Università IUAV di Venezia

TEORIA E TECNICA DELLE COSTRUZIONI STORICHE

Prof. Paolo Faccio

coll. Arch. Paola Scaramuzza

A.A. 2014 - 2015

Lezione 0 : introduzione al corso

Il nostro globo viaggiante nell’infinità galattica è diviso in latitudine e longitudine

Con l’aiuto di questo reticolo, ogni punto della superficie terrestre ha il suo

numero.

Al punto di intersezione del reticolo ognuno riceve nutrimento, ogni creatura

riceve la sua tecnologia specifica, la sua struttura formata e creata dai

movimenti delle nuvole, dalla forza del vento e dalle mutevoli posizioni del sole.

Su questo groviglio organico, l’acrobata ( costruttore) cerca, con l’ausilio degli

strumenti, di ingannare la gravità e di sfidare la morte ad ogni salto.

E quando le perplessità del pensiero nella vostra anima dovessero creare dello

spazio sulla terra, in quel momento nasce un duello con la sostanza. Nel mezzo

del calore della brutalità, nasce la bellezza… SVERRE FEHN

Perché un corso di teoria e tecnica delle costruzioni storiche?

Abbazia di Praglia – Padova

Particolare della copertura

del Chiostro Doppio

La realizzazione negli anni

80 di una copertura in latero

cemento con travi principali

in calcestruzzo armato, ha

portato un danneggiamento

per una incompatibilità delle

tecniche contemporanee

con quelle storiche

INCOMPATIBILITA’ COSTRUTTIVA

Rottura a taglio della

muratura per eccesso di

carico trasmesso dalla trave

in calcestruzzo armato

USO MODERNO DEI MATERIALI e NUOVI MATERIALI

MATERIALI DEL MODERNO : CALCESTRUZZI ARMATI, NON

ARMATI E METALLI

G.Pagano, I materiali nella nuova architettura,

in “La casa bella , maggio 1931, p.10-14

LA CONOSCENZA DELLA

TECNICA COME ELEMENTO DI

ANALISI PROPEDEUTICO ALLA

CONSERVAZIONE

Le Corbusier, casa Cook, 1926 compaiono le travi ad appoggio indiretto che consentono

la riduzione in pianta del numero dei pilastri

Necessità di una particolare

armatura di sospensione

Edificio a San Cassiano - Venezia

Rinforzo in fibra di carbonio per

insufficienza delle armature

resistenti di sospensione

Trave ad appoggio indiretto

Il brevetto Hennebique

Le modalità di realizzazione delle

armature consentono di ipotizzare

eventuali carenze e conseguentemente

interventi adeguati

LA CONOSCENZA DELLA TEORIA PER UNA

VALUTAZIONE DELLA CAPACITA’ RESIDUA

IL RAPPORTO ACQUA/CEMENTO

Il rapporto tra le quantità in peso di acqua e di cemento

necessarie per l’impasto influenza in misura rilevante

due caratteristiche fondamentali

-la resistenza a compressione

-la lavorabilità dell’impasto

I valori del rapporto A/C variano a seconda

degli impieghi tra 0,5 e 0,7

L’eccesso di acqua nell’impasto oltre a influire in

maniera negativa sulla resistenza può produrre altri

inconvenienti:

-effetti di dilavamento dovuti all’eccesso di acqua che

trascina con sé una parte di cemento

-formazione di porosità nella massa del materiale,

causati dall’evaporazione dell’acqua interclusa

-aumento dei fenomeni di ritiro del calcestruzzo

-possibilità di segregazione degli aggregati con

formazione di nidi di ghiaia

Le caratteristiche fisico meccaniche

del calcestruzzo storico

Tecnica costruttiva e trasformazioni

dell’architettura

L’individuazione delle tecniche murarie può

indicare la presenza di fasi cronologiche di

realizzazione.

