Tecniche costruttive storiche: ARCHI E VOLTE
Tecniche costruttive storiche: ARCHI E VOLTE
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RESTAURO <strong>ARCHI</strong>TETTONICO<br />
A.A. 2010-2011<br />
<strong>Tecniche</strong> <strong>costruttive</strong> <strong>storiche</strong>:<br />
<strong>ARCHI</strong> E <strong>VOLTE</strong><br />
Ing. Emanuele Zamperini<br />
Corso di Restauro architettonico – A.A. 2010-2011 Ing. Emanuele Zamperini
CHE COS’È UN ARCO?<br />
«Arco non è altro che una fortezza causata da due<br />
debolezze; imperoché l’arco negli edifici è composto di due<br />
quarti di circulo, i quali quarti circuli ciascuno debolissimo per<br />
sé desidera cadere e opponendosi alla ruina l’uno dell’altro,<br />
le due debolezze si convertono in una unica fortezza»<br />
(LEONARDO DA VINCI)<br />
L’arco è una struttura eminentemente compressa e<br />
rappresenta la materializzazione delle isostatiche di<br />
compressione della struttura, ovvero dei canali statici: le vie<br />
attraverso le quali i carichi si trasmettono al terreno<br />
sollecitando i materiali con sforzi di compressione.<br />
L’ARCO<br />
non è un elemento<br />
decorativo…<br />
…è un principio<br />
statico<br />
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L’arco nasce dall’OSSERVAZIONE<br />
Arco naturale<br />
Al di sopra di un architrave inflesso si distacca un settore di muratura che<br />
può anche crollare lasciando pressoché indisturbata la statica del resto<br />
del muro. Al di sopra della linea di distacco (fessura tra muratura in sede e<br />
muratura in movimento) si crea così un arco naturale.<br />
Pseudoarco (e pseudovolte)<br />
I primi tentativi di sfruttare il principio dell’arco naturale (osservato in<br />
natura o in strutture dissestate) riproducendolo sovrapponendo conci<br />
disposti con giunti orizzontali via via più aggettanti dà origine agli<br />
pseudoarchi (Porta dei Leoni a Micene) ed alle pseudovolte (Tesoro di<br />
Atreo a Micene).<br />
Arco<br />
L’arco propriamente detto è formato da una serie di conci disposti a giunti<br />
inclinati (in genere radiali) per il posizionamento dei quali è generalmente<br />
necessaria la realizzazione di una struttura provvisionale (centina) che<br />
sostenga le due metà dell’arco fino al collocamento del concio sommitale<br />
(chiave).<br />
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ARCO NATURALE<br />
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PSEUDO-ARCO<br />
Pseudo archi e volte<br />
a botte si basano sul<br />
progressivo aggetto: i<br />
corsi superiori<br />
poggiano su quelli<br />
inferiori come su<br />
mensole<br />
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PSEUDO-VOLTA E PSEUDO-CUPOLA<br />
Nelle pseudo cupole<br />
in ogni corso si crea<br />
un comportamento ad<br />
arco anulare che<br />
impedisce la caduta<br />
della volta verso<br />
l’interno del vano<br />
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ARCO<br />
Arco a tre conci<br />
Archi “in foglio” (Gaudì)<br />
Archi romani<br />
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ARCO<br />
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ARCO<br />
Terminologia di base<br />
piano di<br />
imposta<br />
sezione<br />
alle reni<br />
spalla<br />
o<br />
piedritto<br />
30°<br />
(concio di)<br />
chiave<br />
freccia o monta<br />
corda o luce<br />
intradosso<br />
estradosso<br />
spalla<br />
o<br />
piedritto<br />
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<strong>ARCHI</strong> (1)<br />
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<strong>ARCHI</strong> (2)<br />
In conci di pietra cuneiformi regolari<br />
La forma a cuneo dei<br />
conci consente di<br />
creare la curvatura<br />
dell’arco mantenendo<br />
costante lo spessore<br />
del giunto<br />
La muratura viene<br />
realizzata sagomando<br />
i conci circostanti a<br />
contatto con l’arco<br />
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<strong>ARCHI</strong> (3)<br />
In conci di pietra cuneiformi pentagonali<br />
La forma pentagonale<br />
del concio consente<br />
giunti a spessore<br />
costante tra i conci e<br />
semplifica la<br />
realizzazione della<br />
muratura<br />
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<strong>ARCHI</strong> (4)<br />
In mattoni<br />
