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TEORIA E TECNICA DELLE COSTRUZIONI STORICHE
(PROF. PAOLO FACCIO – UNIVERSITA’ IUAV DI VENEZIA)
A.A. 2014 - 2015
LEZIONE N. 3 : FONDAZIONI E SOSTRUZIONI 1
Tempio delle Fortuna Primigenia a Palestrina - Roma
Trattati e qualità muraria
La Regola dell’Arte nelle murature
•Regolarità dei corsi orizzontali
•Squadratura regolare dei conci
•Verticalità della muratura
•Non allineamento dei giunti verticali
•Qualità dei blocchi
•Qualità della malta
•Ammorsamento trasversale dei blocchi :
ingranamento
Murature in materiale lapideo
e mista
Muratura omogenea :
Composta da elementi lapidei di grande
dimensione può presentarsi con
apparecchiatura con malta di calce inerte
e terra, con inseriti elementi di minor
dimensione per ridurre la presenza di
vuoti – rincocciatura- (a), presenza di
maggiore regolarità dei conci con giunti
costituiti sempre da calce inerte e terra
con ridotta presenza di rincocciatura (b),
corsi con materiale lapideo disposto in
maniera prevalentemente orizzontale.
Per paramenti di grande spessore
possono essere presenti paramenti
esterni con riempimenti di schegge e
abbondante ricorso a malta
Schema di sezione
Muratura disomogenea : presenza
di pochi elementi lapidei di grande
pezzatura, disposti
prevalentemente nei cantonali,
ampia presenza di malta con
capacità strutturali discrete solo in
presenza di grandi spessori – 80 –
100 cm-.
Presenza di muratura a cassetta e
riempimenti con presenza
abbondante di malta
Schema di
sezione
Muratura listata o mista: murature in
pietrame di varia pezzatura e dimensione,
con presenza di giunti di malta più o meno
consistenti. Ad intervalli regolari di circa
70 – 80 cm, sono presenti corsi in laterizio
che attraversano completamente lo
spessore del muro – corsi di ripianamento
– conferendo grande qualità strutturale
alla muratura.
Schema di sezione
Murature a secco : murature a varia pezzatura dei blocchi, prive di
malta e aggregazione in relazione all’ingranamento dei conci. Nel
caso di costruzioni vengono utilizzati conci di grande dimensione
per fori porta finestra, soglie, gradini, cantonali
Schema di sezione
G.B. Piranesi Antichità di Cora
descritte ed incise da G.B.
Piranesi 1764
Ercolano casa a Graticcio
Tratto da M. Bianchini Le tecniche edilizie nel mondo antico,
ed. Dedalo 2008
L’OPUS AFRICANUM
Il nome di questa tecnica indica con chiarezza l’area in cui essa fu
maggiormente utilizzata. Tuttavia, anche se sembra che l’origine vada
fissata nell’Africa settentrionale, essa, per il tramite dei Cartaginesi, venne
introdotta in Sicilia e nell’Italia meridionale, dove sono noti molti esempi.
Da un punto di vista tecnico, l’opus africanum è costituito da catene verticali
di blocchi nelle quali si alternano pietre verticali e orizzontali, le ultime
più larghe delle prime. Queste catene costituiscono gli elementi portanti
del muro, collegati tra loro da file orizzontali di pietre più piccole.
Abbiamo dunque una tecnica «a ossatura e riempimento» del tutto simile
all’opera a graticcio. È per questo motivo che gli archeologi italiani la
definiscono opera a telaio. In effetti la rarità del legno ha fatto nascere
nell’architettura cartaginese l’idea di ricorrere alla pietra, creando grossi pali
di pietra, collegati da riquadri di pietre più piccole che, a seconda del tipo
di taglio che avevano ricevuto, potevano essere accostate a giunti vivi
ovvero legate con argilla.
Esempio di opus africanum a Pompei, telaio in
travertino e riempimento in pietre laviche ( sopra)
G. Rusconi I dieci libri
dell’Architettura, 1660
Incerta
Massi posti in opera come
venivano estratti dalla cava,
disponendo in facciata il lato
planimetricamente regolare.
Malta povera e abbondante
Opus caementicium, rappresenta il
nucleo di una muratura con vari
rivestimenti. Composto da spezzoni
lapidei, caementa, impastati con malta
di calce e sabbia (preferibilmente
pozzolana. I caementa sono costituiti
da sassi, o scapoli o frammenti di
pietra sostituiti progressivamente del
tutto o in parte da materiale fittile. La
malta è composta da tre parti di
pozzolana e una di calce spenta,
oppure due parti di sabbia di fiume e
una di calce spenta. Quasi mai
costituisce una paramento senza
rivestimento ad eccezione delle
fondazioni
UNA COSTRUZIONE PUO’ ESSERE CONSIDERATA COME UN SISTEMA DI
ELEMENTI VARIAMENTE CONNESSI IN GRADO DI TRASFERIRE A TERRA FORZE
DISPOSTE IN VARI PUNTI DELLO SPAZIO
L’EQUILIBRIO DELLE FORZE A TERRA AVVIENE
PER MEZZO DEL SISTEMA COSTRUTTIVO
DEFINITO FONDAZIONE
LE FONDAZIONI RAPPRESENTANO L’ELEMENTO DI TRASFERIMENTO A TERRA
DEI CARICHI
IL SISTEMA DELLE FONDAZIONI DEVE ESSERE IN GRADO DI TRASFERIRE I
CARICHI IN RELAZIONE ALLE CARATTERISTICHE DEL TERRENO
LA CAPACITA’ DEL TERRENO, INTESA COME PORTANZA, DEVE ESSERE IN
GRADO DI SODDISFARE LE SOLLECITAZIONI TRASMESSE DALLA COSTRUZIONE
FUORITERRA, INTESA COME DOMANDA.
