Aspetti realizzativi e di calcolo strutturale di un edificio in c.a. per civile abitazione

Aspetti realizzativi e di calcolo strutturale di un edificio in c.a. per civile abitazione 
 
                                                                                              
Cap.1 – Introduzione                                                                                                                   2 
 
 
 
 
                                     
Fig.1-1 Misuratore laser                                                  Fig. 1-2 Teodolite 
                                                                                         elettronico 
 
 
1.2 Risultati raggiunti 
Gli obiettivi del tirocinio sono stati quelli di osservare praticamente come avviene la 
realizzazione di una struttura in c.a., come vengono posti in opera i diversi elementi 
strutturali, quali accorgimenti pratici si adoperano e quali difficoltà o problematiche 
tecnologiche possono verificarsi. Dunque, a mio parere, l’esperienza del tirocinio è risultata 
molto utile dal punto di vista formativo come momento di avvicinamento all’esercizio della 
professione. 
Tuttavia, ritengo che sia fondamentale ricordare che un’esperienza del genere può essere fatta 
solo a valle di un’adeguata e solida formazione teorica inerente le costruzioni in c.a., svoltasi 
nell’ambito del corso di studi universitari e in particolare nel corso di Tecnica delle 
Costruzioni I. 
A tal proposito condivido appieno con il dott. ing. Enzo Martinelli la celebre frase di 
Leonardo da Vinci: “Quelli che s’innamoran di pratica senza scienza, son come il nocchiere, 
ch’entra in naviglio senza timone o bussola, che mai ha certezza dove si vada”.  
Spero anche che il lavoro da me svolto, per quanto riguardi un caso particolare e modesto di 
struttura in c.a., possa offrire dei contenuti e contributi di carattere generale al grande ambito 
della tecnica e della tecnologia delle costruzioni. 
 
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Cap.1 – Introduzione                                                                                                                   3 
 
1.3 Generalità sulle costruzioni in c.a. e descrizione del caso-studio 
Le costruzioni in c.a. appartengono alla grande categoria delle strutture puntiformi ed 
intelaiate. Queste sono costituite dall’intersezione tridimensionale di un reticolo di travi e 
pilastri che formano una gabbia articolata, nella quale il processo di scarico delle forze 
avviene dai solai alle travi e da queste ai pilastri e per ultimo alle fondazioni. Il telaio piano, 
nella sua espressione più semplice e teorica, è costituito da un orizzontamento ad asse 
rettilineo orizzontale perfettamente incastrato a due piedritti ad asse rettilineo verticale. La 
ripetizione dell’elemento telaio in orizzontale origina telai multipli orizzontali (caratteristici di 
capannoni), mentre la ripetizione in verticale origina telai multipli verticali (caratteristici di 
edifici del tipo a torre). La ripetizione dell’elemento telaio in orizzontale e in verticale genera 
gli schemi strutturali a gabbia o scheletro indipendente. Queste strutture sono anche dette 
puntiformi poiché la scarico delle forze avviene in punti isolati, il carico che ciascun pilastro 
trasmette alla fondazione è un carico concentrato. 
La struttura in esame è una struttura intelaiata in c.a. gettato in opera, destinata a civile 
abitazione, costituita da tre impalcati e da un piano interrato destinato ad autorimessa. Si tratta 
di una struttura a pianta rettangolare, in cui la larghezza è costituita da un’unica campata e la 
lunghezza è costituita da quattro campate più vano scala laterale che collega tutte le unità 
immobiliari. 
Le strutture in calcestruzzo armato gettato in opera, come quella esaminata, sono in genere 
caratterizzate da un maggior peso proprio e sono inoltre realizzate con procedimenti più lenti 
di altri, dato che per ogni livello sono necessarie le operazioni di allestimento delle 
casseforme, getto del conglomerato, maturazione e disarmo delle casseforme. La costruzione 
con getto in opera è inoltre esposta ai condizionamenti del clima, mentre ad esempio il 
calcestruzzo armato prefabbricato e l’acciaio vengono lavorati principalmente all’interno di 
officine. 
Nelle strutture a gabbia, i muri sono detti di tamponamento poiché non hanno funzione 
portante ma sono portati dalle travi e dai pilastri, ed hanno soltanto la funzione di delimitare 
gli ambienti interni verso l’esterno. In questo caso sono del tipo a cassa vuota, con la parte 
esterna costituita da elementi forati in laterizio doppio UNI, legati con malta cementizia, 
mentre la parte interna è costituita da laterizi forati di cm 8; tra le due pareti vi è 
un’intercapedine per la posa del materiale di coibentazione termica.  
Le tramezzature interne saranno realizzate in questo caso con laterizi forati da cm 8, ma 
possono anche essere realizzate con lastre in gesso fornite al perimetro di un incastro che 
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Cap.1 – Introduzione                                                                                                                   4 
 
