elementi di comunicazione verticale -...

CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELL’ ARCHITETTURA

1 DISPENSE DEL LABORATORIO INTEGRATO DI PROGETTO E COSTRUZIONE 2 - MODULO ARCHITETTURA TECNICA

ELEMENTI DI COMUNICAZIONE VERTICALE:

GENERALITA’

Le comunicazioni verticali vanno intese come ele-

menti di collegamento tra piani a diversi livelli

e di conseguenza tra gli spazi che insistono su tali

piani.

Vanno intese anche come elementi di continuità

spaziale e quindi il modo di organizzare gli spazi.

REQUISITI PER LE SCALE

1°) Statica

Sotto questo aspetto possono essere:

- Scale ad involucro

- Scale a scheletro portante

- Scale incastrate

- Scale a sbalzo

2°) Sicurezza

- Corrimano

3°) Benessere

- Riguarda soprattutto la relazione fra alzata e

pedata.

Scala Elicoidale, nel Palazzo Barberini.



LE SCALE

La scala, è uno dei sete elementi di fabbrica, che comprende gradi-

ni, pianerottoli di riposo e di arrivo. E’ sostenuta da un involucro

oppure da uno scheletro portante. Nel primo caso la scala è

compresa dentro una cellula muraria, che la regge.

Nel secondo caso da un telaio in c.a. o in acciaio.

Aspetti da valutare necessariamente nel progettare una scala sono:

- statica ;

- sicurezza: deve consentire sfollamenti rapidi in caso di in-

cendio e deve essere dimensionata in base al numero di per-

sone che la devono percorrere;

- benessere: deve essere comoda da percorrere.

Esempi di scale ad una rampa in linea.



Forme e classificazione delle scale

Secondo la loro destinazione, le scale

possono essere suddivise in interne

ed esterne.

Le scale esterne possono essere:

-frontali: le rampe sono ortogonali al

prospetto (vedi foto in basso, R. Meier).

-parallele: ad una o due rampe, quan-

do sono estese lungo il prospetto;

-a rampe curve.

Esempi di scale curve ad una sola rampa. Sopra e a

destra, lascala monumentale della Reggia di Caser-

ta.

Esempi di scale frontale in un edificio di Richard

Meier



Le scale interne, viceversa, sono divise

in:

1- scale dritte: hanno rampe in linea sepa-

rate da uno o più ripiani, a seconda del disli-

vello da superare. Occorre notare che le rampe

devono avere minimo 3 e massimo 15 gradini.

2 - scale ad anima: sono composte da ram-

pe incassate sorrette dai muri d' ambito del vano

scala, e da un muro di spina, detto anima della

scala. Molto comuni in epoca antica sono o-

ramai superate, perché monotone e buie.

3 - scale a pozzo: hanno due o più rampe a

a sbalzo sostenute dai muri d' ambito del vano

scala, e che si affacciano su un cavedio centrale,

più o meno ampio, detto pozzo della scala.

Statica delle scale

Possono essere costruite impiegando tutti i mate-

riali usati nell’edilizia, come legno, pietra, mu-

ratura, acciaio, cemento armato.

Le scale a pozzo hanno due o più rampe a volo o a sbalzo laterali, e che si affacciano su un

vuoto centrale, più o meno ampio, detto pozzo della scala.

Scala ad anima



La scala, può essere sorretta tanto da una sca-

tola muraria quanto da uno scheletro portante,

(vedi pag. 10 può essere collocata sia all'inter-

no che all' esterno dell’edificio.

In entrambi i casi la scala collabora con la statica

dell' edificio, fungendo da elemento irrigidente,

soprattutto nel caso di edifici con sviluppo verticale.

(vedi Il Pirelli, pagina seguente).