LE CARATTERISTICHE MECCANICHE DEL TERRENO
Densità, massa del terreno riferita all'unità di volume
Porosità, volume degli spazi vuoti del terreno come rapporto percentuale sul volume
totale
Adesione, forza con cui le particelle terrose sono legate da corpi estranei che vengono a
contatto con il suolo
Coesione, forza con cui le particelle terrose sono legate fra loro e si oppongono al
distacco
LA PORTANZA O CAPACITA’ PORTANTE DI UN TERRENO, E’ L’ATTITUDINE A
SOPPORTARE SOLLECITAZIONI DERIVANTI DA UN CARICO SOVRASTANTE.
LA CAPACITA’ PORTANTE DIPENDE DA:
Resistenza meccanica del terreno
Tempi di caricamento del terreno, storia tensionale
Intensità dei carichi
Eccentricità dei carichi
Forma della sovrastruttura e della fondazione
Approfondimento del piano di posa
Presenza di carichi adiacenti alla zona in esame
Per la determinazione della capacità portante di un terreno è ormai accreditata,
nell'uso corrente, una formula trinomia (formula di Terzaghi), espressa come
somma di tre termini, di cui uno rappresenta il contributo della resistenza a taglio
del terreno, il secondo dell'approfondimento del piano di posa, il terzo della
dimensione della fondazione:
•c è la coesione del terreno;
•q è il carico preesistente sul piano di posa;
•B è la larghezza della fondazione (dimensione minore);
• è il peso dell'unità di volume del terreno
Ciascuno dei termini della formula trinomia contiene un parametro, detto "fattore
di capacità portante", la cui espressione è funzione dell'angolo di resistenza a
taglio del terreno
Vitruvio Pollione Dell’Architettura, Libro I
A. Palladio, indica la dimensione da tenere nelle fondazioni, il doppio dello spessore del muro, co
l’accortezza di cercare terreno solido e eventualmente di incrementare la dimensione qualora sia
cedevole. Il piano di posa deve essere omogeneo e regolare per evitare cedimenti differenziali.
Articolazione della fondazione
con rinforzo dell’angolo
CLASSIFICAZIONE DELLE FONDAZIONI
1- IN BASE ALLA PROFONDITA’
2- IN BASE ALLA ARTICOLAZIONE PLANIMETRICA
3- IN BASE ALLA STRUTTURA / CONSISTENZA
4- IN BASE ALLA TECNICA REALIZZATIVA
1- QUOTA DEL PIANO / PUNTO DI SCARICO DELLE AZIONI PROVENIENTI DALLA
COSTRUZIONE SUL TERRENO
SUPERFICIALI,
CON PIANO DI
POSA INFERIORE
AI 4 METRI DAL
PIANO DI
CAMPAGNA
PROFONDE CON
PIANO DI POSA
SUPERIORE AI 4
METRI DAL PIANO DI
CAMPAGNA
2- IN BASE ALL’ ARTICOLAZIONE PLANIMETRICA (DELLE FONDAZIONI)
Fondazioni discontinue, limitate a singoli
elementi portanti verticali puntiformi
Fondazioni lineari semplici, riproponenti lo
schema planimetrico dell’edificio in alzato
Fondazioni lineari con raccordi, con
legamenti sul piano fondale, come nel
colonnato dei templi
Fondazioni a piattaforma omogenea,
composte da un nucleo compatto in
calcestruzzo
Fondazioni a telaio presenti nel caso di terreni
di cattiva qualità, costituite da cassoni in
calcestruzzo riempiti di materiale di riporto
Fondazioni a pozzi e barulle, scavi a pozzo
isolati e successivamente riempiti in muratura
poi congiunti con archi di scarico annegati in
getti di calcestruzzo continui
Illustrazione tratta da Cairoli Fulvio Giuliani, L’edilizia
nell’antichità. Carocci, Roma, 2000
Fondazioni di
templi a
struttura
lineare con
raccordi
Realizzazione di una base
rialzata di regolarizzazione del
sito
Si può osservare la
dimensione dei blocchi di
fondazione in pietra
squadrata
Fondazione a blocchi squadrati
FONDAZIONE AD ARCHI ROVESCI
Calvatone - CR - frammenti
di laterizi di reimpiego
(tegole, coppi, in minor
misura mattoni) di
dimensioni medio-piccole,
posti di taglio e in obliquo,
con una tessitura più o
meno fitta e regolare
Calvatone – CR tegoloni a
risvolto, interi o in frammenti
di grandi dimensioni,
collocati di piatto in
allineamento regolare, con
le alette rivolte verso l'alto
poste lungo i margini esterni
e costipati all'interno con
frammenti di laterizi
FONDAZIONI SUPERFICIALI
Calvatone CR - mattoni sesquipedali, interi
o in frammenti di grandi dimensioni, posti
di piatto in allineamento regolare su un
unico filare, generalmente accostati lungo il
lato corto.