A B<br />
C<br />
La forma del mattone<br />
(solitamente a facce<br />
parallele) rende<br />
necessario un giunto<br />
cuneiforme che per<br />
archi di grosso<br />
spessore comporta<br />
un comportamento<br />
negativo dell’arco.<br />
Per archi di grosso<br />
spessore spesso si<br />
utilizzavano più<br />
ghiere sovrapposte<br />
(tipo B)<br />
L’arco in basso a<br />
destra funziona<br />
meglio di quello a<br />
sinistra perché<br />
ciascuna ghiera ha lo<br />
stesso numero di<br />
giunti<br />
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<strong>ARCHI</strong> (5)<br />
In mattoni con conci di pietra<br />
Nella metà di sinistra<br />
ci sono solo mattoni<br />
e i giunti hanno forma<br />
di cuneo, nella metà<br />
di destra, inserendo<br />
conci di pietra e<br />
modificando<br />
leggermente il profilo<br />
dell’arco si può<br />
diminuire la<br />
differenza di<br />
spessore del giunto<br />
tra intradosso ed<br />
estradosso<br />
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<strong>ARCHI</strong> (6)<br />
Arco zoppo o arco rampante<br />
L’arco zoppo o arco<br />
rampante ha le<br />
imposte a due quote<br />
differenti<br />
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PIATTABANDA (1)<br />
Anche se assomiglia di più a<br />
un architrave, la piattabanda<br />
si basa sullo stesso principio<br />
costruttivo dell’arco, per<br />
questo talvolta è anche detta<br />
“arco-trave”<br />
© Claudio Ghisoni<br />
Medesimo morfema<br />
tecnema differente<br />
(vedi Franco Laner,<br />
Accabadora. Tecnologia<br />
delle costruzioni<br />
nuragiche, 1999)<br />
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PIATTABANDA (2)<br />
Interstizio<br />
lasciato libero<br />
per non far<br />
poggiare la<br />
piattabanda<br />
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PIATTABANDA (3)<br />
Piattabanda in pietra con conci pentagonali<br />
Come negli archi la<br />
forma a cuneo dei<br />
conci consente di<br />
avere giunti a<br />
spessore costante<br />
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PIATTABANDA (4)<br />
Piattabanda in mattoni “alla francese”<br />
I giunti sono tutti a<br />
spessore costante, in<br />
chiave devono essere<br />
posti dei conci tagliati<br />
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PIATTABANDA (5)<br />
Piattabanda in mattoni “alla romana”<br />
con soprastante arco di scarico (sordino)<br />
L’arco di scarico<br />
superiore consente di<br />
“deviare” i carichi<br />
dalla piattabanda ai<br />
suoi stipiti<br />
I giunti della<br />
piattabanda sono<br />
cuneiformi (hanno<br />
spessore variabile),<br />
tutti i mattoni sono<br />
posti in opera interi<br />
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VOLTA A BOTTE<br />
La volta a botte<br />
scarica un carico<br />
lineare sui muri<br />
di piedritto<br />
La volta a botte può<br />
essere vista come un<br />
arco di grande<br />
profondità<br />
In genere al di sopra<br />
delle volte si ha un<br />
rinfianco (di materiali<br />
vari) che rende piano<br />
l’estradosso e<br />
consente di realizzare<br />
un piano di calpestio<br />
In rosso sono<br />
segnate: la curva<br />
direttrice e la linea<br />
generatrice<br />
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<strong>VOLTE</strong> COMPOSTE<br />
Generazione delle volta a crociera e a padiglione<br />
Una volta a botte su pianta quadrata<br />
tagliandola con due piani diagonali può<br />
essere scomposta in:<br />
A: Unghie o lunette<br />
B: Spicchi<br />
Una volta a crociera è<br />
l’unione di 4 unghie<br />
Una volta a padiglione<br />
è l’unione di 4 spicchi<br />
In un ambiente a<br />
pianta quadrata:<br />
a. La volta a botte<br />
scarica su 2 lati<br />
b. Quella a padiglione<br />
scarica su 4 lati<br />
c. Quella a crociera<br />
scarica solo su<br />
4 punti: i vertici del<br />
quadrato<br />
L’uso delle volte a<br />
crociera rende<br />
possibile una<br />
maggiore flessibilità<br />
di uso degli ambienti<br />
o l’apertura di grandi<br />
vani nelle pareti<br />
perimetrali<br />
(finestre gotiche)<br />
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<strong>VOLTE</strong> A CROCIERA (1)<br />
Su pianta quadrilatera<br />
Volte a crociera:<br />
a: ordinaria<br />
b: a monta rialzata<br />
c, d, e, f: con unghie a<br />
