archi in muratura

LabCos! Laboratorio di Costruzione Architettura 1c_06-07_Arch.Alberto Raimondi!

4LabCos!Le forme e le soluzioni per le strutture orizzontali ...

il problema della spinta, oltre a quello dei carichi verticali !

Strutture inflesse ! Strutture spingenti !Un arco trasforma le spinte verticali in una muratura, in spinte oblique sullʼimposta dellʼarco!


Linea direttrice o sesto !rinfianco !

estradosso !

spessore !

intradosso!

concio !concio di chiave e di controchiave !

reni !

giunto!Concio di imposta o pulvino!

Piano di imposta!

Piedritto o spalla!Luce o corda!

Freccia o monta!

Centro dellʼarco!

Terzo medio!


Nomenclatura dellʼarco !

La spinta obliqua cambia la sua inclinazione in base alla geometria dellʼarco ed in base al peso posto sullʼimposta dellʼarco!

Arco a tutto sesto!

Arco sesto ribassato!

Arco sesto acuto!


In base alla geometria della curva dell’arco si possono distinguere molte varianti di archi: a tutto sesto, rialzati, ribassati, a profili completi e non completi.

In base alla disposizione degli elementi: radiali(a), ad anello o più anelli(b), con elementi retti o cuneiformi (c).

esempi:

Arco ellittico radiale a 2 teste (d)

Arco a tutto sesto radiale a 2 teste (e)

Arco ribassato lateralmente ad anelli al centro radiale a 4 teste (f)


Per realizzare gli archi si fa uso di centine.

Le centine sono delle opere provvisionali solitamente in legno che costituiscono la controforma ed il supporto degli elementi dell’arco durante l’esecuzione.

L’inserimento del concio di chiave determina il completamento dell’arco e mette in atto la contrapposizione delle forze che permette il funzionamento statico dell’arco.

La realizzazione di un arco in mattoni o pietre è un lavoro complesso e costoso oggi raramente eseguito


La traslazione lungo un asse di una linea determina una superficie, la traslazione di un arco determina una VOLTA A BOTTE

L’intersezione di due volte a botte determina una VOLTA A CROCIERA

La rotazione di un arco intorno al suo asse verticale determina un CUPOLA

Una porzione di cupola tagliata su di una base quadrata o rettangolare determina una VOLTA A VELA

fusi unghie

fusi

Associando quattro fusi si ottiene una VOLTA A PADIGLIONE

VOLTA A PADIGLIONE

VOLTA A CROCIERA

CUPOLE


Arco ribassato

Piattabanda

Trave

Per ottenere delle aperture nelle murature si fa uso di TRAVI o ARCHI .

Un particolare tipo di arco è la PIATTABANDA.

La piattabanda è un arco simulato, con intradosso ed estradosso rettilineo dove la forma a cuneo dei conci o la disposizione obliqua dei mattoni permette il funzionamento ad arco spostando la spinta verticale in una spinta obliqua sulla muratura di spalla


Arco ribassato Piattabanda


Soluzioni di architravi.

A- trave in cemento armato

B- architrave in muratura armata

C- travetto in latero-cemento

D- trave in muratura precompressa

E- Architrave metallico

F- Architrave in laterizio armato

G.Architrave metallico rivestito



Gerarchia della struttura:

1.  Fondazioni e pilastri

2.  Travi principali

3.  Travi secondarie e cordoli

4.  solai

Strutture intelaiate

la gerarchia degli elementi nel solaio!

Il percorso delle forze!



1.  Fondazioni e pilastri


3.  Travi secondarie e cordoli

4.  Solai

Il percorso delle forze:

1.  Solai

2.  Travi secondarie


4.  Pilastri e fondazioni

Il percorso delle forze!


Strutture in muratura portante


1.  Fondazioni

2.  Muri


4.  Solai

Il percorso delle forze:

1.  Solai


3.  Muri

4.  Fondazioni



Azione

Reazione


Azione

Reazione

Quale deformazione?

=

Quale sollecitazione?

INFLESSIONE

=

FLESSIONE

SCHIACCIAMENTO

=

COMPRESSIONE

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Tecnologia dell'Architettura 2°- Arch. Alberto Raimondi

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La flessione Gli elementi strutturali orizzontali sono soggetti ad una sollecitazione denominata flessione

Ogni sollecitazione comporta una deformazione alla quale l’elemento sollecitato si oppone


La flessione Deformazione di una trave sottoposta a flessione


Il peso(quanto e dove)

La luce Il materiale

La forma della sezione

Gli elementi coinvolti nella flessione


Il peso

L’influenza della localizzazione del peso nella deformazione di una mensola


Peso proprio

Peso proprio

Peso portato

La somma dei pesi propri e portati determina il carico sulle strutture

Il carico è uno dei parametri da considerare nel progetto di una struttura

Il peso LabCos! Laboratorio di Costruzione Architettura 1c_06-07_Arch.Alberto Raimondi!

