Sistema trilitico. Costruzioni ad arco. La costruzione Gotica. Stereotomia. Il recupero Edilizio in ambito sismico. Murature ed interventi

Sistemi di neutralizzazione della spinta nelle costruzioni gotiche

La chiesa gotica è una costruzione razionale con pianta a croce costituita da soli pilastri e quanto più possibile pianta libera. La costruzione deve consentire alla luce di entrare.

Nel sistema gotico il problema di non fare ribaltare gli elementi di sostegno verticale soggetti all'azione spingenti delle volte viene assolto attraverso il sistema combinato di resistenza attive e passive.

La resistenza passiva (o presidio passivo) prevede di opporsi al ribaltamento apportando ulteriore peso all'edificio (esempi sono il pinnacolo e i contrafforti).

La resistenza attiva (o presidio attivo) prevede di opporsi alle spinte orizzontali mediante elementi come gli archi rampanti, le catene e l'affiancamento di più archi (annullamento delle spinte per simmetria, rimangono solo le spinte verticali principio assorbimento delle spinte).

Nelle volte a crociera della cattedrale Gotica sono...

Presenti delle nervature (o anche detti costoloni) le quali permettono la trasmissione dei carichi ai pilastri a fascio. L'architetto francese Viollet Le Duc fu il primo a sostenere che le nervature avevano funzione portante per le volte. Paul Abrams fu il primo invece a contraddire questa teoria. Secondo lui, conoscitore delle costruzioni catalane, sopra la volta è necessario un getto di conglomerato che abbia funzione portante. I costoloni per Abrams sono solo elementi di rifinitura.

Le costruzioni voltate si possono suddividere in due grandi categorie:

Le costruzioni coesive fondate sull'uso di legante per creare collaborazione tra i vari elementi. I vantaggi sono quelli di leggerezza, velocità di realizzazione e riduzione notevole delle spinte;

Le costruzioni gravitative che invece si fondano sulla trasmissione dei carichi verticali.

Esempio di costruzioni coesive sono quelle arabe in cui troviamo le cosiddette volte tabicade (tabic = "tramezzo").

traduzione spagnola) realizzate mediante sovrapposizione di tre strati alternati di laterizio infolio e malta.

STEREOTOMIA significa letteralmente "tecnica del taglio della pietra".

L'obiettivo è quello di realizzare coperture voltate di qualsiasi forma e di qualsiasi estensione.

Uno degli esempi più complessi è quello della volta del vestibolo del municipio di Arles realizzata dall'architetto Mansart. Egli realizza una copertura data dalla fusione di volumetrie complesse e totalmente in pietra da taglio. Trattasi però di una volta molto ribassata che genera spinte molto elevate per cui lo spessore delle murature cresce (più materiale consumato significava che il proprietario era benestante).

La Stereotomia dopo l'800 si avvicina alla progettazione della forma dei conci.

Come eliminare le spinte a vuoto? Il problema delle spinte a vuoto nasce quando i sostegni verticali non riescono più a contrastare le spinte.

E i carichi. Si procede nel seguente modo:

Apparecchio ellittico: sequenza di archi ellittici affiancati che costituiscono una spirale. Non si riesceØ però ad eliminare tutte le spinte e l’appoggio verso le imposte era mediato da un concio dettocorno di vacca.

Apparecchio ortogonale: le facce dei conci sono curve e non piane (sistema molto complesso eØ costoso);

Realizzazione di soli archi retti in sequenza e sfalsati in obliquo. Si rinuncia così all’intradossoØ continuo.

Antonì Gaudì fu un architetto catalano che sfruttò la tecnica tabicada in molte sue opere, a partire dalla“Scuola della Sagrada Familia”. Questa tecnica prevede l’impiego di pianelle in folio (anche dette rajola orasilla). La copertura è una superficie di traslazione. Le travi in legno traslano e ruotano creando un movimento ondoso della copertura. Sopra le travi è presente una soleras costituita da 3 strati di

pianellato.Trattasi di una struttura coesiva (le pianelle solo legate da malta e si viene perciò ad ottenere un elemento monolitico grado di monoliticità strutturale elevata resistenza sia a compressione che a trazione).

Gaudì elaborò un metodo semi-empirico per verificare le sue costruzioni. Si inizia a parlare di cernierizzazione dell’arco. L’arco deve lavorare necessariamente per compressione e ciò vale fino a quando la curva delle pressioni cdp (luogo delle successive risultanti) è contenuta nello spessore strutturale dell’arco. Quando ciò non accade più allora è necessario aumentare lo spessore dell’arco.

La cdp Gaudì la considera come se fosse una catenaria (forma che assume una catena metallica avente gli estremi bloccati e sottoposta al proprio peso) ribaltata. In altre parole Gaudì si costruisce un modello funicolare.

Le Corbusier rimase colpito dalla capacità

di Gaudì di usare sapientemente i materiali. Le Corbusier fu un architetto e urbanista francese che all'inizio del 900 concepì il progetto della maison dom-ino. Le Corbusier diede avvio al Movimento Moderno e fu colui che fuse l'architettura con i bisogni sociali dell'uomo. Fu tra i primi ad impiegare il conglomerato cementizio armato nelle proprie costruzioni e a creare così una struttura intelaiata che rappresentava solo lo scheletro dell'edificio. Egli si fece padre dell'architettura purista e introdusse così i cinque punti fondamentali:

1. I pilotis sostituiscono i setti in muratura e permettono alla natura di poter passare sotto l'edificio;
2. I tetti-giardino hanno funzione di coibentazione della copertura e di rendere vivibile anche il tetto;
3. La pianta libera consente di avere spazi aperti e ampi;
4. Le finestre a nastro permettono l'illuminazione naturale degli interni e contatto diretto con l'esterno;
5. La

facciata libera consente di usare vetrate e murature di tamponamento a piacere.