Sezionando la scala, otteniamo un solaio

piegato, sostenuto da due travi, (come un co-

mune solaio in cls ( Vedi figg. Pag. 12)

Scala in edificio plurifamiliare; caratteristiche:

h - altezza interpiano: esempio 330 cm pari a 20 alzate da 16,5 cm

- rapporto alzata/pedata (2a + p = 63 cm)

l1 - larghezza libera delle rampe pari a 120 cm

l2 - distacco tra le rampe circa 10 cm

l3 - ingombro del corrimano nella larghezza di ogni rampa pari a 6 + 4 cm

l - larghezza totale del vano scala = 2l1 + l2 + 2l3 = 260 cm

a1 - lunghezza della rampa pari a 9 pedate da 30 cm = 270 cm

a2 - piattaforma di distribuzione ai piani con larghezza libera pari a 150 cm

a3 - pianerottolo intermedio con larghezza pari alla rampa (120 cm)

a4 - sfalsamento tra i gradini delle rampe pari a 0; incremento di ingombro del

mancorrente pari a 1/2 della pedata per lato = 30/2 = 15 cm

a - sviluppo complessivo della lunghezza del vano scala = A1 + A2 + A3 + 2A4

= 570 cm



Esempi relati-

vi al compor-

tamento stati-

co di edifici

esposti a sol-

l e c i t a z i o n i

orizzontali.



In una fase di lavorazione successiva si riporta-

no i gradini al rustico, di norma realizzati in cls

misto ad inerti fini, oppure mattoni o scarti di

cantiere.

Dopo che si posano i pavimenti, nelle scale si di-

spongono le lastre di materiale lapideo, molto resi-

stente all’usura. Le alzate sono spesse 2 cm mentre

le pedate spesse 3, posate su uno strato di malta o

colla; la regola prevede che si cominci dal basso ver-

so l’alto, ponendo prima il pavimento su cui pog-

gia la prima alzata, quindi la prima pedata e così via,

alternando alzate e pedate (se possibile anche croma-

ticamente). Considerando gli ingombri, il solaio incli-

nato dovrà avere uno spessore di circa 16 cm, per

cui unito al gradino e alle finiture, otterremo uno

spessore medio di 25- 30 cm.

Dal punto di vista statico, le scale possono esse-

re suddivise in:

- Scale a volta;

- scale appoggiate;

- scale a sbalzo

Scale a volta in muratura

Oramai poco utilizzate con i nuovi materiali e siste-

mi costruttivi. Le scale a volte possono essere:

incassate o ad anima: le rampe sono posate su volte a botte inclinate so-

stenute dai muri d' ambito e raccordate in corrispondenza dei pianerot-

toli intermedi, da volte a crociera o a vela.

- Talvolta raccordate a volte a botte rampanti, sostenute dai muri

perimetrali e da “sostegni discontinui centrali”.

- I pianerottoli intermedi si posano su volte a botte a generatrici orizzon-

tali, per compensare la spinta delle volte rampanti.

- Nelle scale a pozzo: le rampe poggiano su volte a botte inclinate

sostenute dai muri d' ambito e oppure impostate su “sostegni di-

scontinui interni, (vedi fig. in alto)



Scale appoggiate

In questo caso le rampe sono solette sostenute da travi in c.a. di acciaio o legno, Le travi possono essere parallele alla linea

di calpestio, sagomate a ginocchio secondo la linea della rampa e vincolate a elementi posti lungo il perimetro del vano scala.

Scale con volte a bot-

te rampanti per le

rampe e volte a botte

orizzontali a sostegno

dei pianerottoli;

Scale con volte a bot-

te inclinata per le

rampe e volte a cro-

ciera a sostegno dei

pianerottoli.

Gradini riportati sostenuti da vote a sbalzo in muratura.

In alto, scale appoggiate su scoto-

lati di acciaio, e a destra rampe

su travi parallele alla linea di

calpestio sia in c.a.



Su tali travi poggiano le solette delle rampe e dei ripiani. Sulle

solette delle rampe si modellano i gradini, che sono, in questo ca-

so, elementi portati.

Viceversa l' ossatura della scala può essere composta da:

- pianerottoli sostenuti da due travi perpendicolari alla

rampa, poste lungo il perimetro del vano-scala. Ai piane-

rottoli sono vincolate le solette delle rampe.

