Corso di disegno e tecnologia: lezione 16/16 L'edificio nel suo complesso

Visione sintetica e visione analitica dell’edificio

La composizione architettonica e gli aspetti procedurali, sino adesso affrontati, forniscono una visione d’insieme dell’edificio, una visione sintetica.

Questo è, essenzialmente, il risultato a cui tende la progettazione di massima.

La futura realizzazione dell’edificio, ci costringe, però, ad un approfondimento di tutte le sue parti, ad una visione di dettaglio maggiore, una visione analitica.

Questo è, essenzialmente, il risultato che si propone la progettazione esecutiva.

Le parti di un edificio

Occorre, quindi, passare in rassegna quelli che sono gli elementi costitutivi della costruzione, secondo una logica sequenziale.

Esistono più approcci per far ciò.

La metodologia da noi scelta è quella di ripercorrere idealmente, le fasi edificatorie dell’edificio e, di volta in volta, rivolgere l’attenzione a quanto viene realizzato in ognuna di esse.

L’economia operativa di un cantiere edile reale è assai complessa, poichè deve tenere contemporaneamente conto di molti parametri.

Infatti, dobbiamo immaginare l’edificio, realizzato, non solo, secondo una successione lineare di eventi (idealmente dal basso verso l’alto), ma anche secondo una successione circolare di eventi (cicli di lavorazione che ritornano sugli elementi stessi in più riprese, per completarli).

In virtù di una migliore suddivisione del lavoro tra impresa principale e imprese collaboratrici subappaltanti e del cash flow, cioè il flusso finanziario che serve ad alimentare la costruzione (ad esempio, prestiti bancari, prevendite di porzioni di edificio sulla carta con rateizzazioni collegate al completamento parziale, ecc.), è prassi comune suddividere i lavori e le partizioni di un edificio in due grandi aree:

1. al rustico;
2. al finito.

Nelle tavole sinottiche successive abbiamo provato ad organizzare tali concetti in un quadro sistematico.

 

Preparazione terreno

Terrazzamenti

Lavori preparatori di movimentazione del terreno.

La creazione di un piano per l’edificazione comporta, sempre, una marcata modificazione dell’area naturale, che occorrerà gestire opportunamente, per ripristinare un nuovo equilibrio geologico, vegetazionale ed ambientale. Ogni intervento di movimentazione del terreno va attentamente meditato. La compensazione tra lo scavo ed il riporto del terreno, deve sempre essere perseguita, per evitare di dovere ricorrere a cave di prestito (carenza di terreno) o a discariche (eccesso di terreno).

A - Quota del ripiano da creare artificialmente per rendere possibile ed agevole l’edificazione.

B – Perimetro dell’area dell’intervento.

C – Profilo del terreno, sezionato con un piano ideale, per evidenziarne meglio l’acclività (pendenza).

D – Sbancamenti: zona da cui asportare il materiale scavato.

E – Riporti: zona in cui collocare il materiale.

Lavori preparatori di contenimento del terreno.
Le opere di sostegno, murarie ed in terra, portano con sé un forte impatto visivo, che può essere mitigato con la messa a dimora di piante, a basso e medio fusto.
A – Muro di sostegno del terreno superiore rispetto al piano di edificazione.
B – Muro di sostegno del terreno laterale rispetto al piano di edificazione.
C – Muro di sostegno del terreno del piano di edificazione rispetto al terreno laterale.
D – Mitigazione dell’impatto visivo attraverso la messa a dimora di piante.
E – Scarpata di contenimento del piano di edificazione.
F – Lieve pendenza del terreno per favorire il deflusso delle acque meteoriche (cioè derivate dalla pioggia).
G – Muro di sostegno della scarpata di contenimento del piano di edificazione rispetto al terreno inferiore.
H – Canali di irregimentazione delle acque meteoriche.
I – Organizzazione di difesa della scarpata dall’erosione prodotta dal dilavamento della pioggia, attraverso viminate e piante