FONDAZIONI PROFONDE A POZZI E BARULLE
3- IN BASE ALLA STRUTTURA / CONSISTENZA
Fondazioni a secco di pietrame irregolare,
realizzate con materiale di scarto,
prevalentemente scheggioni e resti di lavorazione
posate in scavi di piccola dimensione e
profondità. Realizzate per edifici di modeste
dimensioni e con scarsità di mezzi. Nel tempo le
pietre vengono posate con maggior cura e legate
con malta, dotate di superfice regolare per la
successiva posa dello spiccato
Fondazioni a secco con blocchi squadrati, molto
usato e successivamente soppiantato
dall’introduzione del calcestruzzo. Posate in
scavi di maggiore dimensione rispetto alla base
della fondazione e in alcuni casi di forma
trapezoidale. Veniva usato materiale di cava di
minore qualità. In corrispondenza di carichi
concentrati particolarmente gravosi si inseriva un
blocco di materiale più resistente .
Fondazioni in calcestruzzo, veniva posato il
conglomerato semifluido direttamente all’interno
dello scavo .
Illustrazione tratta da Cairoli Fulvio Giuliani, L’edilizia
nell’antichità. Carocci, Roma, 2000
4- IN BASE ALLA TECNICA REALIZZATIVA Fondazioni con cortina a faccia a vista, realizzate in
particolari situazioni orografiche, con struttura a tratti fuori
terra. Veniva realizzata comunque una scarpa eccedente lo
spessore del muro.
Fondazioni in cavo libero, realizzate in terreno sodo e con
scavi poco profondi, il calcestruzzo veniva gettato senza
casseratura controterra.
Fondazioni in cavo armato, diffuso in particolare per
fondazioni profonde. Per grandi dimensioni il calcestruzzo
veniva gettato a strati con il pietrame allettato a mano
annegato in malta molto ricca di acqua e successivamente
battuti per una perfetta costipazione. Per fondazioni estese
i getti venivano confinati in murature di laterizio ed eseguiti
per fasi successive
Fondazioni miste in conglomerato con e senza cortina,
utilizzate per la realizzazione di strutture con diversi piani di
quota pavimentale o il recupero di dislivelli tra un corpo di
fabbrica e l’altro
Fondazioni su palafitta in zone paludose o di costipazione
del terreno
Illustrazione tratta da Cairoli Fulvio
Giuliani, L’edilizia nell’antichità.
Carocci, Roma, 2000
Illustrazione tratta da Cairoli Fulvio Giuliani, L’edilizia
nell’antichità. Carocci, Roma, 2000
Preparazione e sbadacchiatura
dello scavo ( armatura con
tavole per il sostegno delle terre)
Fondazioni
costruite fuori
terra e
successivamente
reinterrate Fondazioni con sistema di
consolidamento del terreno
mediante pali.
FONDAZIONI SU PALI
STUDIO DI FONDAZIONE VENEZIANA
Fondazioni di palazzo
Ducale
Rappresentazione di fondazione veneziana
Schema di funzionamento
dell’edificio veneziano Fondazioni dirette
Palificate
Muro di spina
ISTRIAN STONE BLOCKS
BRICK MASONRY
PROTECTION PLASTER
"CADENA"
"CADENA"
"CADENA"
"COMUN MARINO"
"MADIERI"
WOODEN PILES
"TERA DA SAVON"
SCHEMA DEL SISTEMA FONDAZIONALE
Il sistema fondazionale degli edifici veneziani
SOLUZIONI TECNICHE
1. PALI IN LEGNO
2. “MADRIERI” = TAVOLE IN LEGNO
3. BLOCCHI IN PIETRA D’ISTRIA
4. “CADENE” = CORSI CONTINUI E
PASSANTI DI BLOCCHI IN PIETRA
D’ISTRIA
5. INTONACO DI PROTEZIONE
6. “TERA DA SAVON” = ARGILLA
IMPERMEABILE
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S. Basilio – Venezia
Pali di costipamento Palafitta profonda in larice o rovere di lunghezza di
circa 4- 5 m e diametro 25 - 30 cm
Lo spazio tra i pali è saturato con scaglie e scapoli di pietra
d’Istria mescolati con calcetruzzo
Madrieri a formare lo zateron:
panconi larice o olmo
Pali di ontano di
lunghezza pari m. 1,00
Basilica di S. Maria in Selcis
muro perimetrale che mostra
una serie di fasi costruttive
dall’epoca romana a quella
medioevale (VIII – IX sec. )