ARCHI VOLTE-PIATTABANDE L ARCO, LA VOLTA E LA PIATTABANDA sono stati molto utilizzati nelle opere architettoniche ed edilizie del passato. Oggi è frequente trovarli nelle ristrutturazioni edilizie e nei restauri di vecchi edifici. Archi e volte Ninni 20012
L ARCO Nomenclatura volta a botte (1) chiave di volta; (2) cuneo; (3) estradosso; (4) piedritto; (5) intradosso; (6) freccia; (7) corda; (8) rinfianco. VOLTA PIATTABANDA L arco è formato da elementi detti conciche 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. La volta è formato dall accostamento di tanti archi fino a coprire uno spazio. Anche nella volta tutti gli elementi lavorano a compressione per mutuo contrasto. Spingono i pesi, a seconda del tipo di volta, verso i muri laterali della costruzione o sui pilastri. La piattabanda è un arco 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.
Si individuano i seguenti elementi: 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 fronti: le due superfici verticali che limitano l'arco anteriormente e posteriormente piani d'imposta: le superfici da cui ha inizio la costruzione dell'arco conci di imposta: posti a circa 30 dal diametro dell arco. conci intermedi: posti tra i conci di chiave e quelli di imposta conci di controchiave: posti ai lati del concio di chiave concio di chiave : posti alla sommità dell arco NOMENCLATURA E PARTI COSTITUENTI L ARCO piani alle reni: sono i piani inclinati di circa 30 rispetto al piano orizzontale passante per il centro dell'arco (che non necessariamente coincide con il piano d'imposta) luce(o corda): è la distanza tra i due piedritti. In altre parole è la 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. raggio dell arco: raggio del cerchio che disegna per l intradosso. piedritti o spalle: elementi verticali su cui scaricano le forze trasmesse dall arco.
LA CONFORMAZIONE DELL ARCO A tutto sesto con f:l/2 = 1 Dipende dal sesto cioè dal rapporto tra la freccia e la metà dell arco. A sesto ribassato con f:l/2 < 1 A sesto acuto con f:l/2 > 1
TIPI DI ARCO La tipologia di arco è determinata anche dai centri geometrici di costruzione; quelli di maggior importanza sono: -a tutto sesto o pieno centro, quando la sua curva è una semicirconferenza -a sesto ribassato (a monta depressa) -policentrico ribassato e policentrico rialzato -a sesto acuto -ellittico -parabolico -tudor -fiammeggiante o inflesso -a ferro di cavallo -lobato -rampante, quando appoggia su piani d'imposta di diversa altezza -zoppo
COSTRUZIONE DELL ARCO L arco si costruisce con la centina ossia una struttura provvisoria in legno atta a sostenere i conci e dare forma all intradosso dell arco. I conci si posizionano a partire dall imposta verso il centro. In alto si posiziona il concio di chiave. I conci possono essere di pietra tagliata specificamente per ogni concio oppure in mattoni pieni con malta a spessore variabile tra intradosso ed extradosso. Il disarmo della centina deve avvenire in modo graduale per dare il tempo agli elementi di assestarsi e assorbire in modo equilibrato lo scarico dei pesi
STATICA DELL ARCO La struttura dell arco deve lavorare a compressionein tutte le sue parti. Ciò avviene se la linea delle pressioni è compresa, in tutti gli elementi o conci, dentro il terzo medio.nei casi in cui la linea delle pressioni è esterna si adotta un arco a sezione variabile : spessore minore in chiave e maggiore all imposta. Anche la spalla deve lavorare a compressione : la risultante di tutti i carichi deve essere all interno del terzo medio della base. Per creare condizioni ottimali si ricorre a contenere la componente orizzontale della spinata con una catena. Nelle cattedrali si costruivano guglie, pinnacoli, contrafforti e archi rampanti per contenere verticalizzare la spinta. Particolare attenzione va posta al momento del disarmo della centina B A Sistemi impiegati per ottenere un abbassamento graduale della Centina: sacco pieno di sabbia (A), Martinetto (B) e cunei di legno (C ). C
CONTRAFFORTI-PENNACCHI-GUGLIE.. Notre-Dame de Strasburgo Abbazia di Bath- Inghilterra Notre-Dame di Paris Cattedrale di Solisbury Inghilterra s P R Monastero di Batalha- Portogallo S = Spinta P = Peso contrafforte R = Risultante
PARTI COSTITUENTI UNA CHIESA GOTICA
PARTI STRUTTURALI DI UN EDIFICIO GOTICO Cattedrale di Chartres Francia PARTI STRUTTURALI DI UN EDIFICIO GOTICO
PIATTABANDA E per certi versi un arco anomalo: tutti gli elementi devono lavorare a compressione. Le piattabande possono essere di pietra o mattoni. Possono essere realizzati con sistemi più semplici detti all italiana o più complessi detti alla francese. La piattabanda può essere sormontata da un arco di scarico. La piattabanda non richiede la predisposizione di una centina particolare ma semplicemente l'impiego di un robusto asse di legno come supporto provvisorio. La luce, normalmente, non supera il metro e mezzo e le configurazioni più usuali hanno un rapporto fra raggio e luce compreso tra 1 e 2. I conci di una piattabanda sono disposti a raggiera come quelli di un arco (e pertanto essa spinge sulle spalle); tuttavia l intradosso e l estradosso della piattabanda sono piatti come quelli di un architrave.