Lavori preparatori di scavo per l’allocazione degli impianti.
La rete fognaria delle acque nere va predisposta per l’allacciamento del collettore secondario a quello principale. La rete fognaria delle acque bianche (cioè meteoriche) può, in parte, essere gestita con canalizzazioni a perdere nel terreno, in parte, con l’opportuna raccolta in collettori collegati a quello principale. Anche l’erogazione di energia elettrica, gas, acqua potabile, linea telefonica, richiede una apposita predisposizione.
 A – Condotto per lo scarico fognario delle acque nere.
 B – Allacciamento al collettore principale.
 C – Allacciamento per la erogazione.
 D – Allacciamento al collettore principale.
 E – Rete gas.
 F – Rete idrica.
 G – Rete tecnica.
 H – Rete elettrica.
 I ed L – Pozzo

 

 

Strutture portanti di fondazione.

Il peso dell’edificio che grava sul terreno, necessita di una apposita distribuzione altrimenti sprofonderebbe. Sono queste le opere di fondazione. La loro dimensione può essere più o meno ampia a seconda della capacità del terreno di sopportare le sollecitazioni a compressione dell’edificio.

 A – Plinto.

 B – Cordolo di collegamento.

Strutture in elevazione

Strutture portanti di elevazione.
Lo scheletro portante dell’edificio è costituito da un reticolo di pilastri collegato da travi principali, secondarie e di bordo, cui sono collegate le solette dei vari piani. La copertura a falde richiede una trave di colmo e travi inclinate di displuvio (cantonali).
A – Pianerottolo.
B – Rampa.
C – Trave di colmo.
D – Trave inclinata di displuvio (cantonale).
E – Trave principale.
F – Trave di bordo.
G – Pilastro.
H – Soletta.
I – Trave di gronda.

Strutture in elevazione

Strutture portanti di elevazione.
Lo scheletro portante dell’edificio è costituito da un reticolo di pilastri collegato da travi principali, secondarie e di bordo, cui sono collegate le solette dei vari piani. La copertura a falde richiede una trave di colmo e travi inclinate di displuvio (cantonali).
A – Pianerottolo.
B – Rampa.
C – Trave di colmo.
D – Trave inclinata di displuvio (cantonale).
E – Trave principale.
F – Trave di bordo.
G – Pilastro.
H – Soletta.
I – Trave di gronda.

Chiusure esterne

Chiusure verticali, interne ed esterne, e coperture.
L’edificio viene completato con i muri di tamponamento esterni (in cui si aprono porte/finestre e finestre), i muri divisori interni (in cui si aprono porte) e la soletta di copertura.
A – Soletta di copertura.
B – Finestra.
C – Muri esterni di tamponamento.
D – Porta finestra.
E – Muri divisori interni.
F – Porta interna.

Rendering esemplificativo di differenti tipologie di lavori di finitura interna

Rendering interni

  

Rendering di esterni dall'alto

Rendering dal basso di lavori di finitura esterna. Un angolo in cui il giardino confina colla casa, rende bene l’idea della grande varietà di lavori di rifinitura esterna necessari: pavimentazioni, marciapiede, soglie di porte, serramenti esterni, raccolta acque, erogazione luce, sistemazioni a verde, ecc…

Corso di disegno e tecnologia: lezione 15 Strutture portanti

Struttura in elevazione.

STRUTTURE PORTANTI

Dopo le opere strutturali a contatto con il terreno, il secondo consistente intervento costruttivo è costituito dalle opere strutturali fuori terra. Le opere strutturali fuori terra risultano fortemente condizionanti per il progetto di massima, poiché investono le dimensioni ed il posizionamento degli elementi strutturali dell’edificio (muri, pilastri, travi, solai, coperture, ecc.).

Sono possibili diverse metodologie classificatorie:

1. per forma, interessante poiché si connette all’aspetto spazio-formale;
2. per materiale, interessante poiché si connette all’aspetto realizzativo;
3. per comportamento statico, interessante poiché si connette al calcolo dimensionale.

