Tecniche costruttive storiche: ARCHI E VOLTE

Transcript

1 RESTAURO ARCHITETTONICO A.A Tecniche costruttive storiche: ARCHI E VOLTE

2 CHE COS È UN ARCO? «Arco non è altro che una fortezza causata da due debolezze; imperoché l arco negli edifici è composto di due quarti di circulo, i quali quarti circuli ciascuno debolissimo per sé desidera cadere e opponendosi alla ruina l uno dell altro, le due debolezze si convertono in una unica fortezza» L ARCO non è un elemento decorativo è un principio statico (LEONARDO DA VINCI) L arco è una struttura eminentemente compressa e rappresenta la materializzazione delle isostatiche di compressione della struttura, ovvero dei canali statici: le vie attraverso le quali i carichi si trasmettono al terreno sollecitando i materiali con sforzi di compressione.

3 L arco nasce dall OSSERVAZIONE Arco naturale Al di sopra di un architrave inflesso si distacca un settore di muratura che può anche crollare lasciando pressoché indisturbata la statica del resto del muro. Al di sopra della linea di distacco (fessura tra muratura in sede e muratura in movimento) si crea così un arco naturale. Pseudoarco (e pseudovolte) I primi tentativi di sfruttare il principio dell arco naturale (osservato in natura o in strutture dissestate) riproducendolo sovrapponendo conci disposti con giunti orizzontali via via più aggettanti dà origine agli pseudoarchi (Porta dei Leoni a Micene) ed alle pseudovolte (Tesoro di Atreo a Micene). Arco L arco propriamente detto è formato da una serie di conci disposti a giunti inclinati (in genere radiali) per il posizionamento dei quali è generalmente necessaria la realizzazione di una struttura provvisionale (centina) che sostenga le due metà dell arco fino al collocamento del concio sommitale (chiave).

4 ARCO NATURALE

5 PSEUDO-ARCO Pseudo archi e volte a botte si basano sul progressivo aggetto: i corsi superiori poggiano su quelli inferiori come su mensole

6 PSEUDO-VOLTA E PSEUDO-CUPOLA Nelle pseudo cupole in ogni corso si crea un comportamento ad arco anulare che impedisce la caduta della volta verso l interno del vano

7 ARCO Arco a tre conci Archi in foglio (Gaudì) Archi romani

8 ARCO

9 ARCO Terminologia di base (concio di) chiave 30 sezione alle reni piano di imposta spalla o piedritto freccia o monta estradosso intradosso corda o luce spalla o piedritto

10 ARCHI (1)

11 ARCHI (2) In conci di pietra cuneiformi regolari La forma a cuneo dei conci consente di creare la curvatura dell arco mantenendo costante lo spessore del giunto La muratura viene realizzata sagomando i conci circostanti a contatto con l arco

12 ARCHI (3) In conci di pietra cuneiformi pentagonali La forma pentagonale del concio consente giunti a spessore costante tra i conci e semplifica la realizzazione della muratura

13 ARCHI (4) In mattoni A La forma del mattone (solitamente a facce parallele) rende necessario un giunto cuneiforme che per archi di grosso spessore comporta un comportamento negativo dell arco. B C Per archi di grosso spessore spesso si utilizzavano più ghiere sovrapposte (tipo B) L arco in basso a destra funziona meglio di quello a sinistra perché ciascuna ghiera ha lo stesso numero di giunti

14 ARCHI (5) In mattoni con conci di pietra Nella metà di sinistra ci sono solo mattoni e i giunti hanno forma di cuneo, nella metà di destra, inserendo conci di pietra e modificando leggermente il profilo dell arco si può diminuire la differenza di spessore del giunto tra intradosso ed estradosso

15 ARCHI (6) Arco zoppo o arco rampante L arco zoppo o arco rampante ha le imposte a due quote differenti

16 PIATTABANDA (1) Medesimo morfema tecnema differente (vedi Franco Laner, Accabadora. Tecnologia delle costruzioni nuragiche, 1999) Anche se assomiglia di più a un architrave, la piattabanda si basa sullo stesso principio costruttivo dell arco, per questo talvolta è anche detta arco-trave Claudio Ghisoni