Giardini Vaticani - Roma

1

2

3

4

5

LA CONOSCENZA DELLE

TECNICHE COME STRUMENTO

DI DECODIFICA DEL COSTRUITO

Analisi stratigrafica e

definizione di una possibile

cronologia costruttiva. La

definizione delle parti

costruttive omogenee – Unità

Stratigrafiche Murarie – e i

rapporti macrostratigrafici,

consentono la definizione di

sequenze ante post

Esempi di ricostruzione di piattabande.

La conservazione delle piattabande in

pietra, la ricostruzione con elementi in

laterizio a formare conci equivalenti e l’uso

di muratura in laterizio listato,

rappresentano possibilità di identificazione

e distinzione di fasi costruttive diverse

Resti della Basilica Iulia - Roma

Pozzo veneziano

Andamento e disposizione della

pavimentazione individua

chiaramente gli elementi funzionali

del sistema

LA CONOSCENZA TECNICA

COME STRUMENTO DI ANALISI

DELL’ESISTENTE

Tecnologia di fabbricazione dei cementi decorativi : l’evoluzione

della tecnica segna la modifica nel tempo dell’architettura

in opera: cementi da rivestimento

fuori opera:

cementi scolpiti

LA CONOSCENZA DELLE TECNICHE DEL PASSATO PER LA CONSERVAZIONE E

IL MANTENIMENTO DELLA IDENTITA’ CULTURALE

Tecnologia di fabbricazione in opera: cementi da rivestimento

e la pietra artificiale

il modine

la malta

1. modine

2. Marcia modine

3. zeppa

4. maniglia

5. tacchetto distanziatore

6. nasello

7. regolo inferiore

8. regolo superiore

1. rinzaffo

2. arriccio

3. intonachino

Tecnologia di fabbricazione fuori opera: cementi scolpiti

•stampi in gesso

•stampi in colla

•stampi in sabbia

•stampi in legno

•stampi in metallo

•stampi in cera

•stampi in argilla

gli stampi

«Quello che maggiormente fa

apprezzare la decorazione in pietra

naturale è la nivezza del taglio che da

alle linee una caratteristica speciale e

pregevole che non si riscontra nei

lavori in calcestruzzo che non abbiano

subita una ritoccatura collo scalpello

dopo la loro formatura nelle matrici»

Gli utensili pneumatici applicati alla

lavorazione delle pietre artificiali, “Il

Cemento”, anno V, n.3, 1908, pag.67.

Le lavorazioni di finitura venivano

eseguite normalmente dopo 15-20

giorni dal getto, quando cioè

l’indurimento, che poteva ritenersi

terminato dopo circa 28 giorni, non era

ancora completo: dopo questo periodo

il calcestruzzo presentava infatti

superfici sufficientemente stabili per

sopportare le tipiche lavorazioni “a

levare”, ma ancora relativamente

morbide per essere lavorate.

scalpellatura

subbiatura

martellinatura

levigatura a

smeriglio

bocciardatura

Le finiture di superficie

TEMI E DATE

Ottobre :

Giovedi 9 : PRESENTAZIONE CORSO

Venerdi 10 : PROPORZIONE E MISURA

Giovedi 16 : MURATURE STORICHE : ISODOMA, PSEUDOISODOMA E TECNICHE

MURARIE NEI TRATTATI

Venerdi 17 : FONDAZIONI E SOSTRUZIONI : le opere di sostruzione dei Romani. Il

palazzo di Diocleziano a Spalato e il tempio della Fortuna Primigenia a

Palestrina

Giovedi 23 : ARCHI, VOLTE E CUPOLE IN MURATURA :dai Romani al Gotico, il

Pantheon e le grandi chiese del Nord Europa

Venerdi 24 : la cupola di S. Maria del Fiore e il Nelli, la cupola di S. Pietro e l’abate

Poleni, il tempietto di villa Barbaro a Maser di Andrea Palladio

Giovedi 30: I GRANDI PONTI IN MURATURA : Leonardo da Vinci il ponte tra Pera e

Costantinopoli di Leonardo da Vinci e i grandi ponti ottocenteschi

Venerdi 31 : SEMINARIO SUI SITI ARCHEOLOGICI: analisi, tecniche di intervento e

aspetti figurativi

TEMI E DATE

Novembre :