Classificazione per forma

La classificazione per forma procede per sottocategorizzazioni:

1. elementi:
   
   1. verticali;
   2. orizzontali;
   3. inclinati;
2. tipologie:
   
   1. lineari;
   2. superficiali;
3. direttrici:
   
   1. rettilinee (o piane);
   2. curve.

Abbiamo riassunto queste considerazioni in una tavola sinottica:

  

Corso di disegno e tecnologia: lezione 14 Muri di sostegno e fondazioni

Passiamo, adesso, all'opera di protezione statica del terreno per antonomasia: il muro di sostegno.

Esistono diverse maniere per classificarli:

1. in base al tipo di materiale che li costituisce;
2. in base alla forma
3. in base al comportamento statico.

In base al tipo di materiale impiegato possiamo avere:

1. muri in pietra;
   
   1. pietrame a secco;
   2. pietra squadrata;
   3. a filaretto;
   4. a opus incertum;
   5. a blocchi di tufo;
2. muri misti in pietra e laterizio;
3. muri misti in pietra e calcestruzzo;
4. muri in calcestruzzo;
   
   1. calcestruzzo semplice;
   2. calcestruzzo armato;
   3. muri prefabbricati.

Pietrame a secco

Filaretto

Opus incertum

Blocco di tufo

Pietra e laterizio

Pietra e calcestruzzo

Calcestruzzo semplice

Calcestruzzo armato

CLASSIFICAZIONE DEI MURI DI SOSTEGNO PER FORMA

Un’altra metodologia di classificazione dei muri di sostegno è quella basata sulla forma della sezione del muro.

Individuiamo allora:

1. muri a sezione rettangolare;
2. muri a sezione trapezia;
3. muri a T rovescia;
4. muri a L;
5. muri a suola multipla;
6. muri con scarpa inclinata;
7. muri con contrafforti;
8. muri con suola a dente;
9. muri a gradoni.

Classificazione dei muri per forma.

Programma informatizzato per muro di sostegno.

CLASSIFICAZIONE DEI MURI DI SOSTEGNO PER COMPORTAMENTO STATICO

E, infine, possiamo classificare i muri di sostegno secondo il loro comportamento statico. 

Individuiamo, allora:

1. muri a gravità;
2. muri elastici.

Tipologie di muri di sostegno in base al diverso comportamento statico.

Interventi sul terreno.

SCELTA DELLE FONDAZIONI E LE OPERE A CONTATTO CON IL TERRENO

Di fronte ad una offerta tipologica così vasta, per forma, materiale e comportamento statico, appare frequente, nell’allievo, una certa confusione o, quanto meno, una grande incertezza nella scelta da compiere.
Non potendosi, per ovvie ragioni, dare un consiglio univoco, abbiamo provato a creare un percorso di riflessione guidato, attraverso le cui tappe, farlo transitare, offrendogli, ad ogni snodo, una serie di opzioni.
Abbiamo, quindi, creato due diagrammi di flusso:
1. OPERE DI SOSTEGNO
2. OPERE DI FONDAZIONE
Le variabili sono molteplici, le opzioni altrettante. Nelle zone di incerta valutazione, si potrà utilizzare un metodo di scelta analogica, rispetto a quelle che sono state le soluzioni che hanno avuto migliore efficacia, in passato, in zone similari.
Nei terreni, l’esperienza consolidata vale moltissimo, quanto è più di ogni teoria. 

CASO ESEMPLIFICATIVO

Ci troviamo in una situazione di altimetria del terreno in lieve acclività.

Il tipo di intervento necessario supponiamo che sia misto con scavo e riporto.

Questo intervento porta a tre sottocasi:

1. spianamento (che non richiede nessuna opera di protezione definitiva),
2. scarpata a valle (che supponiamo di media entità, ma con una scadente meccanica del terreno, ciò porterà a scegliere un muro di sostegno a gravità),
3. scarpata a monte (che supponiamo di grande entità e con una scadente meccanica del terreno, ciò porterà alla realizzazione di un muro di sostegno elastico, con l’uso di opere di protezione provvisorie, durante la sua realizzazione).