- pianerottoli a sbalzo vincolati ad un solo lato del vano

(vedi rampa superiore lato destro). All' estremo libero sono con-

nesse le solette delle rampe.

- pianerottoli vincolati a travi laterali, ovvero parallele

alla linea di calpestio. Ai pianerottoli sono connesse le solette

delle rampe.

Per modeste luci è opportuno optare per solette rampanti, sa-

gomate a ginocchio e connesse a travi, poste alla quota dei

piani e pianerottoli ed ortogonali alla linea di calpestio, so-

stenute dall' ossatura muraria del vano scala o dalle travi sul lato

corto se la scala si regge su scheletro portante.

Scala con involucro di muratura o a scheletro portante.

Supponiamo che l’involucro sia di muratura: le rampe, questa

volta sono sostenute dai muri d’ambito più corti. Volendo, nel

muro possiamo anche incastrare ogni singolo gradino prefab-

bricato fuori opera (vedi figura in basso). Schematicamente il



verso di salita è indicato da una freccia.

Nelle scale con scheletro in c.a., sono assai comuni le

scale con solette portanti o con gradini a sbalzo, soste-

nuti da una trave in c.a. a ginocchio parallela al

verso di salita.

In entrambi i casi essi sono sostenuti da travi sagomate,

parallele alle rampe ed a loro volta connesse ad elementi

posti ai vertici del vano – scala.

Nel primo caso (ad involucro) si procede creando

una soletta a sbalzo, rampante su cui si riportano i

nuclei dei gradini non di rado costruiti con mate-

riali leggeri.

In tal caso i gradini sono esenti da funzione statica.

Nel caso di gradini incastrati (disegno a destra), i gradi-

ni sono mensole autoportanti , armati con ferri a forcina

e staffe e connessi tra loro sovrapponendo le singole

mensole per renderle collaboranti.

Nel caso di rampa appoggiata, lo spessore della solet-

ta difficilmente può essere minore di 15-16 cm,

mentre nel caso di gradini a sbalzo collaboranti, lo

spessore della rampa raggiunge valori ridottissimi pari

anche ad appena 6 cm, di cui 2 per collocare le armature

e 2+2 per il copri ferro inferiore e superiore (vedi fig. in

basso).

Scala incastrata. Nel caso di gradini a

sbalzo il piano di inflessione è perpendi-

colare al foglio secondo la traccia 1 - 2.

Nel caso di rampa incastrata alle travi AC

e BD, il piano di inflessione risulta perpen-

dicolare al piano del foglio lungo la traccia

3 - 4.



Tuttavia, le imprese preferiscono ricorrere alle scale appoggiate per motivi econo-

mici. Infatti in questo caso occorre un' unica cassaforma, necessaria per creare il

fondo della rampa.

Occorre poi valutare se, nel caso delle scale a sbalzo, sia opportuno o necessario

variare lo spessore in senso longitudinale di ciascun gradino autoportante.

Di norma ciò dipende sia dallo spessore del gradino, sia dell’uso della scala. Se i

gradini sono prefabbricati, la sezione utile è già calcolata per il momento massimo.

Sul gradino insistono due carichi: uno uniformemente distribuito ed uno concentra-

to in punta dato dal peso del parapetto; pertanto il momento agente sul gradino

sarà massimo nel vincolo (incastro) con la parete, mente all’estremità sarà nullo.

Occorre infine citare le scale a sbalzo costruite con gradini autoportanti di pie-

tra da taglio, resistente e privi di alcuna soluzione di continuità nella massa.

In tal caso si procede murando i gradini, man mano che viene elevato il muro d’

ambito , per una profondità non minore di 30 cm ed unendoli tra loro median-

te giunzione a taglio scantonato.

È da notare che un solido così incastrato lavora a flessione e taglio,e che la

stabilità di tutta la scala ad opera ultimata è anche assicurata dalla piena coesione

fra tutti i gradini poiché il carico che grava su uno di essi interessa quelli ad esso

connessi.

In alto: schema di armatura per un gradino incastra-

to lateralmente.

In basso esempio di rampa con gradini collaboranti

e soletta con spessore minimo.