Giovedi 6 : il legno negli impalcati lignei

Venerdi 7 : l’evoluzione della capriata : da Palladio alle grandi coperture

Ottocentesche

Giovedi 13 : centine e archi

Venerdi 14 : i grandi archi da ponte in muratura : l’esperienza di Perronet e

Boistard

Giovedi 20 : le strutture miste legno metallo, l’esperienza di Polenceau

Venerdi 21 : i manuali ottocenteschi e le trasformazioni del modo di costruire

Giovedi 27 : le grandi costruzioni ottocentesche : l’Antonelli e la muratura armata

Venerdi 28 : seminario

TEMI E DATE

Dicembre :

Giovedi 4 : la pietra artificiale

Venerdi 5 : le trasformazioni dell’architettura moderna: dalle strutture in linea a

quelle puntiformi

Giovedi 11 : le costruzioni in ghisa

Venerdi 12 : La Galleria Vittorio Emanuele II a Milano : progetti e cantiere.

prof. ssa Ornella Selvafolta

Giovedi 18 :Perret e Le Corbusier e l’uso del telaio in calcestruzzo armato

l’evoluzione del solaio in epoca moderna

Venerdi 19 : muratura e calcestruzzo armato nell’opera di Louis Kahn

TEMI E DATE

gennaio :

Giovedi 8 : seminario Vasari e gli Uffizi a Firenze

Venerdi 9 : la prefabbricazione nelle costruzioni : il foro Boario a Padova di

Giuseppe Davanzo

L’esercitazione : trattati e costruzione

J. B. Rondelet Trattato teorico e pratico dell’arte di edificare, Mantova 1831

Architetto, Cavaliere della Legione d'onore; Membro

dell'Istituto di Francia, Membro onorario del Comitato

consultivo delle fabbriche della Corona; Ispettore

generale onorario del Lavori pubblici, e Membro onorario

del Consiglio dei Fabbricati civili presso il Ministro

dell'Interno; Professore emerito di Costruzioni alla

Scuola Reale di Belle Arti; Socio dell'Accademia di

Scienze, Lettere ed Arti di Lione; Membro onorario

dell'Accademia di S. Luca a Roma, Socio libero

dell'Accademia Imperiale di Pietroburgo e di molte altre

dotte Società.

http://risorseelettroniche.biblio.polimi.it/rondelet

Sezione verticale e pianta di volte con mattoni collocati in

piano e murati in gesso

Gustav Adolf Breymann (1807-1859) Il Trattato generale sulle costruzioni,

Stoccarda 1849, tr. It . 1884

Architetto tedesco, autore del monumentale trattato di

architettura: Allgemeine bau Constructions Lehre (Trattato

generale sulle costruzioni), edito nel 1849 da Hoffmann

Stuttgart. L’opera, ampliata successivamente da Heinrich

Lang, Otto Warth, Otto Koeniger e Ugo Scholtz, si sviluppa in

cinque volumi (costruzioni in pietra e strutture murali,

costruzioni in legno, costruzioni metalliche, costruzioni

diverse, applicazioni alle costruzioni).

Sul portale Europeana è possibile consultare e scaricare la

versione digitalizzata dei volumi I-IV dell’opera (gli esemplari

provengono dalla Bayerische Staatsbibliothek e dalla

Bodleian Library).

E’ invece reperibile all’interno della biblioteca digitale

dell’Università di Bologna, AMS Historica, la

digitalizzazione dell’Atlante (parte II volume V).