viene incollato con leganti speciali, oppure con pannelli autoportanti realizzati in calcestruzzo 
leggero cellulare, o in doppia fodera di carton gesso con nido d’ape in cartone plastificato, o 
in gesso alveolato. Il peso unitario di questi pannelli è dell’ordine di 60-90 kg/mq per il 
calcestruzzo leggero nello spessore di cm 8-10 e di 55 kg/mq per il gesso alveolato da cm 10, 
e si può pertanto osservare che oltre al vantaggio di una rapida posa in opera si ha per questo 
tipo di divisori quello di una notevole riduzione del carico semipermanente sul solaio e più in 
generale sull’intera struttura. Ci sono anche divisori prefabbricati spostabili dotati di profili di 
fissaggio a pavimento ed a soffitto. 
Le pareti esterne dell’edificio studiato saranno intonacate con malta cementizia, mentre le 
parti del cemento a faccia vista saranno trattate con adeguate pitture epossidiche, affinché 
siano poste in risalto e conseguentemente protette dagli agenti atmosferici. La copertura sarà 
realizzata a terrazzo nella parte esterna dell’attico, mentre la restante parte sarà realizzata a 
tetto, con orditura ad una falda in c.a. e manto di copertura costituito da tegole bituminose. 
I pavimenti e i rivestimenti delle pareti della cucina e dei servizi igienici saranno realizzati in 
piastrelle di ceramica, mentre le scale e le soglie saranno realizzate con pietra da taglio. 
L’area è servita da tutte le opere di urbanizzazione, pertanto sono previste le realizzazioni  e 
gli allacci in rete per lo smaltimento delle acque nere, per l’approvvigionamento idrico, per 
l’allaccio della linea elettrica, telefonica, ecc. 
Di seguito sono riportate le piante dei vari livelli (fig. 1-3) e i prospetti (fig. 1-4), tratti dal 
progetto architettonico della struttura. Il prospetto sud non è stato riportato poiché si tratta di 
una facciata completamente cieca. 
Si può rilevare che l’orientamento della struttura, dal punto di vista di asse eliotermico (tutte 
le aperture sono rivolte a nord) e la disposizione spaziale (è una struttura stretta e lunga) non 
sono delle migliori. Tuttavia queste sono state delle scelte pressocchè obbligate da parte del 
progettista per la particolare conformazione geometrica del lotto a disposizione. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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PIANTA PIANO INTERRATO
PIANTA PIANO TERRA
PIANTA PIANO PRIMO
cucinaw.c.salotto/soggiornoletto
INGRESSO
w.c.letto
PIANTA PIANO SOTTOTETTO
cucinaw.c.salotto/soggiornolettow.c.letto
sottotetto
w.c.
 