Nelle figure sopra e sotto, le rampe sono incastrate alle solette del pia-

nerottolioe alle travi sul lato corto della scala.

Scale ap-

poggiate ;

rampe co-

stituite da

s o l e t t e

travi ram-

panti so-

stenute da

travi poste

lungo il

perimetro

del vano

scala.

A destra; le

rampe sono

p o g g i a t e /

incastrate su

travi ortogo-

nali alla linea

di calpestio



Scale appoggiate; Rampa soletta sagomata a

ginocchio

Per luci non eccessive è opportuno optare per

solette rampanti, sagomate a ginocchio e con-

nesse a travi, poste alla quota dei ripiani ed

ortogonali alla linea di calpestio, sostenute

dall' ossatura del vano scala o dalle travi di

bordo lungo il lato corto del vano scala.

Preparazione al getto del calcestruzzo della

rampa della scala. Da notare i ferri longitudi-

nali posti inferiormente e le tavole che deli-

mitano i singoli gradini.



Riepilogo schemi statici delle scale.

a) a sbalzo da muratura portante b) a sbalzo da trave inginocchiata c) a soletta rampante

d) a travi rampanti e) a trave rampante centrale



Sicurezza

Il corrimano

Per garantire la sicurezza è necessario prevedere un corrimano che deve:

- essere impugnabile e di 6 cm, e se corre lungo la parete deve distare da

questa almeno 4 cm;

- deve essere continuo, sia per esigenze di benessere che di sicurezza. Infat-

ti, la scala è l’unica via di esodo, in caso di pericolo e mancanza di luce, il corri-

mano è l’unico riferimento per capire la sequenza dei gradini;

- nelle scale a pozzo, il parapetto per sicurezza deve avere un’altezza

minima di un metro in corrispondenza dello spigolo di ogni gradino.

Pertanto, per avere la continuità nelle rampe in salita e discesa, il corrimano de-

ve proseguire oltre l’ultimo gradino per altri 30 cm circa. (vedi C.I.S.

pag.22)

Ne consegue che il pianerottolo, dovendo avere per edifici pubblici e condomi-

niali la stessa larghezza della rampa, deve essere di 120+30 cm = 150 cm.

Tali dimensioni sono vincolanti per l’agibilità dell’edificio.

I montanti del parapetto devono essere posti nel pianerottolo almeno 30 cm pri-

ma del primo gradino, in modo da non creare cesure nel profilo del corrimano.

Il parapetto

La legge 13 dell’89 sull’accessibilità per i disabili, prevede che il parapetto deb-

ba essere con barre verticali di acciaio ad interasse massimo di 10 cm, oppu-

re di vetro di sicurezza continuo come in figura pagina 22.



Esempio di scala appoggiata

con travi laterali in acciaio a

cui sono fissate le pedate in

legno che poggiano su tubi

sottili, due per ciascuna peda-

ta.



Particolare di attacco del

parapetto in acciaio con

elementi piatti e tubolari.

Da notare il mancato ri-

spetto della norma che

prevede una distanza tra

i diversi correnti del pa-

rapetto massima di 10

cm.



Esempio di scala

in acciaio, legno

e vetro.

Parallelamente al

muro è posta

una trave in ac-

ciaio, rivestita di

legno, che regge

a sbalzo i singoli

gradini, che so-

no , a loro volta,

irrigiditi da una

seconda trave in

acciaio posta sul

lato opposto

(quello del para-

petto).

Il parapetto in

vetro è sostenuto

dalla prosecuzio-

ne del profilato

che irrigidisce la

pedata, e che

sono collegati

alla trave ester-

na.



Essendo una sca-

la di uno spazio

pubblico non ri-

spetta le norme

sulla sicurezza

del parapetto,

poiché è privo di

corrimano.



Esempio di scala con tutti elementi di

acciaio e parapetto vetrato.



Rampa, con leggera pendenza, di collegamento tra i piani superiori, al Palazzo

della Triennale di Milano, con elementi resistenti in acciaio e successivo rivesti-

mento di legno.