doppia curvatura<br />
c: a monta rialzata<br />
d: a monta costante<br />
e: a monta differente<br />
sui 4 lati<br />
f: a monta ribassata<br />
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<strong>VOLTE</strong> A CROCIERA (2)<br />
Su pianta poligonale<br />
Volta a crociera<br />
costituita da unghie a<br />
superficie a doppia<br />
curvatura e monta<br />
rialzata detta<br />
volta a ombrello<br />
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<strong>VOLTE</strong> <strong>ARCHI</strong> E CONTRAFFORTI<br />
LEGENDA<br />
Azione principale<br />
(spinta della volta<br />
della navata<br />
centrale)<br />
Resistenze attive<br />
(controspinte)<br />
Resistenze passive<br />
(forze verticali)<br />
La cattedrale gotica<br />
basa il suo<br />
funzionamento<br />
statico su<br />
componenti di<br />
resistenza attiva<br />
(controspinte degli<br />
archi rampanti e<br />
delle volte laterali) e<br />
resistenza passiva<br />
(verticalizzazione<br />
delle forze inclinate<br />
grazie alle forze<br />
peso di contrafforti<br />
e guglie)<br />
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<strong>VOLTE</strong> A SUPERFICIE SFERICA<br />
La cupola o volta<br />
semisferica è ottenuta<br />
dalla rotazione della curva<br />
direttrice attorno al suo<br />
asse di simmetria<br />
Scarica su tutto il<br />
perimetro in modo uguale<br />
La volta a vela è una volta<br />
a superficie sferica<br />
“ritagliata” su pianta<br />
rettangolare o poligonale<br />
Scarica su tutto il<br />
perimetro, maggiormente<br />
nei punti a quota inferiore<br />
Complesso di<br />
strutture a superficie<br />
verticale e a volta<br />
Dall’alto:<br />
a. cupola<br />
b. tamburo<br />
c. cupola con occhio<br />
centrale<br />
d. tamburo<br />
e. pennacchi sferici<br />
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<strong>VOLTE</strong> COMPOSTE (1)<br />
Volta a botte lunettata<br />
(con unghie di monta<br />
inferiore a quella della<br />
volta a botte principale)<br />
Volta a botte con testa di<br />
padiglione lunettata<br />
(con unghie a monta rialzata)<br />
Testa di padiglione<br />
Volta a schifo<br />
Volta a padiglione<br />
con cervello piano<br />
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<strong>VOLTE</strong> COMPOSTE (2)<br />
Volta a botte lunettata con unghie di vario tipo:<br />
A: cilindrica B e C: cilindrica a monta rialzata D: sferica<br />
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<strong>VOLTE</strong> (ESEMPI VARI)<br />
Volte a crociera<br />
con unghie<br />
cilindriche e<br />
sferiche<br />
Volta a padiglione<br />
su archi e pilastri<br />
Volta a vela<br />
su archi e pilastri<br />
La volta a<br />
padiglione su archi<br />
e pilastri richiede<br />
altezze superiori<br />
perché l’imposta<br />
della volta deve<br />
essere a quota<br />
superiore alla<br />
chiave degli archi<br />
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<strong>VOLTE</strong>: ASPETTI COSTRUTTIVI (1)<br />
Volta a schifo<br />
lunettata con<br />
estradosso<br />
pedonabile<br />
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<strong>VOLTE</strong>: ASPETTI COSTRUTTIVI (2)<br />
Volta a botte di<br />
copertura<br />
a. canale di raccolta<br />
delle acque<br />
b. manto di<br />
copertura<br />
c. riempimento<br />
superiore<br />
d. conci della volta<br />
e. intonaco<br />
f. riempimento<br />
laterale<br />
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<strong>VOLTE</strong>: ASPETTI COSTRUTTIVI (3)<br />
Volta a catino<br />
parabolico di<br />
copertura<br />
(trullo)<br />
a. manto di lastre<br />
di pietra stuccato<br />
nella parte alta<br />
b. conci della volta<br />
c. elemento di<br />
coronamento<br />
d. riempimento<br />
laterale<br />
e. intonaco<br />
f. manto di lastre<br />
di pietra<br />
g, h. canali di<br />
raccolta delle acque<br />
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<strong>VOLTE</strong>: ASPETTI COSTRUTTIVI (4)<br />
Realizzazione di una lunetta<br />
Arco posto<br />
sulla<br />
intersezione<br />
tra le<br />
superfici<br />
Lunetta<br />
realizzata in una<br />
volta a botte<br />
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<strong>VOLTE</strong>: ASPETTI COSTRUTTIVI (5)<br />
Aperture nelle volte<br />
Apertura sul bordo<br />