Nelle figure 1,2,3 sono riportati esempi di piattabande semplici e complesse adatte per costruzioni in pietra ESEMPI DI PIATTABANDE Semplice, con arco di scarico, in pietra e in mattoni.
La struttura della volta è simile a quella dell arco. La volta infatti non è altro che la proiezione spaziale dell arco. Si caratterizza per: I carichi si scaricano sugli appoggi o sui muri attraverso un mutuo contrasto. Le azioni sono obblique ed ammettono una componente orizzontale per cui si ha necessità di avere, forti spessori dei muri oppure inserire catene che assorbono le componenti orizzontali di spinta o prevedere contrafforti di rinforzo e guglie che verticalizzano la risultante dei carichi. Le centine possono essere complesse. LE VOLTE Semplici: superficie di intradosso geometricamente lineare cilindrica o sferica. Le volte semplici possono essere a botte, a bacino e a vela. Composte : si ottengono componendo parti di volte semplici oppure si ottengono dalla intersezione di volte semplici. Le volte complesse possono essere a padiglione o a crociera. VOLTE A BOTTE Sulla base della retta direttrice può essere: semicircolare (a tutto sesto), policentrica, ellittica e a sesto acuto. A seconda del piano di imposta può essere: retta, obliqua, rampante, zoppa
NOMENCLATURA DELLE PARTI COSTITUENTI UNA VOLTA E LORO COLLOCAZIONE
La cupola comune è una volta semplice detta volta a bacino. Può essere: semisferica (a), rialzata (b), a calotta (c ) e a vela (d) ottenuta sezionando la cupola con quattro piani verticali. VOLTE E CUPOLE Le volte composte ottenute dalla intersezione di altre volte e piani sono tantissime. Le più comuni sono: volta a crociera e a padiglione. La volta a crociera è formata da 4 unghie, la volta a padiglione è formata da 4 fusi. La resistenza dipende dalla forma geometrica della volta e dalla tessitura, cioè da come sono disposti gli elementi.
Fusi ed unghie Ricavate dalla intersezione di una volta a botte tagliata da piani verticali passanti per le diagonali della pianta Volta a botte con lunette e a testa di padiglione. Cupola impostata su pennacchi ossia su porzioni di volta a vela. La cupola è raccordata con i pennacchi attraverso una fascia cilindrica detta tamburo. Completa la cupola la lanterna.
VOLTE MODERNE Teatro di Sidney J.Utzon Cupola ribassata del palazzetto dello sport di Roma (a), (d), volta a doppia curvatura (c ), (d), volta iperboloide (e) Volte paraboloidi. F. Candela
COSTRUZIONE DELLE VOLTE Formazione della centina: è molto laboriosa specie per le volte complesse in quanto si devono realizzare superfici a doppia curvatura deformabili e sicure. Si seguono tre fasi: Posa in opera della volta: avviene disponendo gli elementi orientati in modo opportuno per ottenere un buon mutuo contrasto e aumentare la resistenza della struttura. Disarmo della centina: va effettuata con molta cura in modo da consentire l assestamento di tutta la volta ed evitare cedimenti differenziati. AD ESEMPIO NELLE VOLTE A BOTTE, PADIGLIONE E CROCIERA I FILARI DI MATTONI POSSONO ESSERE DISPOSTI IN MODI DIVERSI : Paralleli all imposta Perpendicolari all imposta In corsi obliqui A spina di pesce
POSA IN OPERA DI VOLTA CON MATTONI DISPOSIZIONE DEI MATTONI NEI VARI TIPI DI VOLTA Paralleli al piano di imposta a corsi obliqui a spina di pesce
TIPOLOGIA DICENTINE E TIPO DIVOLTA ESEMPI di tipo di centine per archi e volte. Intelaiature e sostegno delle volte e archi con centine in legno (a ), (b), (c ). Centina per volta a botte (d), centina per volta a padiglione (e), Centina per volta a crociera (e).
GLI ELEMENTI DIUNA CENTINA PER ARCHI E VOLTE VOLTA A BOTTE : I NODI STATICI FONDAMENTALI