Architettura Tecnica
Appunti di:
Prof. ing. Renato Iovino
Lezione
La struttura delle scale
CONTENUTI DELLA LEZIONE
Con riferimento all’elemento di fabbrica di
collegamento verticale, in questa lezione
esamineremo le problematiche relative alla
struttura delle scale.
Completa la lezione alcune nozioni su ascensori e
montacarichi.
LA STRUTTURA DELLE SCALE
Nei moderni edifici la
struttura delle scale può
essere realizzata in:
Cemento armato
Acciaio
Per scale interne, a volte si
realizzano strutture in
Legno
Negli edifici storici la
struttura è in muratura
Scala in c.a. per lo stadio
comunale di Firenze, opera di
Pier Luigi Nervi
SCALA IN FERRO
Particolare della struttura
secondaria realizzata con
grigliato metallico
SCHEMA STRUTTURALE SCALA IN FERRO
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SCALA IN LEGNO PER INTERNI
In zona sismica
non sono
consentite
strutture miste
c.a./legno.
Ma in questo
caso la scala è
elemento di
arredo e non
collabora con il
c.a. nell’assorbire
gli effetti del
sisma.
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TIPOLOGIE STRUTTURALI DELLE SCALE IN
CEMENTO ARMATO
Possiamo distinguere:
Scala con trave a ginocchio e gradini a sbalzo
isolati
Scala con trave a ginocchio, gradini a sbalzo e
soletta collaborante
Scala con soletta rampante
Scala con solaio rampante
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SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI
A SBALZO ISOLATI
Indichiamo con P1, P2, P3 e P4 quattro pilastri
disposti negli spigoli del vano scala.
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI
A SBALZO ISOLATI
A quota (0,00) abbiamo il primo pianerottolo di caposcala
A quota (1,60) abbiamo il pianerottolo di riposo
A quota (3,20) abbiamo il secondo pianerottolo di caposcala
Pianerottolo
di caposcala Pianerottolo
di riposo
Tra i pilastri P4 e P3 realizziamo una trave a ginocchio che presenta:
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI
A SBALZO ISOLATI
il primo tratto in corrispondenza
del pianerottolo a quota (0,00)
il secondo tratto che segue
l’andamento della prima rampa
il terzo tratto in corrispondenza del
pianerottolo di riposo a quota (1,60)
Tra i pilastri P1 e P2 realizziamo una trave a ginocchio che presenta:
il primo tratto in corrispondenza
del pianerottolo a quota (1,60)
il secondo tratto che segue
l’andamento della seconda rampa
il terzo tratto in corrispondenza del
pianerottolo di riposo a quota (3,20)
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI
A SBALZO ISOLATI
La trave P1 – P2 costituisce la
seconda trave a ginocchio
La trave P4 – P3 costituisce la
prima trave a ginocchio
Per ogni piano avremo due travi a ginocchio (struttura principale).
La struttura secondaria è quella dei pianerottoli e delle rampe.
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI
A SBALZO ISOLATI
I pianerottoli possono essere realizzati con solai latero-cementizi
che poggiano sui tratti orizzontali delle travi a ginocchio. Il solaio
può anche essere sostituito da una soletta in c.a.
Filare di laterizi
Travetto in c.a.
Tratti orizzontali delle
travi a ginocchio
Solaio latero-cementizio
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI
A SBALZO ISOLATI
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI
A SBALZO ISOLATI
Le rampe sono realizzate con gradini in c.a. che escono a sbalzo dalle travi a ginocchio. In questa struttura i gradini sono isolati tra loro in modo che ciascun gradino si può inflettere sotto carico senza influenzare i gradini contigui scarichi.
Trave a ginocchio
Gradini a sbalzo isolati
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO E GRADINI
A SBALZO ISOLATI
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO, GRADINI
A SBALZO E SOLETTA COLLABORANTE
In questo tipo la struttura
principale è ancora formata da
travi a ginocchio. I pianerottoli
possono essere realizzati con
solaio latero-cementizi o con
soletta piena in c.a.
Cambia soltanto l’organizzazione
dei gradini.
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO, GRADINI
A SBALZO E SOLETTA COLLABORANTE
I gradini, realizzati in cemento armato, saranno collegati
tra loro all’intradosso da una soletta, di 4-5 cm di spessore,
Gradini a sbalzo con soletta
all’intradosso
Trave a
ginocchio
sempre in c.a.
I gradini sono incastrati nelle travi a
ginocchio.
SCALA CON TRAVE A GINOCCHIO, GRADINI
A SBALZO E SOLETTA COLLABORANTE
SCALA CON SOLETTA RAMPANTE
In corrispondenza dei pianerottoli si realizzano due travi orizzontali.