CASO ESEMPLIFICATIVO

Supponiamo di dover realizzare la fondazione di un edificio con struttura portante puntiforme.

Dovrà essere usata una fondazione discontinua.

Supponiamo che l’entità dei carichi sia media.

Supponiamo inoltre che la qualità meccanica del terreno sia media.

La fondazione più indicata è il plinto armato.

Corso di disegno e tecnologia: lezione 13 Fondazioni

Armature di fondazioni.

La vastità della problematica affrontata è stata, nel corso dei millenni, risolta con una risposta tipologica ampia ed articolata.

Abbiamo provato a creare un quadro sinottico delle costruzioni a contatto con il terreno. Successivamente passeremo in rassegna le tipologie più utilizzate.

Cordolo.

LA SCELTA DELLA FONDAZIONE

La scelta di una fondazione è legata, a tre parametri essenziali:

1. la forma del carico da sopportare (puntiforme, lineare, superficiale);
2. l’entità del carico da sopportare (piccola, media, alta);

la capacità portante del terreno (scarsa, normale, buona, ottima).

CORDOLO

Quando la portanza del terreno è normale, la fondazione può essere a diretto contatto con il terreno.

Se l’entità dei carichi e la dimensione dell’edificio non è eccessiva, possiamo ricorrere a fondazioni di calcestruzzo non armato.

Se la struttura portante dell’edificio è a muri portanti, cioè lineare, si deve fare riferimento a una fondazione continua.

La più semplice delle fondazioni continue è il cordolo, che può essere semplice o a risega.

Cordoli di fondazione in calcestruzzo non armato, semplice e a risega. Si tratta della più semplice tipologia di fondazione continua. È adatta per piccoli edifici e terreni con discreta capacità portante.

FONDAZIONE DISCONTINUA

Se la struttura portante dell’edificio è a pilastri, cioè puntiforme, si deve fare riferimento ad una fondazione discontinua (o isolata).

PLINTO NON ARMATO

La più semplice delle fondazioni discontinue è il plinto non armato (inerte)

Cordolo armato.

CORDOLO ARMATO SAGOMATO

Quando l’entità dei carichi dell’edificio cresce, nelle fondazioni, occorre passare all’uso del cemento armato.

Se il carico è lineare, ma ingente occorre utilizzare una fondazione continua armata.

La tipologia più semplice, in questo caso, è quella del cordolo armato.

Fondazione a trave rovescia armata.

TRAVE ROVESCIA ARMATA

Se l’utilità dei carichi del muro portante è molto elevata, oppure ci troviamo di fronte ad un terreno con bassa portanza e carichi puntiformi elevati, si può ricorre ad una trave rovescia armata.

ARCO ROVESCIO

E’ questa la risposta moderna (posteriore alla scoperta del cemento armato) di una soluzione antica, quella della fondazione ad arco rovescio.

FONDAZIONE DISCONTINUA ARMATA

In caso di carico puntiforme, ma ingente, possiamo ricorrere ad una fondazione discontinua armata.

PLINTO

La tipologia fondamentale, che è anche, in assoluto, la più utilizzata, è quella del plinto.

Ne esistono di diverse categorie:

1. plinto basso;
2. plinto alto;
3. plinto nervato;
4. plinto zoppo;
5. plinto a tappo.

L’unione di più plinti crea una fondazione a zattera.

PLATEA

Quando le condizioni statiche del terreno sono molto modeste, si ricorre ad una grande soletta di fondazione: la platea.

Esistono due diverse tipologie di platee, in base al criterio di armatura:

• platea priva di alleggerimenti;
• platea nervata.

FONDAZIONI INDIRETTE

Quando le cattive caratteristiche statiche del terreno non permettono l’utilizzo di fondazioni dirette, occorre procedere, tramite pali, a fondazioni indirette.

