Strutture arcuate piane Strutture arcuate spaziali

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1 Archi e Volte

2 Strutture arcuate piane Strutture arcuate spaziali

3 L arco L arco è una struttura muraria formata da elementi detti conci che lavorano a compressione per mutuo contrasto. I conci scaricano la loro azione sui piedritti o spalle. I piedritti ricevono una spinta inclinata che tende a spostarli verso l esterno.

4 Archi in muratura: nomenclatura Intradosso: la superficie che limita inferiormente l'arco Estradosso: la superficie che limita superiormente l'arco Spessore: la distanza tra intradosso ed estradosso Larghezza: la distanza tra le fronti Luce (o corda): è la distanza tra i due piedritti. Distanza minima tra i due punti di appoggio dell'arco. Freccia (o saetta, o monta): è la distanza massima tra l intradosso ed il piano d imposta dell arco. Piedritti o spalle: elementi verticali su cui scaricano le forze trasmesse dall arco Fronti o ghiere: le due superfici verticali che limitano l'arco anteriormente e posteriormente Piani d'imposta: le superfici da cui ha inizio la costruzione dell'arco Concio di chiave: posto alla sommità dell arco Piani alle reni: sono i piani inclinati di circa 30 rispetto al piano orizzontale passante per il centro dell'arco (sono le parti più deboli di un arco, dove è più facile avere fratture in caso di cedimento del materiale)

5 Costruzione geometrica dell arco Il sesto dell'arco è determinato dal rapporto tra 2 volte la freccia e la luce dell arco. In particolare: se 2f/l=1 si ha l arco a tutto sesto; se 2f/l<1 si ha l arco a sesto ribassato; se 2f/l>1 si ha l arco a sesto acuto. o

6 Le molteplici tipologie di arco

7 Sistemi impiegati per ottenere un abbassamento graduale della Centina: Sacco pieno di sabbia (A), Martinetto (B) Cunei di legno (C ). Costruzione dell arco

8 Archi in muratura come contrastare la spinta Si può aumentare la larghezza dei piedritti o costruire contrafforti per far rientrare la curva delle pressioni nel terzo medio (principio di resistenza passiva o delle masse inerti)

9 Archi in muratura come contrastare la spinta Si può aumentare il carico sui piedritti per aumentare la componente verticale della forza obliqua che arriva su di essi facendola rientrare nel terzo medio (principio di resistenza passiva)

10 Archi in muratura come contrastare la spinta Si può contrastare la spinta attraverso l apposizione di una catena metallica (tirante) capace di assorbire lo sforzo di trazione tra i due piedritti che tendono a ribaltarsi verso l esterno (assorbimento della spinta attraverso un elemento metallico capace di agire a trazione)

11 Archi in muratura come contrastare la spinta Si possono contrastare le spinte con altri archi posti lateralmente (arcate dei porticati, archi rampanti dell architettura gotica). Principio di resistenza attiva spinta contrastata da una controspinta.

12 Modi di collassare degli archi Rottura per flessione: comporta la formazione di tre cerniere con fessurazioni alternate fra intradosso ed estradosso e quindi un meccanismo a 4 corpi rigidi, individuati dalla chiave dell arco e dalle reni a 30 rispetto al centro dell arco

13 Modi di collassare degli archi Rottura per scivolamento: in tale meccanismo la calotta superiore scivola, determinando un collasso con 3 corpi rigidi con rotazione dei piedritti:

14 Piattabanda La piattabanda è un arco estremamente ribassato fino ad ottenere un intradosso rettilineo orizzontale. Lavora come un arco ma si differenzia da questo per la forma dei conci e per la loro posizione. Piattabande con due diverse disposizioni dei conci Piattabanda con arco di scarico superiore

15 Le volte L'unione di più archi nel senso dello spessore dà luogo alla struttura tridimensionale della volta. La volta si può costruire geometricamente mediante la traslazione o la rotazione di archi. Dal punto di vista costruttivo ritroviamo nella volta gli stessi elementi costitutivi dell arco che conservano, per tale ragione, la stessa denominazione. Vanno però aggiunti alla nomenclatura due elementi distintivi propri della volta: la linea dritta detta generatrice e la linea curva che ne definisce il profilo detta direttrice

16 Pseudovolte: il tholos e il trullo

17 Le volte Possiamo distinguere le volte semplici (costituite da superfici appartenenti ad un unico solido) e le volte composte (costituite da superfici appartenenti a corpi solidi diversi). Le volte come gli archi possono essere costruite in vari materiali (p.e. pietra da taglio, laterizi, conglomerato cementizio).

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19 Costruzione di una volta a botte

20 Possibile disposizione dei mattoni (apparecchiatura) in una volta a botte

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22 Comportamento statico delle volte

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24 Le volte moderne in cemento armato Con la tecnologia del cemento armato si sono aperti nuovi orizzonti per questi elementi architettonici, non più semplici coperture, ma talvolta coincidenti con l intero organismo architettonico. La resistenza dei nuovi materiali e la resistenza per forma ha esteso enormemente la dimensione delle luci (distanze dagli appoggi) delle moderne volte e la plasmabilità del cemento armato ha consentito di elaborare forme nuove e complesse. Le grandi costruzioni sportive, congressuali o aeroportuali hanno fornito campi di prova per la sperimentazione di volte e cupole di grandi dimensioni. Oltre alle forme libere, ampiamente diffuse, sono anche frequenti alcune forme complesse ma definite geometricamente quali: le volte a doppia curvatura, cioè con superfici concavo- convesse, tra le quali le volte a sella, quelle ondulate e quelle a paraboloide iperbolico; le volte sottese, simili a tende sospese con pochi punti d appoggio.

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