI IMPIEGATI
Si riportano in questo paragrafo i materiali utilizzati per le parti strutturali.
Struttura in acciaio
Tutti i singoli profili utilizzati per la realizzazione della struttura metallica sono laminati a caldo in acciaio strutturale S275 (Fe430) conforme alle norme armonizzate della serie UNI EN 10025 e UNI EN 10210. Di seguito (Tabella 4.1) sono riportati i valori nominali delle proprietà del materiale e i fattori di sicurezza che si assumono convenzionalmente in sede di progettazione.
ACCIAIO S275 UNI EN 10025 e UNI EN 10210
Modulo Elastico E = 210000 N/mm2
Modulo di elasticità trasversale G = E/ [2 ( 1+ν)] N/mm2
Coefficiente di Poisson ν = 0,3
Coefficiente di espansione termica lineare = 12 x 10 -6 per °C-1
Densità = 7850 kg/m3
Tensione caratteristica di snervamento fyk = 275 N/mm2 Tensione caratteristica di rottura ftk = 430 N/mm2
Tabella 4.1 – Proprietà dell’acciaio strutturale S275
Struttura in cemento armato
Tutti gli elementi n cemento armato (travi, pilastri e fondazioni) sono realizzati mediante calcestruzzo normale per uso strutturale C28/35 (Rck350), completamente gettato in opera, e barre in acciaio per cemento armato B450C. Di seguito (tabella 4.2-4.3) sono riportati i valori nominali delle proprietà di tali materiali e i fattori di sicurezza che si assumono convenzionalmente in sede di progettazione.
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ACCIAIO B450C UNI EN 10025 e UNI EN 10210
Modulo Elastico E = 32300 N/mm2
Modulo di elasticità trasversale G = E/ [2 ( 1+ν)] N/mm2
Coefficiente di Poisson ν = 0,3
Coefficiente di espansione termica lineare = 12 x 10 -6 per °C-1
Densità = 7850 kg/m3
Tensione caratteristica di snervamento fyk = 450 N/mm2 Tensione caratteristica di rottura ftk = 540 N/mm2
Tabella 4.2 – Proprietà dell’acciaio per calcestruzzo armato B450C
CLS 28/35 UNI EN 206-1 e UNI 11104
Resistenza caratteristica a compressione su provino
cilindrico fck = 28 N/mm
2
Resistenza caratteristica a compressione su provino
cubico Rck = 35 N/mm
2
Peso specifico = 25000 KN/mm3
Resistenza di calcolo a compressione fcd = 0,85 fck = 24 N/mm2
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4.2 TECNICHE
COSTRUTTIVE
E
MATERIALI
IMPIEGATI PER I COMPONENTI EDILIZI
Di seguito è riportata una descrizione dettagliata dei materiali costituenti i principali elementi costruttivi dell’opera da progettare, al fine di determinare i pesi gravanti sulla struttura portante, necessari per eseguire una corretta analisi dei carichi, come previsto dal D.M. 14 Gennaio 2008. L’analisi dei carichi è il primo passo per il calcolo e la verifica di una struttura.
4.2.1 ELEMENTI ORIZZONTALI
Solai
Gli elementi di separazioni tra un piano e quello sottostante, sono costituiti da solai a lastre tralicciate precompresse alleggerite con polistirolo (5+20+4) “CELERPAN TRALICCIO”. Si tratta di un solaio in lastre di calcestruzzo armato precompresso ad intradosso piano, larghe 120 cm aventi una soletta inferiore spessa 5 cm irrigidita da tra tralicci metallici. L’alleggerimento, costituito da blocchi di polistirolo alti 20 cm, prevede necessariamente una soletta superiore di calcestruzzo di spessore non inferiore a 5 cm, ottenendo così uno spessore globale di 29 cm per un peso proprio del solaio in opera, sperimentato dal costruttore, pari a 395 kg/m2.
Figura 4.4 – Solaio Celerpan Traliccio
Le caratteristiche geometriche tecniche della struttura a traliccio prescelta, sono indicate in Figura 4.5.
41 Figura 4.5 – Caratteristiche geometriche e tecniche del travetto a traliccio
Sull’estradosso della struttura portante è stata realizzata una rifinitura dell’opera adoperando la tecnica del pavimento galleggiante, al fine di abbattere i rumori da calpestio, disponendo, dal basso verso l’alto, i seguenti strati: massetto porta impianti in calcestruzzo alleggerito “Lecacem” (densità in opera circa 600 kg/m3); isolante termo-acustico anticalpestio; calcestruzzo generico pesante e la pavimentazione in gres su strato di malta di allettamento.
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4.2.2
ELEMENTI VERTICALI
Per quanto riguarda gli elementi verticali, sono stati utilizzati Sistemi modulari a Secco, che garantissero standard qualitativi e prestazionali in grado di ottemperare alle normative tecniche in termini di qualità funzionale (isolamento termico, acustico, ecc..), ed operativa (assemblabilità, ispezionabilità, manutenibilità, ecc..).
Essi inoltre garantiscono il rispetto di tempi e costi di costruzione, consentendo una totale corrispondenza tra elaborazioni progettuali ed esiti realizzativi. La Tecnologia Stratificata a Secco è l’alternativa al sistema tradizionale umido latero cementizio. Questa tecnologia è, per qualità ed economicità, quella che risponde meglio ai concetti, sempre più importanti nella progettazione di nuova concezione, di comfort, ecosostenibilità, e risparmio energetico ed economico.
Nel caso di studio, sono stati ipotizzati elementi prefabbricati Knauf, sia per le pareti di tamponamento esterno, che per le tramezzature interne.
Pareti
Gli elementi di chiusura verticale presenti nell’edificio caso di studio, possono essere così suddivisi:
1. tamponamento esterno;
2. partizioni interne
1. Pareti di tamponamento Aquapanel anuf
Sono state adottate pareti di tamponamento Aquapanel Knauf, costituite da una doppia serie di profili in acciaio, con rivestimento esterno in lastre di cemento fibrorinforzato Aquapanel Outdoor e rivestimento interno in lastre di gesso rivestito.
La parete si completa con un ulteriore doppio strato di lastre rivestite nell’intercapedine, nella quale è collocato un adeguato strato di isolante in pannelli di lana minerale.
43 Figura 4.6 – Parete esterna: stratigrafia (sezione orizzontale)
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2. Partizioni interne
Per quanto riguarda i tramezzi sono stati ipotizzati pareti leggere tipo Knauf con profili metallici a sostegno di doppie lastre di gesso rivestito con intercapedine riempita di lana minerale.
Figura 4.7 – Parete interna : stratigrafia (sezione orizzontale)