PALI

Le fondazioni indirette sono costituite da pali, che possono essere realizzati con due diverse metodologie:

palo battuto

1. in legno;
2. in acciaio;
3. in cemento armato;

palo trivellato;

1. palo Franki;
2. palo Simplex;
3. palo Benato;
4. palo alla bentonite.

PLINTO SU PALI

Se la capacità portante di un solo palo non è sufficiente, le teste di più pali debbono essere unite con una soletta, che funge, praticamente, da plinto su pali.

Le tipologie di collegamento più usate sono:

1. a due pali;
2. a tre pali;
3. a quattro pali.

 

Corso di disegno e tecnologia: lezione 12 Sistemazione dell'area di intervento

Fondazione.

Dopo avere trattato le problematiche inerenti al terreno, passiamo, adesso, alle costruzioni vere e proprie.
La prima categoria di costruzioni che viene effettuata, è quella relativa ai manufatti che sono a contatto col terreno, in maniera parziale o totale.
Si tratta di una categoria ampia e complessa nell’esecuzione.
Ricordiamo che, la figura professionale del geometra, è abilitata solo per la progettazione e l’esecuzione di interventi di modesta entità. Ogni qual volta la complessità del calcolo è consistente, la competenza passa, obbligatoriamente, alla figura professionale dell’ingegnere strutturista.
Organizzare uno spazio aperto, dimensionalmente medio-grande, secondo zone funzionali, è un’operazione che va attentamente valutata, poiché implica, nel bene e nel male, un forte impatto sul terreno e serie conseguenze sul territorio circostante.
Il dato territoriale, se viene percepito come un limite al desiderio di realizzazione, assume solo valenze negative a cui si controbatte con interventi modificativi drastici. La consuetudine di creare vasti spianamenti artificiali, su cui edificare nuove costruzioni, con conseguenti sbancamenti, audaci edificazioni di muri di contenimento, movimentazioni di terra spropositate per l’entità dell’intervento, sono la risposta corrente all’incapacità di operare secondo il senso vero della natura. Percepite ad una distanza di qualche centinaio di metri, esse appaiono in tutta la loro improvvida crudezza, come cicatrici insanabili del territorio.
La movimentazione e la necessità di trasferire i carichi dell’edificio al terreno, devono essere compensate con opere di sostegno (muri e scarpate), di ripartizione (fondazioni) e di isolamento (drenaggi, vespai, intercapedini).
Si tratta di interventi indispensabili, complessi ed onerosi, che vanno tuttavia predisposti per tempo in base alle condizioni statiche del terreno e la cui insufficiente realizzazione, può portare a danni gravissimi e permanenti (cedimenti, crolli, infiltrazioni, insalubrità dell’edificio), pregiudicando a volte la funzionalità o addirittura l’utilizzo dell’edificio stesso.
Questi interventi sono, anche, l’occasione per una riflessione sul ruolo del tecnico e sul senso che diamo alla sua bravura professionale.
Vi è un luogo comune da sfatare. Non è certo un bravo tecnico quello capace di costruire il muro di sostegno inutilmente più alto.
Di queste dimostrazioni di arroganza tecnica ne facciamo volentieri a meno. Sono solo la manifestazione di una carica di aggressività che segnala quanto pericolosamente abbia perduto il senso di un armonico rapporto con il dato territoriale.
Occorrerebbe che, come si diceva scherzosamente un tempo, vada un po’ a zappare la terra, non per una sorta di punizione corporea o di una retrocessione dello status sociale del suo livello lavorativo, ma per comprendere a fondo, dalla quotidianità del lavoro dell’agricoltore, il senso vero del terreno.
Viceversa, il tecnico più bravo è quello che, grazie ad un paziente lavoro di comprensione del territorio, sa adeguare il proprio intervento al dato contestuale, limitando al massimo le modifiche ed inserendosi con una naturalezza di tipo quasi mimetico.
E’, insomma, il tecnico che sa costruire il muro di sostegno più basso.
L’eredità territoriale, che abbiamo ricevuto, non è delle più felici da gestire. Deriva da un’epoca di abbandono delle zone agricole e boschive e da una cementificazione indiscriminata delle zone urbane.
A causa dei dissesti idrogeologici, le conseguenze che paghiamo, in danni milionari e vite umane, sono all’ordine del giorno.
Tuttavia, si è ancora lontani da una giusta ed equilibrata mentalità di attenzione alla gestione del territorio, che il nostro intervento può modificare in termini netti, talvolta, positivamente, più spesso, negativamente.
Quando modifichiamo l’assetto territoriale (specie con movimentazioni di terra e pavimentazioni), occorre sempre pensare che, l’antico equilibrio, è stato raggiunto in tempi assai lunghi (che possono essere, ora di decine di anni, ora, anche di centinaia di milioni di anni), grazie ad un mix fatto di caratteristiche geomorfologiche-vegetazionali, modellate da fattori naturali (vento, pioggia, gelo) ed attività operative (forestazione, agricoltura, pastorizia).
Quali conseguenze comporta modificarle?
Intervenire, responsabilmente, sul terreno, vuol dire saper usare il dato contestuale come valore aggiunto del progetto, che va tutelato e messo a frutto, conferendogli maggior efficacia espressiva e durevolezza. Ogni modifica, perché abbia senso, deve, quindi, ricondursi ad un intervento che porti il terreno a raggiungere, in brevissimo tempo, un nuovo equilibrio permanente, ad una valenza più alta della precedente.
Quando parliamo di valore aggiunto territoriale, indichiamo alcuni precisi obiettivi progettuali generali:
1. L’utilizzo dello spazio verde deve portare considerevoli benefici fruizionali.
2. L’area verde, intesa come microspazio in sé, deve ricevere un incremento estetico.
3. La valenza paesaggistica dell’area verde deve risultare conforme al macrospazio ambientale che la circonda.
4. Il funzionamento idrogeologico dell’area verde deve essere perfetto in sé e non portare conseguenze negative in un contesto più ampio.