Volta a crociera su un quadrato

Nicola Cavalieri San-Bertolo Istituzioni di architettura statica e idraulica,

Mantova 1831

Nicola Cavalieri San Bertolo (1788-1867),

ingegnere-architetto e professore di Architettura

statica e idraulica, pubblica la sua prima

edizione di Istituzioni di architettura statica e

idraulica, a Bologna nel 1826-27. I temi

presentati nel testo seguono rigorosamente

l’ordinamento della Scuola degli Ingegneri

pontifici, essendo l’opera pensata come un

facile e dettagliato manuale di architettura

pratica, capace di mettere a confronto dottrine

teoriche, casi rappresentativi e fondamenti

strutturali. Descrizioni, riferimenti bibliografici,

esempi comparativi dei monumenti della storia

dell’architettura, antica (soprattutto romana) e

moderna (in particolare palladiana) sono mirati

alla risoluzione dei problemi legati all’arte del

fabbricare.

Luigi Santarella Il cemento armato nelle costruzioni civili ed

industriali, Milano, Hoepli,1926

L’atteggiamento tecnico scientifico muta radicalmente lasciando l’empiria e la

descrizione operativa degli interventi anteponendo una ricca a articolata teoria

scientifica a cui seguono indicazioni esempi esplicativi

La prefabbricazione in c.a.

Altri trattati

F. Milizia, Principj di architettura civile, II edizione, Bassano, 1785

L. Cattaneo, L’arte muratoria, Antonio Vallardi, Milano, 1889

C. Formenti La pratica del fabbricare

C. Gabussi, L’arte del costruttore ossia istituzioni teorico-pratiche per

l’ingegnere dei lavori pubblici, Milano, 1869.

Alcuni esempi di lettura del costruito tra teoria e tecnica

In quegli edifici, che cominciano dal piano terra, se le fondamenta saranno fatte

con le regole date né libri antecedenti per le muraglie e i teatri, saranno stabili

per lungo tempo : ma se si avessero a fare fabbriche e volte sotto terra, le

fondamenta hanno da essere più larghe di quel che si vorranno fare le mura

superiori, le quali come anche i pilastri e le colonne debbono tutte

corrispondere a piombo sul mezzo di quei di sotto, acciocché posino sul sodo:

imperciocché se il peso delle mura o delle colonne sarà sul falso, non potranno

lungo tempo durare

Dell’Architettura dieci libri d. M. Vitruvio Pollione, traduzione di B. Galiani, Milano 1832. Libro VI, 11

De romanorum

magnificentia et

architectura. Della

magnificenza ed

architettura de’

romani opera di Gio.

Battista Piranesi

1761.

G.B. Piranesi Avanzi della villa di Mecenate a Tivoli

ma se si avessero a fare fabbriche e volte sotto terra, le fondamenta hanno da essere più larghe di

quel che si vorranno fare le mura superiori, le quali come anche i pilastri e le colonne debbono

tutte corrispondere a piombo sul mezzo di quei di sotto, acciocché posino sul sodo

Villa Capra di A. Palladio 1566 – 1591. La perfetta corrispondenza dei sostegni verticali

e l’ispessimento delle murature corrispondenti nei vani voltati interrati

Casa Cogollo è un palazzo del 1559 sito in Corso Palladio a Vicenza e attribuito all'architetto Andrea Palladio.

L’attribuzione a Palladio dell'elegantissima facciata divide tuttora gli studiosi, ma l’intelligenza della soluzione

architettonica proposta, così come il disegno di tutti i dettagli, difficilmente possono essere riferiti ad altri, anche se

i restauri del 2003 hanno evidenziato come le soluzioni costruttive e alcuni apparati decorativi non sono attribuibili

al maestro

Oltre alla corrispondenza in verticale dei sostegni portanti è fondamentale la verticalità

dei muri

Palazzo di Diocleziano a Spalato è un imponente complesso architettonico fatto

edificare dall'imperatore Diocleziano, molto probabilmente fra il 293 ed il 305, allo scopo

di farne la propria dimora. Il palazzo con le sue mura coincide col nucleo originario del

centro storico della città.