Avremo una trave sui pilastri P1-P3 ed una trave sui pilastri P2-P4
Sulle due travi poggia una soletta in c.a. ad asse spezzato, detta soletta rampante, che interessa i pianerottoli e la rampa.
Travi di
pianerottolo
Soletta
rampante
Soletta
rampante
Gradini
riportati
SCALA CON SOLETTA RAMPANTE
Travi di
pianerottolo
Soletta
rampante
Soletta
rampante
Gradini
riportati
I gradini verranno realizzati in muratura e poggeranno sulla soletta rampante. I gradini, quindi, sono portati e non svolgono funzione statica.
Una soletta si sviluppa da quota (0,00) a quota (1.60); una seconda soletta si sviluppa da quota (1,60) a quota (3,20).
I gradini possono essere
in conglomerato
cementizio leggero,
oppure in laterizi forati.
Gradini
riportati
SCALA CON SOLETTA RAMPANTE
SCALA CON SOLETTA RAMPANTE
SCALA CON SOLAIO RAMPANTE
In corrispondenza dei pianerottoli si realizzano due travi orizzontali. In particolare avremo una trave sui pilastri P1-P3 ed una trave sui pilastri P2-P4.
Sulle due travi poggia un solaio latero-cementizio ad asse spezzato, detto solaio rampante, che interessa i pianerottoli e la rampa.
Travi di
pianerottolo
Solaio
rampante
Gradini
riportati
Solaio
rampante
Un solaio si sviluppa da quota (0,00) a quota (1.60); un secondo solaio si sviluppa da quota (1,60) a quota (3,20).
Travi di
pianerottolo
Solaio
rampante
Gradini
riportati
Solaio
rampante
I gradini verranno realizzati in muratura e poggeranno sul solaio rampante. I gradini, quindi, sono portati e non svolgono funzione statica.
SCALA CON SOLAIO RAMPANTE
CARPENTERIA DEL SOLAIO
RAMPANTE
Solaio
rampante
da quota
0,00 a
quota 1,60
Solaio
rampante
da quota
1,60 a
quota 3,20
SCALA CON SOLAIO RAMPANTE
ANALISI DEI CARICHI PER UNA SCALA CON
SOLAIO RAMPANTE
La struttura è formata da una trave di piano (35 – 36) e da
una trave a ginocchio (42 – 41); da due solai rampanti che
collegano le
quote 0.00 e
1.22, e 2.28
e 3.50; da
un solaio
inclinato da
quota 1.22 a
quota 2.28.
4130x60
42
35 3630x60
0.0
0
3.5
0
2.2
8
1.2
2
ANALISI DEI CARICHI PER UNA SCALA CON
SOLAIO RAMPANTE
Quest’ulti
mo solaio
poggia
sulla trave
a ginocchio
e su una
trave a
spessore
portata dai
solai
rampanti.
4130x60
42
35 3630x60
0.0
0
3.5
0
2.2
8
1.2
2
41-42
35 - 36
(q. 1.22)
(q. 0.00)
1
23
54
PARTICOLARE GRADINI
Legenda: 1. gradini riportati in muratura; 2. solaio
rampante; 3. pedata in marmo da 3 cm; 4. malta
allettamento da 2 cm; 5. alzata in marmo da 2 cm.
ANALISI DEI CARICHI: PIANEROTTOLI
Pianerottoli con solaio rampante latero-cementizio H=20+4 cm
soletta 0,040 x x 25,00 = 1,00 kN/m2
travetti 2 x 0,100 x 0,20 x 25,00 = 1,00 kN/m2
laterizi 2 x 0,400 x 0,20 x 8,00 = 1,28 kN/m2
carico strutturale G1 = 3,28 kN/m2
massetto pavimento 0,020 x 21,00 = 0,42 kN/m2
Pavimento in marmo 0,030 x 27,00 = 0,810 kN/m2
intonaco 0,015 x 21,00 = 0,315 kN/m2
carico perm. non
strutturale G2 = 1,545 kN/m2
carico variabile Q1 = 4,000 kN/m2
totale 8,825 kN/m2
in c.t. 8,850 kN/m2
ANALISI DEI CARICHI: RAMPE
• Rampa con solaio rampante latero-cementizio H=20+4 cm soletta 0,040 x x 25,00 = 1,000 kN/m2
travetti 2 x 0,100 x 0,20 x 25,00 = 1,000 kN/m2
laterizi 2 x 0,400 x 0,20 x 8,00 = 1,280 kN/m2
carico perm.