 

Bacino imbrifero.

LA GESTIONE DELL’AREA COME MINI BACINO IMBRIFERO 

DA VALORIZZARE VEGETAZIONALMENTE

Occorre dire, onestamente, che, nel perseguire il raggiungimento degli obiettivi generali propostici, siamo ancora distanti dall’aver messo a punto strategie, metodologie e procedure, certe e collaudate, da poterle presentare come indicazioni generali, da applicare in grande scala. 

Tuttavia, pur con tutte le precauzioni del caso, un metodo sembra aver dato risultati apprezzabili. Esso si basa su di un approccio di simulazione, per cui si deve considerare l’area di intervento, sotto il duplice aspetto di sistema naturalistico ed idraulico circoscritto, che va mantenuto in armonia con un sistema più ampio. 

Particolare attenzione va riservata alla zona nella sua complessità, come se si trattasse di un bacino imbrifero in miniatura, da valorizzare vegetazionalmente. 

Vanno, specialmente curati, gli aspetti seguenti:

1. Pendenze dei versanti.

2. Displuvi.

3. Compluvi.

4. Consolidamenti naturalistici delle scarpate.

5. Potenziamento delle capacità di assorbimento delle superfici (verdi o pavimentate).

6. Canalizzazioni.

7. Creazione di zone di raccolta e provvista idrica.

8. Rinaturalizzazione.

Queste raccomandazioni, diventano ancora più pressanti, quando gli interventi contengono, al proprio interno, aree di superficie maggiore di 500 mq, che si rendono, artificialmente, pianeggianti (parcheggi, campi da gioco, piscine, capanni).

Sistemazione di un appezzamento di territorio appenninico scosceso. Riportiamo il progetto dei terrazzamenti di adeguamento per un’area circostante un piccolo edificio rurale. Piante e sezioni.