17 PIATTABANDA (2) Interstizio lasciato libero per non far poggiare la piattabanda

18 PIATTABANDA (3) Piattabanda in pietra con conci pentagonali Come negli archi la forma a cuneo dei conci consente di avere giunti a spessore costante

19 PIATTABANDA (4) Piattabanda in mattoni alla francese I giunti sono tutti a spessore costante, in chiave devono essere posti dei conci tagliati

20 PIATTABANDA (5) Piattabanda in mattoni alla romana con soprastante arco di scarico (sordino) L arco di scarico superiore consente di deviare i carichi dalla piattabanda ai suoi stipiti I giunti della piattabanda sono cuneiformi (hanno spessore variabile), tutti i mattoni sono posti in opera interi

21 VOLTA A BOTTE La volta a botte può essere vista come un arco di grande profondità In genere al di sopra delle volte si ha un rinfianco (di materiali vari) che rende piano l estradosso e consente di realizzare un piano di calpestio La volta a botte scarica un carico lineare sui muri di piedritto In rosso sono segnate: la curva direttrice e la linea generatrice

22 VOLTE COMPOSTE Generazione delle volta a crociera e a padiglione In un ambiente a pianta quadrata: Una volta a botte su pianta quadrata tagliandola con due piani diagonali può essere scomposta in: A: Unghie o lunette a. La volta a botte scarica su 2 lati b. Quella a padiglione scarica su 4 lati B: Spicchi c. Quella a crociera scarica solo su 4 punti: i vertici del quadrato Una volta a crociera è l unione di 4 unghie L uso delle volte a crociera rende possibile una maggiore flessibilità di uso degli ambienti o l apertura di grandi vani nelle pareti perimetrali (finestre gotiche) Una volta a padiglione è l unione di 4 spicchi

23 VOLTE A CROCIERA (1) Su pianta quadrilatera Volte a crociera: a: ordinaria b: a monta rialzata c, d, e, f: con unghie a doppia curvatura c: a monta rialzata d: a monta costante e: a monta differente sui 4 lati f: a monta ribassata

24 VOLTE A CROCIERA (2) Su pianta poligonale Volta a crociera costituita da unghie a superficie a doppia curvatura e monta rialzata detta volta a ombrello

25 VOLTE ARCHI E CONTRAFFORTI LEGENDA Azione principale (spinta della volta della navata centrale) Resistenze attive (controspinte) Resistenze passive (forze verticali) La cattedrale gotica basa il suo funzionamento statico su componenti di resistenza attiva (controspinte degli archi rampanti e delle volte laterali) e resistenza passiva (verticalizzazione delle forze inclinate grazie alle forze peso di contrafforti e guglie)

26 VOLTE A SUPERFICIE SFERICA Complesso di strutture a superficie verticale e a volta La cupola o volta semisferica è ottenuta dalla rotazione della curva direttrice attorno al suo asse di simmetria Scarica su tutto il perimetro in modo uguale La volta a vela è una volta a superficie sferica ritagliata su pianta rettangolare o poligonale Scarica su tutto il perimetro, maggiormente nei punti a quota inferiore Dall alto: a. cupola b. tamburo c. cupola con occhio centrale d. tamburo e. pennacchi sferici

27 VOLTE COMPOSTE (1) Testa di padiglione Volta a schifo Volta a padiglione con cervello piano Volta a botte lunettata (con unghie di monta inferiore a quella della volta a botte principale) Volta a botte con testa di padiglione lunettata (con unghie a monta rialzata)

28 VOLTE COMPOSTE (2) Volta a botte lunettata con unghie di vario tipo: A: cilindrica B e C: cilindrica a monta rialzata D: sferica

29 VOLTE (ESEMPI VARI) Volte a crociera con unghie cilindriche e sferiche Volta a padiglione su archi e pilastri Volta a vela su archi e pilastri La volta a padiglione su archi e pilastri richiede altezze superiori perché l imposta della volta deve essere a quota superiore alla chiave degli archi