strutturale G1 = 3,280 kN/m2
gradini riportati 4 x 0,125 x 0,1525 x 11,00 = 0,839 kN/m2
massetto rivestimento 4 x 0,020 x 0,3825 x 21,00 = 0,643 kN/m2
marmo pedata 4 x 0,030 x 0,300 x 27,00 = 0,972 kN/m2
marmo alzata 4 x 0,020 x 0,1225 x 27,00 = 0,265 kN/m2
intonaco 0,015 x 21,00 = 0,315 kN/m2
carico perm. non
strutturale G2 = 3,034 kN/m2
carico variabile Q1 = 4,000 kN/m2
totale = 10,314 kN/m2
in c.t. = 10,350 kN/m2
ELEVATORI
Gli elevatori sono: ascensori e montacarichi.
categoria C appartengono i
montacarichi adibiti al trasporto di
sole cose, con cabina accessibile alle
persone per le sole operazioni di carico
e scarico
categoria A ascensori adibiti ad uso
esclusivo trasporto di persone
categoria B adibiti al trasporto di cose
accompagnate solo da persone addette
all’azienda
Gli elevatori si dividono in cinque categorie:
CATEGORIE
categoria D appartengono i
montacarichi per il solo trasporto
di cose, portata non superiore a 25
kg e non accessibile a persone:
montaposte, montavivande, ecc.
categoria E appartengono gli
ascensori a cabine multiple, a moto
continuo, adibite al trasporto di
persone
PICCOLI MONTACARICHI
Categoria D. Nei ristoranti,
negli uffici, nelle
biblioteche, negli ospedali,
e dovunque sia necessario
movimentare grosse e
piccole quantità di merci, i
Piccoli Montacarichi
trasportano piatti e
vivande, posta e documenti,
libri e medicinali, ecc.
Montalettighe. Per gli ospedali e le case di cura
Gli ascensori speciali si
utilizzano quando le esigenze
progettuali impongono la
scelta di un impianto con
caratteristiche speciali, quali
ad esempio particolari cabine
panoramiche, ascensori
inclinati, impianti di grossa
portata etc.,
ASCENSORI SPECIALI
Gli ascensori possono essere a comando idraulico. La
cabina è direttamente fissata al pistone di sollevamento e
l’apparecchiatura di sollevamento può essere situata al di
fuori del vano.
L’impianto è a bassa velocità, breve corsa e richiede
elevati valori di potenza installata.
Richiede un pozzetto con profondità pari alla corsa per
alloggiare il cilindro: non richiede vani al di fuori di quello
della corsa.
ASCENSORI A COMANDO IDRAULICO
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Vano di corsa: spazio libero dove si muove
la cabina e il contrappeso
Extracorsa: la distanza che la cabina può
percorrere oltre il piano estremo, dopo
l’intervento dell’interruttore di extracorsa
e prima che la cabina, o il contrappeso, si
fermi sugli arresti fissi, o sugli
ammortizzatori completamente compressi.
Extracorsa superiore o testata: la parte
del vano di corsa, sopra il livello del piano
più alto servito dall’elevatore
ELEMENTI COSTITUTIVI DEGLI
IMPIANTI
Extracorsa inferiore o fossa: la parte del
vano di corsa sotto il livello del piano più
basso servito dall’elevatore.
Locale macchinario: contiene il complesso
degli organi atti a muovere la cabina,
composto principalmente dal motore di
sollevamento e dall’argano e dal freno. Nel
locale trovano posto anche gli organi di
manovra del macchinario stesso.
EXTRACORSA
Cabina: elemento dell’elevatore destinato a contenere e
trasportare il carico. L’altezza non deve essere inferiore ai 2 m.
Scorre su guide ed è sostenuta da una intelaiatura metallica.
Guide: organi destinati a
vincolare il movimento della
cabina e del contrappeso. Sono
del tipo rigido formate da
elementi in acciaio trafilato a
freddo o profilato a caldo
opportunamente fresate e
piallate sulle facce di
scorrimento.
CABINA E GUIDE
Contrappeso ha il compito di
equilibrare la cabina e in parte
il suo carico. Il peso del
contrappeso equivale infatti al
peso della cabina, più il peso
della metà del carico.
Porte di accesso cabina:
possono essere ad apertura
manuale, semiautomatica,
automatica. L’apertura
automatica permette una più
rapida entrata ed uscita
dell’utente.
CONTRAPPESO E PORTE
Non deve contenere tubazioni, condutture o canne fumarie
che non siano proprie dell’impianto. Deve avere una
altezza non inferiore a 2 m; deve essere areato e illuminato
direttamente dall’esterno.
Nel caso di edifici superiori ai
24m o edifici industriali deve
essere, come il vano da corsa,
isolato dagli altri ambienti da
pareti e porte cieche di
materiale incombustibile,
oltre ad essere munito di
apertura per lo scarico dei
fumi.
LOCALE MACCHINE