Palazzo di Diocleziano a Spalato. Il sistema di grandi volte – sostruzione – rende indipendente il

sistema basamentale dall’alzato. Non vi è corrispondenza tra sostegni verticali e sistema di

fondazione che è costituito da una grande teoria di possenti volte e sostegni

Sezione del palazzo di Diocleziano e

sovrapposizione delle piante degli

edifici al di sopra del sistema di volte

basamentali

Il principio delle fondazioni romane. Tratto da Cairoli Fulvio Giuliani L’edilizia nell’antichità, Carocci editore 1998

Si può anche alleggerire il peso delle mura con degli archi fatti a conii ben

divisi e corrispondenti ad un centro; poiché se di là degli architravi e dalle teste

delle soglie si volteranno archi di conii sopra, primariamente i travi alleggeriti

dal peso non si curveranno, secondariamente, se mai avessero patito la

vecchiaia, si potranno facilmente cambiare senza l’impaccio di puntelli

Dell’Architettura dieci libri d. M. Vitruvio Pollione, traduzione di B. Galiani, Milano 1832. Libro VI, 11

La rappresentazione di G.B.

Piranesi, illustra con chiarezza

il ruolo degli archi di scarico.

Grazie al funzionamento degli

archi di scarico i carichi verticali

vengono convogliati nelle

sezioni resistenti di maggiore

dimensione

Etienne Duperac XVI secolo

Rappresentazione Ottocentesca

Schema di distribuzione dei

materiali nel Pantheon

Tratto da M. Bianchini Le tecniche edilizie nel

mondo antico, Editrice Dedalo Roma, 2010

Distribuzione dei carichi verticali mediante archi

Tratto da Cairoli Fulvio Giuliani L’edilizia nell’antichità, Carocci editore 1998

Coerenza

costruttiva e uso

dei materiali

secondo il peso

proprio e le

caratteristiche

meccaniche

Ostia Antica : Capitolium, sistema

degli archi di scarico e piattabande

La superficie ad intonaco e l’apparato

decorativo della porta, nascondono la

realtà costruttiva consistente in una

muratura con un grande arco di scarico

Arco di scarico e architrave ligneo

Monte San Savino porta

della cinta muraria

La depressione dell’architrave genera la

formazione di un arco naturale nella muratura

Parimenti nelle fabbriche fatte a pilastri e ad archi commessi di conii tirati a un

centro, si hanno a fare più larghi gli ultimi pilastri, acciocché abbiano questi

forza da resistere all’urto che fanno i conii , i quali caricati dal peso delle mura,

premendo verso il centro, spingono le imposture : perciò se i pilastri dei cantoni

saranno ben larghi, daranno fermezza a’ lavori col tener stretti i conii. Quando

si sarà badato a tutto questo , ed usatavi ogni diligenza si dee anche badare,

che sia tutta la fabbrica a piombo, e non penda in nessuna parte

Dell’Architettura dieci libri d. M. Vitruvio Pollione, traduzione di B. Galiani, Milano 1832. Libro VI, 11

Andrea di Niccolò di Menco di Muccio detto Sansovino

(Monte San Savino, 1467 – Monte San Savino, 1529)

Logge dei Mercanti, attribuibili a un suo disegno,

realizzate postume dopo il 1540)

Loggia dei Mercanti a Monte San

Savino. L’ultima archeggiatura

presenta uno sviluppo

dimensionale più rilevante degli

altri sostegni verticali. Si osserva il

grande capochiave che riequilibra

la spinta orizzontale dell’ultimo

arco, non equilibrata dalla

presenza dell’arco contiguo.

Ho detto come si hanno a fare i lavori, perché sieno senza difetti, e quali sieno

le cautele da usarsi nel cominciare; perciocché quanto a’ tetti, travicelli o asse,

che si dovessero cambiare, non vi va tanta pena; poiché se mai riuscissero

difettosi, si cambiano con facilità

Dell’Architettura dieci libri d. M. Vitruvio Pollione, traduzione di B. Galiani, Milano 1832. Libro VI, 11

J.B. Rondelet, pianta di impalcato

N.Cavalieri San Bertolo, uso del

legname e schema di edificio in

legno

La volontà e necessità di ridurre l’incidenza del materiale ligneo sia in termini di

elementi di grandi dimensioni – catene- e in termini d durabilità, in particolare dei

nodi, porta ad una progressiva introduzione di materiali moderni.