Fig. 1-3 Piante piano interrato, terra, primo e sottotetto 
 
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PROSPETTO NORD
PROSPETTO EST PROSPETTO OVEST
Fig. 1-4 Prospetti 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Cap.1 – Introduzione                                                                                                                   7 
 
1.4 Sviluppi futuri 
L’esperienza di tirocinio è sempre un’occasione utile e importante per coniugare gli aspetti 
teorici inerenti la progettazione di un’opera di ingegneria civile con gli aspetti pratici di 
realizzazione della stessa. Teoria e pratica sono in effetti strettamente correlate e 
interdipendenti, infatti il modello teorico nasce da una schematizzazione che tende ad essere 
quanto più vicina alla complessità del modello reale, che viene osservato e rielaborato 
secondo gli strumenti analitici a disposizione. Allo stesso tempo, l’applicazione di regole 
pratiche, pur se consolidate dall’esperienza, senza una conoscenza teorica di base possono 
indurre ad errori più o meno gravi. Ed è proprio nell’ottica di “sperimentare” quanto acquisito 
teoricamente, che mi auguro di poter partecipare a nuove esperienze di tirocinio inerenti  
opere di ingegneria civile al fine di arricchire ed ampliare la mia formazione professionale.
  
CAPITOLO 2 
Fasi esecutive 
 
 
Aspetti realizzativi e di calcolo strutturale di un edificio in c.a. per civile abitazione 
Cap.2 – Fasi esecutive                                                                                                              8 
2.1 Scavo di fondazione 
Uno scavo, anche minimo, è necessario per qualsiasi edificio. Innanzitutto è necessario 
rimuovere gli strati di terreno organico, il quale è soggetto a processi di decomposizione ed è 
per questo estremamente compressibile sotto carico. Questo strato di terra fertile potrebbe 
essere riutilizzato a fine lavori per la sistemazione del verde intorno all’edificio. 
Scopo dello scavo è, generalmente, quello di raggiungere in profondità gli strati di terreno 
caratterizzati da una resistenza appropriata. Inoltre lo scavo serve a proteggere il piano di posa 
dalle acque meteoriche e dall’azione erosiva del vento; nei climi freddi, dal congelamento 
invernale degli strati superficiali del terreno. Infatti il congelamento porta ad aumenti di 
volume del terreno che possono sollevare e danneggiare le strutture in elevazione. Dunque il 
piano di posa della fondazione, in questi casi, deve essere al di sotto della linea di 
congelamento. Spesso, come per la struttura in esame, lo scavo ha anche la funzione di 
procurare lo spazio necessario alla costruzione di un piano interrato con varie destinazioni 
(parcheggi, impianti, magazzini o anche ambienti abitabili). 
Diverse sono le macchine usate per lo scavo e lo spostamento dei terreni: escavatori di vario 
tipo (a cucchiaio, a benna), pale meccaniche, autocarri per il trasporto del terreno. 
Nel caso analizzato, il piano di posa delle fondazioni è stato ricavato ad una profondità di 
circa  4.50 m rispetto al piano di campagna naturale.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.2  Realizzazione fondazione 
La struttura di fondazione ha la funzione di trasmettere al suolo i carichi dell’edificio. Le 
fondazioni si dividono in due grandi categorie: fondazioni dirette e fondazioni indirette. Le 
prime sono quelle che trasmettono il carico al terreno per pressione diretta sul piano di posa; 
le seconde quelle che agiscono in profondità sul terreno attraverso l’interposizione di 
elementi, detti pali di fondazione. I principali fattori che determinano la scelta del tipo di 
fondazione da adottare sono: 
-    le caratteristiche fisico-meccaniche e il tenore idrico del terreno; 
-  i requisiti strutturali, quali carichi delle fondazioni, lo schema statico e geometrico, la 
profondità del piano di posa. 
Dalla relazione geologica si rileva che nella porzione di sottosuolo direttamente interessata e     
indagata, non si è riscontrata la presenza di significativi accumuli idrici, tali da influenzare il 
comportamento meccanico e dinamico del terreno. Studi specifici realizzati dall’Autorità di 
Bacino  Sarno classificano, per quanto riguarda il rischio frane, l’area oggetto di intervento a 
pericolosità e rischio moderati. Il rilevamento geologico mediante prove penetrometriche ha 
consentito di stabilire che il terreno in questione è costituito dal piano campagna fino a 9.50 m 
da sabbia limosa. A seguito di tali studi e dell’analisi dei carichi, è derivata la scelta di una 
fondazione diretta, superficiale del tipo a platea (figure 2-1 e 2-2) in maniera da ripartire i pesi 
trasmessi dalle strutture verticali sull’intera superficie coperta dal fabbricato, ottenendo un 
carico unitario più basso compatibile con i valori di portanza del terreno. 
Sono state eseguite dunque le seguenti operazioni: 
- getto di un sottofondo di calcestruzzo magro con la funzione di realizzare un piano 
orizzontale regolare e pulito sul quale disporre le armature della fondazione; 
- casseratura 
-  della platea con tavole di legno adeguatamente puntellate in modo da non deformarsi 
sotto il peso e la pressione di fluido del calcestruzzo fresco; 
- disposizione delle armature della platea : ferri Ф14/25 cm nelle due direzioni ortogonali, 
superiormente e  inferiormente; nelle zone maggiormente sollecitate della platea sono stati 
previsti dei raffittimenti rispetto alla rete base, disponendo ferri Ф14/14,16 o 20 cm; 
- disposizione delle armature di attesa dei pilastri; 
- getto del cls per uno spessore della platea pari a cm 50; 
- nel momento in cui si è avuta la maturazione del conglomerato, è seguito il successivo 
disarmo delle casseforme.  
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Fig 2-1 Armatura della platea di fondazione e ferri di attesa dei pilastri 
 
