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La struttura portante nel progetto di una casa

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L’ideazione di una struttura portante rappresenta il primo passo nel progetto di una casa. Ma com’è fatto lo scheletro di un’abitazione e di quali parti si compone? Cerchiamo di parlarne in questo articolo in maniera molto semplice.

La struttura portante nell’ideazione del progetto di una casa è la prima tappa fondamentale. Essa rappresenta lo scheletro di un organismo architettonico.
Similmente al corpo umano, infatti, una casa possiede delle ossa (muri portanti, travi, pilastri), dei muscoli (pavimento, tetto, muri di tamponamento, muri divisori, balconi), una pelle (rivestimento esterno), degli apparati (impianto idrico, fognario e di riscaldamento). Qui cercheremo, in maniera molto semplice, di capire com’è fatto una parte di questo organismo.

1.0. Le tipologie strutturali

Vi sono essenzialmente tre tipologie di strutture portanti.
1) Sistema a muri portanti
2) Sistema a telaio (travi + pilastri)
3) Sistema misto (muri portanti + travi + pilastri).

2.0. LA STRUTTURA PORTANTE IN MURATURA

La tipologia strutturale in muratura portante, vede il tetto appoggiarsi sul muro che lo sostiene, per tutta la sua lunghezza. Esso rappresenta uno dei più antichi sistemi inventati nella storia per edificare una casa. Vi sono reperti archeologici che testimoniano la presenza di mura portanti sin dalla preistoria.
I romani svilupparono particolari tecniche di opere murarie che chiamarono “opus” e che diffusero in tutto l’impero:

  1. Opus Incertum
  2. pietre di misura diseguale poste con le facce combacianti tra loro posate con la malta;

  3. Opus Caementicium
  4. pietre mescolate al cemento realizzato con calce viva, cenere vulcanica, tufo vulcanico e acqua di mare;

  5. Opus Reticulatum
  6. pietre a base quadrata disposte in diagonale;

  7. Opus Quadratum
  8. pietre tagliate a parallelepipedo disposte in file orizzontali;

  9. Opus Testaceum
  10. detto anche opus latericium, fatto da mattoni;

  11. Opus Mixtum
  12. sullo stesso paramento murario sono presenti sia l’opus reticulatum l’opus testaceum.

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2.1. LE FONDAMENTA DELLA MURATURA PORTANTE

La muratura portante veniva realizzata effettuando uno scavo profondo fino a far affiorare dal terreno lo strato di roccia. Sulla roccia solida si basavano dunque le fondamenta. Tale scavo veniva effettuato per tutta la lunghezza del muro, e successivamente veniva riempito con delle pietre insieme al cemento ottenuto come descritto sopra. Questa tecnica viene chiamata “muratura a sacco”.

2.2. LA MURATURA PORTANTE OGGI

Oggi il sistema a muratura portante non si usa quasi più, perché è stato sostituito dalla moderna tecnologia in calcestruzzo armato che utilizza un sistema a travi e pilastri.
Tuttavia, esistono ancora, in varie parti d’Italia, costruzioni che vengono realizzate in muratura portante.
Le pietre che venivano sbozzate a mano sono state sostituite però da prodotti industriali moderni più leggeri ma ugualmente resistenti, come il laterizio forato, o i blocchi in calcestruzzo. Nei blocchi di laterizio forato, in alcuni casi, vengono inseriti dei ferri, in questa maniera, parliamo di “muratura armata”. Mentre esistono in commercio blocchi di calcestruzzo portante. Nelle regioni più a Sud d’Italia si continuano ad usare anche i blocchi di tufo.
Le fondamenta della muratura portante, oggi vengono realizzate effettuando sempre uno scavo per tutta la lunghezza del muro. Ma esso viene riempito con una “trave rovescia”: una trave cioè realizzata contro-terra, a contatto col terreno, utilizzando dei casseri in legno. Nei casseri vengono sistemati dei ferri per tutta la lunghezza del muro e successivamente viene colato il calcestruzzo.

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3.0. La struttura portante a telaio

3.1. L’INVENZIONE DEL CALCESTRUZZO ARMATO

L’invenzione del calcestruzzo armato nel 1800, ha rivoluzionato completamente la costruzione delle strutture portanti. Esso è l’unione di due materiali, diversi tra loro: il calcestruzzo e l’acciaio. Gli elementi così assemblati sfruttano appieno le caratteristiche prestazionali di ciascun componente: la resistenza a compressione del calcestruzzo, e quella a trazione dell’acciaio. Infatti, una trave realizzata in calcestruzzo armato, può anche leggermente flettersi, perché al suo interno contiene un materiale altamente elastico qual è l’acciaio.
Il moderno calcestruzzo, differente dall’antico Betunium romano, è una miscela di legante (cemento industriale), acqua e aggregati fini e grossi (sabbia e ghiaia). Il dosaggio di calcestruzzo per avere 1 metro cubo di impasto è il seguente:

– Sabbia di fiume = 0,400 mc.
– Ghiaia di fiume = 0,800 mc.
– Cemento = 300 kg
– Acqua = 120 litri

Le barre, o tondini, sono in acciaio al carbonio, e devono avere una superficie esterna zigrinata che ha la funzione di migliorare l’aderenza della barra all’interno del calcestruzzo ed impedirne lo sfilamento.

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3.2. IL SISTEMA A TELAIO

Il telaio strutturale in calcestruzzo armato è una vera e propria “gabbia” costituita da elementi verticali (pilastri) e elementi orizzontali (travi).

3.3. IL PILASTRO

I pilastri sono gli elementi verticali della “gabbia” chiamata telaio. Sono realizzati in calcestruzzo armato e rappresentano le “colonne portanti” della struttura.
Partono dalle fondamenta con dei parallelepipedi costruiti sempre in calcestruzzo armato, chiamati “plinti”. Il plinto, avendo una base più larga del pilastro, serve a ripartire meglio il carico di questo sul terreno. Esso deve essere poggiato o meglio, “basato”, sempre sulla roccia viva per avere una base resistente sulla quale realizzare la costruzione.
In presenza di terreni friabili, o limosi, si utilizzano altre tipologie di fondamenta come la platea, o i pali.

3.4. LA TRAVE

La trave è l’elemento orizzontale del telaio strutturale. Anch’essa è realizzata in calcestruzzo armato.
Serve a collegare tra loro i pilastri e a far appoggiare quindi la copertura realizzata con un solaio piano o con un tetto a spiovente.

4.0. La struttura portante mista (muri portanti + travi + pilastri)

Nel sistema misto “telaio + muri portanti”, si ritrovano nella stesso edificio le due tipologie di struttura portante. Solitamente, in una casa, li ritroviamo insieme quando vi sono stati degli ampliamenti di antiche strutture. Dunque, la parte più antica presenta il sistema a muratura portante, mentre la parte più moderna, quella a telaio con travi e pilastri.

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