Parapetto secondo normativa di vetro antisfondamento e corrimano in acciaio

inox del diametro di 60 mm, secondo norma.



Benessere

Per esigenze di benessere, il rapporto fra alzata e pedata è espresso

attraverso la relazione del Blondel: 2a + p = 63 cm.

Questo rapporto scaturisce dall’esperienza costruttiva, dalla regola

dell’arte, e dalle analisi dei razionalisti tedeschi, che all’inizio degli anni

’30 avevano individuato che per alzata =17 cm e pedata =29 cm, la sca-

la si percorreva in modo confortevole.

Oggi non è più sufficiente osservare le regole dell’arte o le soluzioni mutua-

te dal sapere della tradizione, ma è necessario osservare le prescrizioni

indicate dalle norme per il superamento delle barriere architettoni-

che.

A fianco: Parapetto per la sede del CIS ed esempio di para-

petto continuo in vetro di sicurezza.

Nella prima immagine a sinistra, notare la mancanza della

continuità nel bordo superiore del parapetto. “La legge 213

dell’89 sull’accessibilità per gli svantaggiati, prevede che il

parapetto possa essere di vetro di sicurezza ma continuo”

Le scale normali, usate nelle residenze o nel settore terziario,

hanno pendenza normalmente compresa tra i 15 ed i 45°, a

seconda della comodità si suddividono in leggere (edifici pub-

blici), normali (residenze plurifamiliari) e pesanti (residenze

unifamiliari).



Pertanto nel pensare una rampa comoda oc-

corre che questa abbia:

- pedata non inferiore a 25 cm,

- alzata costante compresa mediamente

tra 15 e 18 cm;

-scala rettilinea e non circolare, perché il gra-

dino di forma trapezia non ha il rapporto co-

stante 2a + p = 63. Questo rapporto deve es-

sere costante per tutta la rampa.

-circa la larghezza della scala, sia per edifici

pubblici che privati, le norme impongono che

la larghezza minima agibile sia di 120 cm al

netto degli ingombri del corrimano. Tale

dimensione minima non è obbligatoria

nelle case unifamiliari.

- le norme richiedono inoltre una immedia-

ta distinzione visiva fra pedata e alzata;

questo è possibile usando materiali diversi,

possibilmente di colore diverso, oppure arre-

trando o inclinando l’alzata rispetto alla peda-

ta.

Scale a sbalzo costituite di gradini auto-portanti in pie-

tra artificiale vincolati ad un’ anima centrale in c.a. o di

acciaio.



Correlazione scale - chiusure orizzonta-

li di base

A seconda dello schema statico adottato

per realizzare la scala si possono prospetta-

re casi diversi, ovvero:

- Nel caso di scala appoggiata: c’è una

stretta correlazione con la chiusura oriz-

zontale di base;

- Nel caso di scala incastrata: essendo i

singoli gradini o la soletta incastrati a una

trave a ginocchio irrigidita sempre su pila-

stri, la rampa è del tutto indipendente dalla

chiusura orizzontale di base, per cui può

essere anche staccata dal pavimento.

Correlazione tra scala e chiusura orizzontale di base.

Come si nota dalla figura solo nel caso di rampa ap-

poggiata, ovvero sostenuta da elementi portanti orto-

gonali alla linea di calpestio si ha una stretta correla-

zione tra scala e COB.

In tal caso sarà necessario prevedere una fondazione

al piede della scala.

Nel caso di scala incastrata lateralmente, invece, non

si dovrà prevedere alcuna fondazione.



Il disegno delle rampe

Per definire in modo corretto il profilo di una rampa

occorre, dopo aver tracciato in pianta le dimensioni

della stessa, proiettare verticalmente le linee corri-

spondenti alle alzate, quindi fissare i piani alla quota

di partenza ed alla quota di arrivo, e, preso un punto

B arretrato rispetto all' ultima alzata di una distanza

p pari ad una pedata tracciare una retta congiungen-

te questo con il punto A corrispondente alla proiezio-

ne della prima alzata sul piano di partenza. La retta

così ottenuta sarà inclinata rispetto all' orizzontale

di un angolo φ. Le intersezioni di questa con le rette

di proiezione consentono di dedurre le posizioni del-

le alzate e delle pedate. La retta A'B' paral-

lela ad AB è posta ad una distanza da essa pari

allo spessore presunto della soletta, r, ed indica il

piano intradossale della rampa.