30 VOLTE: ASPETTI COSTRUTTIVI (1) Volta a schifo lunettata con estradosso pedonabile

31 VOLTE: ASPETTI COSTRUTTIVI (2) Volta a botte di copertura a. canale di raccolta delle acque b. manto di copertura c. riempimento superiore d. conci della volta e. intonaco f. riempimento laterale

32 VOLTE: ASPETTI COSTRUTTIVI (3) Volta a catino parabolico di copertura (trullo) a. manto di lastre di pietra stuccato nella parte alta b. conci della volta c. elemento di coronamento d. riempimento laterale e. intonaco f. manto di lastre di pietra g, h. canali di raccolta delle acque

33 VOLTE: ASPETTI COSTRUTTIVI (4) Realizzazione di una lunetta Lunetta realizzata in una volta a botte Arco posto sulla intersezione tra le superfici

34 VOLTE: ASPETTI COSTRUTTIVI (5) Aperture nelle volte Apertura sul bordo Aperture in chiave di volta a botte Creando una apertura nella volta si interrompe in normale flusso degli sforzi È quindi necessario realizzare un elemento costruttivo che possa deviare il flusso degli sforzi al di fuori della zona interessata dal foro

35 VOLTE: ASPETTI COSTRUTTIVI (6) Riempimenti Volta a botte con teste di padiglione con frenelli (muricci che sostengono un impalcato) Volta a botte con porcelle (voltine di alleggerimento) Pilastrini che sostengono travetti e tavolato (raro) Scarica sulla volta carichi concentrati

36 VOLTE: ASPETTI COSTRUTTIVI (7) Spessore Spessore delle volte a botte Metodi empirici Spessore delle volte a crociera, padiglione e schifo Spessore delle volte a vela e botte (in genere aumentavano lo spessore di una testa nelle volte carrabili)

37 CENTINE Le centine potevano poggiare su strutture lignee verticali o mensole Materiale sfuso incoerente Potevano avere o non avere degli elementi lignei orizzontali (traversi) per elidere la spinta della centina stessa Traverso Traverso Nel caso di piattabande con monta minima, spesso si usava una tavola posta di piatto con sopra una piccola quantità di terra o calcinacci Traverso

38 TIRANTI o CHIAVI (1) Il ruolo del tirante è quello di elidere (almeno in parte) la spinta dell arco o della volta Posizione ottimale (alle reni) Posizione rialzata (ancora in vista) Capochiave a paletto c. chiave (tirante) p. paletto f. cuneo di forzatura o. occhio della chiave Posizione nascosta (passa a filo dell intradosso) Può essere utilizzato anche come metodo di consolidamento Particolare del tirante inclinato che ha la funzione di riportare parte della forza sulla retta di azione della spinta

39 TIRANTI o CHIAVI (2) Sistemi di messa in tiro I sistemi di messa in tiro possono essere terminali (sinistra) o intermedi (destra) In caso di necessità consentono di regolare nel tempo il tiro del tirante

40 FALSE VOLTE (1) Sono volte non portanti, ma solo autoportanti La struttura principale è costituita dalle centine di tavole di legno (spesso grossolane) inchiodate a giunti sfalsati La struttura secondaria è costituita da listelli a cui è fissato il materiale che forma l intradosso (in genere stuoie di canne semplici o intrecciate) L intonaco è di malta di calce e gesso

41 FALSE VOLTE (2) Le strutture di legno delle false volte sono in genere piuttosto deformabili e alla lunga l intonaco tende a fessurarsi in maniera diffusa Se la falsa volta separa due ambienti in condizioni climatiche differenti (ad esempio camera abitata da sottotetto) è in genere molto facile leggere all intradosso la traccia delle strutture lignee

42 FALSE VOLTE (3) Spigoli della volta muraria Spigoli della falsa volta Tramezzo Quando ampi ambienti voltati sono stati ridotti inserendo delle tramezze, è facile trovare delle false volte realizzate per regolarizzare la forma delle volte in muratura