 
Fig. 2-2 Armatura della platea e del muro di contenimento interrato 
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2.3  Realizzazione del muro di contenimento interrato e dei pilastri del 
piano interrato 
La struttura è complessivamente costituita da 12 pilastri, tutti di sezione 35x70 cm, che 
salgono tutti sino al terzo impalcato senza riseghe, mentre solo 6 sono di sostegno per la 
copertura. 
L’interrato (fig. 2-2) è chiuso sui lati sud, ovest ed est da muri di contenimento in c.a. 
incastrati alla platea e armati con ferri verticali Ф14/30 cm e ferri ripartitori trasversali 
Ф14/25 cm. 
Per quanto riguarda i pilastri, si eseguono le seguenti operazioni: 
- a partire dai ferri di attesa emergenti dalla platea per una lunghezza di circa 1 m, si vanno 
a sovrapporre a questi, tramite filo di ferro, i ferri longitudinali Ф16 dei pilastri di 
sostegno del primo impalcato. Questi a loro volta avranno una lunghezza tale da emergere 
dal primo impalcato di circa 1 m, in modo da consentire il collegamento con l’armatura 
dei pilastri sovrastanti. I pilastri sono dotati anche di una serie di staffe trasversali Ф8, che 
servono ad assorbire gli sforzi di taglio e al contempo svolgono la funzione tecnologica di 
mantenere le barre longitudinali durante il getto, limitano l’effetto Poisson e dove sono 
fitte (nelle zone nodali) esercitano anche un’azione di cerchiatura del cls che ne eleva la 
resistenza e la duttilità; 
- le armature devono essere sistemate in modo che i ferri siano distaccati dalle sponde del 
cassero, per consentire al calcestruzzo gettato di avvolgere completamente i ferri 
proteggendoli con un adeguato copriferro; 
- si dispongono le casseforme costituite da pannelli di legno disposte secondo la forma del 
pilastro e tenute insieme da tavole di legno più piccole fissate con chiodi e da cravatte 
metalliche perimetrali per contrastare le considerevoli pressioni esercitate dal 
conglomerato fresco sulle casseforme; per assicurare il mantenimento della posizione 
verticale le casseforme vengono puntellate con travi di legno oblique; una volta complete 
le casseforme vengono attentamente ispezionate per assicurarsi che siano perfettamente 
allineate e a piombo, sufficientemente resistenti e dotate di sostegni adeguati; 
- si esegue il getto facendo colare il calcestruzzo per mezzo di pompe. Man mano che viene 
colato nella cassaforma il calcestruzzo viene costipato sottoponendolo più volte a 
vibrazione; quando adeguatamente compattato, raggiunta l’altezza prefissata, si procede 
alla livellatura della superficie, quindi si copre la cassaforma con un foglio di plastica o di 
tela; 
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- quando il conglomerato è sufficientemente maturo, le casseforme vengono disarmate, 
togliendo prima gli elementi di sostegno e poi i pannelli. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.4  Realizzazione di solai, travi e pilastri del primo livello 
Il primo impalcato si presenta a pianta rettangolare in cui la larghezza è costituita da un’unica 
campata di luce 4.6 m e la lunghezza è costituita dalla successione di quattro campate più 
vano scala laterale. Le travi perimetrali sono emergenti ed hanno tutte sezione 35x60 cm, 
mentre le travi, che collegano i due lati paralleli più lunghi, sono a spessore di solaio ed hanno 