Nel Formenti si possono

valutare per comparazioni

tra le varie tipologie di

solaio, dal legno con o

senza collaborazione con il

metallo, al calcestruzzo

armato, ben rappresentato

dal brevetto Hennebique

Chiesa di S. Leopoldo a Follonica

1838.

Probabile primo esempio di architettura

completamente in ghisa in Italia

Galleria Vittorio Emanuele II a Milano

Ingabbiature metalliche per case civili Tratto da :P. Faccio Brevetti, tra teoria e pratica nella realizzazione della casa asismica In AA.VV “8 dicembre 1908, Roma Clear 2008

Materiali moderni e forme storiche

A interpellare nel 1915 Le Corbusier fu il deputato

radicale ed allora direttore generale dei Lavori

pubblici, Meuccio Ruini, uomo di grande energia e

impegnato in prima persona nella ricostruzione delle

città dello Stretto distrutte dal terremoto. Ruini

aveva sentito parlare della Maison Dom-Ino, cioè di

quel modulo abitativo che Le Corbusier aveva

elaborato l'anno precedente su sollecitazione del

governo francese per cercare di risolvere al meglio

il problema della ricostruzione nei paesi devastati

dalla guerra.

A Ruini sembrò una buona soluzione per una zona

da edificare con sistemi antisismici e chiese al

giovane architetto di poter sfruttare in chiave

industriale l'idea. Le Corbusier, nel 1915 ha soltanto

28 anni, ma il suo nome è già noto nel mondo

dell'architettura per alcune idee e progetti che

riscossero da subito un successo incredibile.

Come, appunto, il progetto della case Dom-Ino,

elaborato nel 1914. E che ne faranno a breve uno

dei più grandi protagonisti sulla scena mondiale.«Il

nome "Dom-Ino" – spiega Francesco Tentori nella

biografia di Le Corbusier – deriva dall'omonimo

gioco, alla cui tesserina rettangolare assomiglia la

singola struttura prefabbricata a sei pilastri e due

piani (corrispondente a un alloggio), la quale si può

giustapporre in modo assolutamente libero, ma

preferenzialmente ortogonale (proprio come le

tessere del gioco), alle altre cellule: in modo da

formare filari, doppi filari, slarghi, piazze».

DOM-INO

Con queste quattro composizioni Le Corbusier illustra l’abbandono del canone

costruttivo della scatola muraria, assumendo nuove tecnologie legate al cemento armato

Il sistema costruttivo prevede la

realizzazione di elementi

prefabbricati precompressi –

travi principali (1)- o

semplicemente in calcestruzzo

armato prefabbricati – travi

secondarie, velette, pilastri e

muri perimetrali (2), completati

da solai in latero cemento (3), il

tutto assemblato con getti

integrativi in opera

1

2

2 3

G. Davanzo : foro Boario a Padova

Louis Kahn : Kimbell Art Museum

La Porticus Aemilia venne edificata nel

193 a.c. dai consoli Lucio Emilio Lepido e

Lucio Emilio Paolo della Gens Aemilia, e

venne completata nel 174 a.c. Parallelo al

Tevere e nell'aspetto simile ad un

capannone lungo m. 487 e largo m. 60, il

portico era internamente diviso, tramite

294 pilastri, in sette navate longitudinali

digradanti a due a due verso il fiume e in

cinquanta navate trasversali, coperte da

serie di volte ortogonali alla facciata.

costruito

L’esercitazione

Esercitazione di Caroline Cottier, a.a. 2013-2014

Le fasi costruttive Il materiale costruttivo

Lo stato di conservazione

Analisi delle tecniche murarie

Analisi degli elementi costruttivi

Mappatura dei tipi murari