Esempio di costruzione che segue questi cinque punti è Ville Savoye a Pissy.

Alla figura di Le Corbusier è legata anche la figura dell'imprenditore francese Auguste Perret il quale usa gli stessi principi costruttivi.

Molti attribuiscono la scoperta del c.c.a. a Lambot il quale nel 1848 usò questa nuova combinazione di cemento e ferro per riparare la propria imbarcazione. In realtà spesso si tende ad attribuire tale scoperta al francese Louis Vicat.

Joseph Monier invece richiese il brevetto per la realizzazione della prima opera civile fatta in cemento armato, ossia un serbatoio per la raccolta dell'acqua piovana. L'acqua esercita una spinta idrostatica che può essere assorbita grazie alla resistenza a trazione dell'armatura metallica. Giunse quindi a realizzare la prima soletta in c.c.a. e l'armatura venne posizionata nell'intradosso della

soletta (le fibretese dovute all'inflessione sono in basso). Lambot invece posizionava l'armatura al centro della sezione. Nello stesso periodo negli USA spicca la figura di Thaddeus Hyatt. Egli analizzò il comportamento degli edifici in caso di incendio e osservò che l'acciaio doveva essere necessariamente annegato nel calcestruzzo. Francois Hennebique propose la soletta nervata per risparmiare materiale e avere una soletta più leggera. Egli necessita di un sistema di calcolo per effettuare la verifica numerica dei propri solai. Nel 1898 brevettò la struttura intelaiata (collegamento solaio-pilastro) con l'armatura continua. Qualche anno dopo brevettò anche una nuova armatura che resistesse alle forze di taglio, le staffe (o anche dette etrier = staffa a U che abbraccia gli elementi longitudinali per creare collaborazione). In Italia troviamo le figure di Giuseppe Porcheddu che opera tra Piemonte, Lombardia, Liguria e.Sardegna, Attilio Muggia che invece opera tra Emilia Romagna, Marche e Toscana, e infine Donghi che ottiene l'esclusiva del brevetto Hennebique in Trentino e Friuli. Tuttavia si verificano le prime crisi delle strutture in c.c.a. per cui viene attuato un regolamento che mette a punto l'uso di questo nuovo materiale. Il primo firmatario della normativa fu Canevazzi. Decade così il brevetto di Hennebique. RECUPERO EDILIZIO IN AMBITO SISMICO Tema che tratta delle costruzioni esistenti in zona sismica. Nel 1783 si verifica un terremoto in Calabria che distrugge la città di Polistina. Il re Borbonico incarica Giovanni Vivezio di realizzare edifici più resistenti all'azione del sisma. Egli osserva che le costruzioni più resistenti e rimaste in piedi sono quelle che presentano una intelaiatura in legno tra i due paramenti della muratura (casa baraccata). Vivezio basa i propri studi sulle indagini geologiche. Prima fase della normativa antisismica Nel 1908 si verifica un terremoto di

Messina distruzione completa di Messina e Reggio Calabria. Si vede la necessità di attuare una legge che preveda le costruzioni in muratura armata, ossia una muratura che presenti al suo interno una intelaiatura in materiale elastico. Si possono realizzare un massimo di due piani. Nel 1909 viene introdotto il concetto di sismicità (sulla base di dati storici e tempi di ritorno). Nel 1968 si verifica il Terremoto del Belice con delocalizzazione della città e della società. Si ricostruiscono gli edifici con materiale di recupero sottodimensionato e si rinforzano con l'apporto di cemento armato. La legge n°34/1974 decreta la quantificazione dell'azione sismica sulle costruzioni intelaiate. Nel 1976 si verifica il Terremoto del Friuli senza delocalizzazione. Il patrimonio edilizio deve essere ricostruito in quanto assume valore di testimonianza culturale. Viene introdotto il METODO POR. Trattasi di una soluzione messa a punto da un team di ingegneri della Dalmazia basata

sulla valutazione della sicurezza delle strutture intelaiate costituite da materiale elastico e non in muratura. L'obiettivo era quello di ottenere un edificio che si comportasse elasticamente e dunque capace di deformarsi ma anche di tornare nella propria configurazione iniziale. Tale metodo prevede un funzionamento secondo setti separati, elementi infinitamente rigidi e presenza di pilastri e travi (anziché maschi murari e solai). Si deve prevedere una deformazione rigida e inoltre consente di valutare la resistenza alla sollecitazione tagliante (τ < τ almax fine di avere stabilità strutturale). A seguito degli interventi di ricostruzione, l'edificio deve avere una resistenza finale pari a 1.5 volte la resistenza iniziale. In generale la ricostruzione si basava su un uso massiccio di c.c.a. che non sempre portava a benefici. 1980 Terremoto dell'Irpinia abbandono dell'esistente e crisi della società. Col D.M. dell'81 si iniziaa parlare di miglioramento e adeguamento sismico. Nel primo caso si hanno piccoli interventi che non snaturano l'organizzazione costruttiva-strutturale dell'edificio e che non richiedono