sezione 85x 24 cm. I solai sono del tipo latero-cementizi gettati in opera, orditi secondo la 
luce più piccola che corrisponde proprio a quella della larghezza della struttura. Sono previsti 
altresì lungo i lati nord ed ovest del primo impalcato degli sbalzi di 1.20 m. 
Si riportano le seguenti fasi costruttive: 
- realizzazione delle casseforme per le travi e del tavolato per il solaio (fig. 2-4). La 
casseratura richiede ovviamente una preliminare ed adeguata opera di puntellatura (fig. 2-
3) atta a sostenere il peso della casseratura stessa, del ferro, del conglomerato cementizio 
durante il getto e degli operai; 
- disposizione delle armature delle travi emergenti (fig. 2-6) e a spessore di solaio (fig. 2-7): 
ferri dritti e monconi Ф16  e staffe Ф8; 
- costituzione di filari di blocchi di calcestruzzo alleggerito da trave a trave accuratamente 
allineati e opportunamente distanziati per predisporre il successivo alloggiamento dei 
travetti (fig.2-8); 
- posa in opera delle armature metalliche dei travetti, destinate ad assorbire gli sforzi di 
trazione sia in campata che sulle travi di appoggio; il singolo travetto è stato armato con 
due ferri dritti Ф14 nella parte inferiore, 1 ferro dritto Ф14 nella parte superiore che si 
allunga nello sbalzo dove è piegato a molla; limitatamente alle zone prossime alle travi è 
posto un moncone Ф14 in corrispondenza delle fibre superiori tese; 
- posa in opera delle armature di ripartizione dei carichi Ф8/25 cm, disposte trasversalmente 
all’orditura dei travetti, appoggiate sui laterizi forati, necessarie per ripartire fra tutti i 
travetti i carichi concentrati e così impedire lesioni longitudinali per i diversi 
comportamenti flessionali dei travetti caricati rispetto a quelli limitrofi scarichi. Le 
armature di ripartizione hanno altresì il compito di conferire un irrigidimento nel piano 
orizzontale, per cui spesso sono sostituite da reti elettrosaldate; 
- abbondante bagnatura sia del tavolato che dei forati per allontanare polveri e, soprattutto 
per impedire sottrazione di acqua di impasto dal conglomerato di getto, con conseguente 
diminuzione della resistenza finale; 
- getto e vibrazione del conglomerato; 
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- spesso, come in questo caso, per migliorare ulteriormente la distribuzione dei carichi 
accidentali, si fa ricorso al “travetto rompitratto” trasversale ai travetti del solaio e 
realizzato verso la mezzeria interrompendo per una ventina di cm la continuità dei filari 
dei laterizi forati. Il travetto rompitratto è armato con quattro barre diritte e con staffette 
ed è consigliabile per solai di luce superiore ai 5-6 m, indispensabile in presenza di forti 
carichi concentrati. Le zone di attacco fra un solaio e le travi portanti sono particolarmente 
importanti dal punto di vista statico, infatti data la notevolezza della sollecitazione 
tagliante, la sezione resistente di larghezza uguale a quella del travetto è insufficiente; 
allora si adotta l’accorgimento di arretrare, rispetto alle travi, l’inizio dei filari di blocchi 
forati di una certa quantità che, se costante, determina la fascia piena, se a filari alterni si 
determina la fascia semipiena. 
- per quanto riguarda i pilastri si eseguono le stesse operazioni descritte nel paragrafo 2.3 . 
 
 
 
 
Fig. 2-3 Puntellatura