La luce

Nel caso della trave a mensola dell’esempio, raddoppiando la lunghezza della trave le sollecitazioni aumentano di 8 volte


La forma della sezione

Nel caso della trave a mensola dell’esempio, raddoppiando l’altezza della sezione si è ridotta la deformazione di 4 volte


Il materiale

Nel caso della trave a mensola dell’esempio, la modifica del materiale da acciaio ad alluminio ha determinato una deformazione 3 volte superiore


la trave appoggiata! la trave a sbalzo!

La trave flettendosi sostiene e trasferisce perpendicolarmente al suo asse i carichi, trasformandoli in sollecitazioni di compressione, trazione e taglio

La deformazione è proporzionale alla distanza delle singole particelle della trave dal centro della sezione, quindi (legge di Hooke) lo sforzo aumenta in ogni fibra nella stessa proporzione.!

deformazione e distribuzione degli sforzi!

momento flettente e sezione della trave appoggiata!

Più un carico è appoggiato lontano dagli appoggi, più grande sarà il momento che agisce sulla trave. Più è lunga la trave, più grande è il momento a cui deve opporsi. Perchè si possano formare i necessari momenti equilibranti senza che la trave si fletta eccessivamente o si rompa, devono crearsi delle forze interne allʼinterno del suo spessore.!

Momento di inerzia!

Per opporsi ad una sollecitazione di momento flettente il materiale della trave genera al suo interno un momento uguale ed opposto.

Questo momento è generato dalle resistenze del materiale per i bracci (che sono le distanze d dall’asse neutro.

Il momento resistente è tanto più grande quanto aumenta la quantità di materiale che si oppone alla distanza d massima dall’asse neutro.

Da ciò si può affermare che a differenza della trazione e della compressione dove è importante la superficie sollecitata nella flessione la forma della sezione assume importanza

Momento di inerzia!

Il momento di inerzia prescinde dal materiale ed è una caratteristica geometrica della sezione e lo possiamo definire come la sommatoria di tutte le aree elementari di una sezione per il quadrato della distanza dall’asse neutro (o baricentrico in materiali omogenei)

la trave in cemento armato!

la trave appoggiata!

la trave a sbalzo!lʼarmatura (ferri a 45° e staffe) per il taglio!

la trave in cemento armato!

lʼarmatura (ferri a 45° e staffe) per il taglio!

ELEMENTI ORIZZONTALI !Le informazioni su basi empiriche danno per materiale e tipo di elemento gli spessori tipici (s), le luci tipiche (L) e i rapporti tipici (L/s).!

spessori (s) luci tipiche (L) rapporti (L/s)!

ACCIAIO!

100-500 mm! 4-12 m! 18-28!

profili aperti ad ali larghe!

profili aperti ad ali strette!

reticolari!

Vierendeel!

200-500 mm! 6-30 m! 15-20!

1000-4000 mm! 12-45 m! 8-15!

1000-3000 mm! 6-18 m! 4-12!

Fonte dati: N. Orton, The way we build now !

LEGNO!

spessori (s) luci tipiche (L) rapporti (L/s)!

tavole di particelle!

tavole di compensato!

tavole di legno tenero!

travetti con impalcato!

travi legno lamellare!

travi reticolari con diagonali ferro!

12-30 mm! 0,3-0,6 m! 24!

12-30 mm! 0,3-0,9 m! 30-40!

16-25 mm! 0,6-0,8 m! 25-35!

200-300 mm !legno tenero!

2-6 m! 12-20!

100-250 mm !legno tenero! 2-7 m! 22-28!

180-1400 mm !5-12 m! 14-18!

500-2000 mm ! 5-18 m! 8-10!


CEMENTO ARMATO!spessori (s) luci tipiche (L) rapporti (L/s)!

travi cemento armato a T o L!

400-700 mm ! 5-15 m! 14-20!


100-250 mm ! 2-7 m! 22-32!

100-250 mm ! 6-11 m! 28-35!

225-600 mm ! 4-12 m! 18-26!

150-300 mm ! 3-7 m! 20-25!

soletta armata in 1 direzione!

soletta armata in 2 direzioni!

solaio in lamiera grecata!

Soletta con travetti (solaio latero-cementizio)!

travi!

lʼeffetto trave: lʼimportanza dellʼaltezza!

ELEMENTI ORIZZONTALI !

Gli elementi orizzontali portanti possono essere lineari (travi) o pluridimensionali (solai) sono studiati dalla scienza della costruzione in considerazione della loro portanza e della rigidezza.!

ELEMENTI ORIZZONTALI !Gli architetti per progettare devono proporzionare gli elementi orizzontali portanti che saranno successivamente verificati mediante dei calcoli dagli strutturisti.!

F.Cellini, ponte via degli Annibaldi!

elementi portanti orizzontali: il solaio in acciaio!

elementi portanti orizzontali: il solaio in legno!

elementi portanti orizzontali: nodi trave-trave!

elementi portanti orizzontali: nodi pilastro-trave!

archi in muratura

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