Occorre osservare che in ogni rampa il numero delle alzate è superiore di una unità al numero delle pedate poiché l' ultima pe-

data coincide con il pavimento di arrivo. Ancora è necessario nel progettare una scala mantenere la continuità dell'in-

tradosso e del parapetto delle rampe. Per ovviare a tale problema sono state elaborate alcune norme che esigono il rispetto

di relazioni tra lo spessore delle rampe, la loro inclinazione, lo spessore del pianerottolo e le distanze misurate sul piano oriz-

zontale tra le intersezioni dei piani intradossali ed i bordi dei gradini contigui.

Disegno di una rampa; proiezione delle alzate



Nel caso di rampe lineari è opportuno ricorrere allo sfalsamento dei gradini.

Si assume come asse di sfalsamento la traccia sul piano del disegno di un piano verticale normale a questo e

passante per il punto in cui sono connessi il tratto inclinato ed il tratto verticale del corrimano, in corrispon-

denza del nodo considerato.

Da tale asse sono misurate le distanze sf1 ed sf2 rispettivamente del primo gradino della rampa che parte dal

ripiano e dell' ultimo gradino della rampa che termina sul ripiano e per le quali si impone la relazione:

Raccordo tra ram-

pe e ripiani nel

caso di sfalsamen-

to indietro, nullo o

in avanti.

In questo caso la seconda rampa, nel verso della

salita, è arretrata di una distanza minore della pe-

data.

In questo caso l’ultima alzata della prima rampa e

la prima della seconda, sono allineate verticalmen-

te.

In questo caso la seconda rampa, nel verso della

salita, avanza di una distanza minore della pedata.



sf1 + sf2 = pedata

è detto sfalsamento la differenza

Sf = sf1 - sf2 ;

ponendo che siano:

p: misura della pedata

a: misura dell' alzata

S: spessore del ripiano

: pendenza della rampa

d: differenza tra S e lo spessore della rampa

misurato verticalmente ovvero S - r/ cos φ)

Tra essi esiste la seguente relazione:

S = d + r/cos φ

Nel caso in cui non si rispetti tale relazione,

né il profilo del corrimano né il profilo del

piano intradossale della rampa saranno con-

tinui, con danno sia per il comfort dell' uten-

te che per l' armonia estetica e compositiva

dell' elemento.



Sarà pertanto opportuno optare per un approccio più oculato e scrupoloso al pro-

getto, che preveda lo sfalsamento delle rampe, ovvero che osservi e sia coerente

con alcune corrette soluzioni proposte da una prassi oramai consolidata, tra cui vale

la pena citare:

- Sfalsamento tutto avanti: per cui si desume che:

sf1 = p; sf2 = 0; Sf= p

S = r/ cos φ + a ( misura dell' alzata);

d = a.

- Sfalsamento nullo: per cui si deduce che:

sf1 = sf2 = 1/2 p; Sf=0

S (spessore del ripiano) = r/ cos φ + a/2

d = a/2.

- Sfalsamento tutto indietro:

sf1 = 0; sf2 = p; Sf= -p

S = r/ cos φ;

d = 0.

Tale metodo come i precedenti consente di attuare una corretta ed efficiente con-

nessione tra i corrimano e le rampe; peraltro occorre notare che tale soluzione con-

sente di contenere lo spessore del ripiano.

Spessore del ripiano nel caso di sfalsamento non

corretto, in cui si notano le discontinuità

all’intradosso e del corrimano.

Spessore del ripiano nel caso di rampe con sfalsa-

mento tutto avanti



Spessore delle rampe in

caso di sfalsamento nullo;

Sfalsamento tutto indie-

tro.

Grafico per calcolo valori

geometrici di una scala

elementi di comunicazione verticale -...

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