Aperture in chiave<br />
di volta a botte<br />
Creando una<br />
apertura nella volta<br />
si interrompe in<br />
normale “flusso”<br />
degli sforzi<br />
È quindi necessario<br />
realizzare un<br />
elemento<br />
costruttivo che<br />
possa deviare il<br />
flusso degli sforzi al<br />
di fuori della zona<br />
interessata dal foro<br />
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<strong>VOLTE</strong>: ASPETTI COSTRUTTIVI (6)<br />
Riempimenti<br />
Volta a botte con teste di<br />
padiglione con frenelli<br />
(muricci che sostengono<br />
un impalcato)<br />
Volta a botte con porcelle<br />
(voltine di alleggerimento)<br />
Pilastrini che<br />
sostengono travetti<br />
e tavolato (raro)<br />
Scarica sulla volta<br />
carichi concentrati<br />
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<strong>VOLTE</strong>: ASPETTI COSTRUTTIVI (7)<br />
Spessore<br />
Spessore delle volte a<br />
crociera, padiglione e schifo<br />
Spessore delle volte a botte<br />
Spessore delle volte a<br />
vela e botte<br />
Metodi empirici<br />
(in genere<br />
aumentavano lo<br />
spessore di una<br />
testa nelle volte<br />
carrabili)<br />
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CENTINE<br />
Traverso<br />
Materiale sfuso<br />
incoerente<br />
Traverso<br />
Traverso<br />
Le centine potevano<br />
poggiare su<br />
strutture lignee<br />
verticali o mensole<br />
Potevano avere o<br />
non avere degli<br />
elementi lignei<br />
orizzontali (traversi)<br />
per elidere la spinta<br />
della centina stessa<br />
Nel caso di<br />
piattabande con<br />
monta minima,<br />
spesso si usava una<br />
tavola posta di<br />
piatto con sopra una<br />
piccola quantità di<br />
terra o calcinacci<br />
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TIRANTI o CHIAVI (1)<br />
Posizione ottimale<br />
(alle reni)<br />
Posizione rialzata<br />
(ancora in vista)<br />
Posizione nascosta<br />
(passa a filo<br />
dell’intradosso)<br />
Il ruolo del tirante è<br />
quello di elidere<br />
(almeno in parte) la<br />
spinta dell’arco o<br />
della volta<br />
Può essere<br />
utilizzato anche<br />
come metodo di<br />
consolidamento<br />
Capochiave a paletto<br />
Particolare del tirante<br />
inclinato che ha la<br />
c. chiave (tirante) p. paletto<br />
f. cuneo di forzatura<br />
o. occhio della chiave<br />
funzione di riportare parte<br />
della forza sulla retta di<br />
azione della spinta<br />
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TIRANTI o CHIAVI (2)<br />
Sistemi di messa in tiro<br />
I sistemi di messa in<br />
tiro possono essere<br />
terminali (sinistra) o<br />
intermedi (destra)<br />
In caso di necessità<br />
consentono di<br />
regolare nel tempo il<br />
tiro del tirante<br />
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FALSE <strong>VOLTE</strong> (1)<br />
La struttura secondaria<br />
è costituita da listelli a<br />
cui è fissato il materiale<br />
che forma l’intradosso<br />
(in genere stuoie di<br />
canne semplici o<br />
intrecciate)<br />
L’intonaco è di<br />
malta di calce e gesso<br />
Sono volte non<br />
portanti, ma solo<br />
autoportanti<br />
La struttura<br />
principale è<br />
costituita dalle<br />
centine di tavole di<br />
legno (spesso<br />
grossolane)<br />
inchiodate a giunti<br />
sfalsati<br />
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FALSE <strong>VOLTE</strong> (2)<br />
Le strutture di legno<br />
delle false volte<br />
sono in genere<br />
piuttosto<br />
deformabili e alla<br />
lunga l’intonaco<br />
tende a fessurarsi in<br />
maniera diffusa<br />
Se la falsa volta<br />
separa due ambienti<br />
in condizioni<br />
climatiche differenti<br />
(ad esempio camera<br />
abitata da sottotetto)<br />
è in genere molto<br />
facile leggere<br />
all’intradosso la<br />
traccia delle<br />
strutture lignee<br />
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FALSE <strong>VOLTE</strong> (3)<br />
Tramezzo<br />
Spigoli della<br />
volta muraria<br />
Spigoli della<br />
falsa volta<br />
Quando ampi<br />
ambienti voltati<br />
sono stati ridotti<br />
inserendo delle<br />
tramezze, è facile<br />
trovare delle false<br />
volte realizzate per<br />
regolarizzare la<br />
forma delle volte in<br />
muratura<br />
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