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

IL SISTEMA TRILITICO

Per trilite intendiamo tutte le quelle configurazioni strutturali a tre elementi esenti da componenti

orizzontali delle forze e fondate sulla trasmissione verticale delle forze peso. Trattasi del principio

costruttivo più intuitivo e antico.

Gli elementi che lo caratterizzano sono l’orizzontamento (architrave monolitica) e i sostegni verticali

(piedritti). Queste costruzioni venivano usate con lo scopo di ricordare e venerare le persone defunte.

Erano realizzate totalmente in pietra. Possiamo ricondurci ad uno schema trave appoggio-appoggio con

carico concentrato in mezzeria. Da questo schema isostatico possiamo capire che i piedritti sono soggetti a

compressione, mentre l’architrave è soggetta a flessione e forze di taglio.

I principali punti di debolezza di tale sistema costruttivo sono:

Rottura per flessione in mezzeria dell’architrave quando essa è eccessivamente sollecitata o di

sezione insufficiente e porta al ribaltamento dei piedritti. Questo problema può essere risolto

ispessendo la sezione dell’orizzontamento o riducendo la luce (ossia la distanza tra i piedritti) ma

ciò conduce al problema intercolumnia;

La seconda debolezza è dovuta al fatto che l’architrave è semplicemente appoggiata ai piedritti, per

cui in caso di sisma essa tenderà a scivolare sui piedritti e causa l’attrito, provocherà anche il

ribaltamento degli stessi (è per questo che oggi si parla di vincolo rigido di continuità);

Infine gli estremi della trave sono soggetti a forze di taglio che possono essere tradotte in carichi

eccentrici sui piedritti causando la rottura per schiacciamento.

Architrave prefessurato di Tindari. L’architrave non è monolitico ma è costituito da tre elementi di cui

quello centrale è un concio di chiave il quale permette di mettere in compressione gli altri elementi.

Trattasi di una piattabanda (o arco piatto) e dunque di un SISTEMA SPINGENTE. Dividendo in tre parti

l’architrave si predetermina la posizione delle fessure. Il sistema è detto spingente in quanto la forza

esercitata dal concio di chiave risulta essere inclinata e dunque presenta una componente verticale ed una

componente orizzontale che tenderà a far ribaltare il piedritto verso l’esterno. Nel trilite invece il piedritto

era soggetto a sole forze di compressione. Con le strutture spingenti si risolve il problema intercolumnia.

L’ARCO è costituito da n conci sagomati opportunamente al fine che i piani tangenti alle varie facce

convergano in un punto proprio. Il concio di chiave è quell’ elemento di forma tronco-piramidale che mette

in compressione tutti gli altri elementi. La costruzione di un arco avviene mediante una céntina in legno

sulla quale vengono poggiati i vari conci a partire dagli appoggi esterni e via via fino a raggiungere la

sommità dell’arco. Attenzione però perché non tutto ciò che è curvo è necessariamente un arco. Iniziamo

infatti a parlare delle false cupole.

Spesso per alleggerire il peso si scavava l’intradosso dell’architrave oppure come nelle “tombe a tolos” si

sovrapponevano elementi di pietra sfalsati verticalmente, con superfici di contatto tra i vari elementi

orizzontali tali da non avere spinte e dopo di chè nell’intradosso si asportava del materiale per ottenere una

sorta di volta cuspidata. L’architrave della “porta dei leoni” vede invece un ispessimento notevole nella

mezzeria dell’orizzontamento. Esempi di false cupole e dunque di costruzioni trilitiche sono i trulli in Puglia

e i nuraghe in Sardegna.

Esempio importante di falsa cupola è il Pantheon a Roma, realizzato sotto l’impero di Adriano. Presenta

una pianta circolare, uno spazio perfettamente sferico e un foro in sommità. La costruzione non è una volta

in quanto la copertura è stata realizzata mediante strati anulari successivi di calcestruzzo sempre più

leggeri. In questo caso non bisogna prestare attenzione allo sfalsamento dei laterizi ma è necessario che la

risultante dei vari anelli in cls ricada all’interno della base d’appoggio dell’anello sottostante. Tuttavia non è

presente il profilo cuspidato tipico delle false volte.

Mausoleo di Galla Placidia. Completamente realizzato in laterizio e internamente rivestito di mosaici.

Mausoleo di Teodorico. Completamente realizzato in pietra d’Istria. Teodorico, re degli Ostrogoti, voleva

differenziarsi dai Bizantini per cui fa realizzare dalle maestranze armene la propria tomba usando le

tecniche più innovative del taglio della pietra. La copertura è un monolite in pietra opportunamente

scavato e sagomato per ridurre il peso e dare il senso di una volta.

COSTRUZIONI AD ARCO. Vediamo gli elementi che caratterizzano un arco:

Luce = distanza fra i piedritti;

• Piano d’imposta = piano immaginario orizzontale che tende a distaccare la porzione curva dell’arco

• dai sostegni verticali;

Freccia = distanza tra il piano di imposta e il limite superiore dell’intradosso;

• Conci = elementi costitutivi dell’arco di forma trapezoidale con le facce che hanno una direzione

• convergente in un centro geometrico che è denotato come centro di curvatura dell’intradosso;

Intradosso e estradosso definiscono lo spessore dell’arco;

• Piano alle reni (o anche reni dell’arco) = piani immaginari inclinati di circa 30° che individuano due

• porzioni distinte della costruzione ad arco. Su questo piano si esplica l’azione R (perpendicolare al

piano stesso) che l’arco esercita sul resto della struttura.

R ha una componente verticale ed una orizzontale. Tenderà dunque a far ribaltare la struttura e affinchè ciò

non accada si deve verificare che M M (con M =momento stabilizzante e M =momento ribaltante).

≥ 1.5

S R S R

L’unione di tutti i punti lungo i quali si scambiano i contatti i vari conci rappresenta la curva delle pressioni.

Valutazione della stabilità di un arco:

Se R cade all’interno del nocciolo centrale di inerzia, la base di appoggio del piedritto è compressa

Ø al terreno che reagisce approssimativamente con un carico distribuito di pari modulo e verso

opposto;

Se R cade sul bordo del nocciolo, il diagramma delle reazioni del terreno diventa triangolare;

Ø Se R cade fuori dal nocciolo ma entro il perimetro di appoggio del piedritto, il piedritto è in parte

Ø staccato dal terreno ma la struttura rimane in piedi;

Se R cade fuori dal perimetro di appoggio, la costruzione è instabile e collassa.

Ø

Osserviamo inoltre che la spinta è tanto maggiore quanto più l’arco risulta essere ribassato.

Se consideriamo il rapporto tra la freccia e metà della luce allora possiamo contraddistinguere l’arco ad

intradosso circolare e parabolico (rialzato o ribassato).

I costruttori auspicano sempre che la