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 è formato da elementi

detti conci che 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

Nomenclatura volta a botte (1) chiave

di volta; (2) cuneo; (3) estradosso; (4)

piedritto; (5) intradosso; (6) freccia; (7)

corda; (8) rinfianco.

L’ ARCO

VOLTAvolta 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.

PIATTABANDA

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.

NOMENCLATURA E PARTI

COSTITUENTI L’ ARCO

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

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.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

Dipende dal sesto cioè dal rapporto tra A sesto ribassato

A tutto sesto con f:l/2 = 1

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

-a tutto sesto o pieno centro, quando la sua curva è unasemicirconferenza

-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

La tipologia di arco èdeterminata anche dai centri geometrici di costruzione; quelli di maggior importanza sono:

TIPI DI ARCO

-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.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

La struttura dell’arco deve lavorare

a compressione in 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.

STATICA DELL’ARCO

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

Sistemi impiegati per ottenere un

abbassamento graduale della

Centina: sacco pieno di sabbia (A),

Martinetto (B) e cunei di legno (C ).

A

BC

Notre-Dame di Paris

Abbazia di Bath - Inghilterra

Notre-Dame

de Strasburgo

CONTRAFFORTI-PENNACCHI-GUGLIE ..

Monastero di Batalha - Portogallo

Cattedrale di Solisbury

Inghilterra

s

R

P

S = Spinta

P = Peso contrafforte

R = Risultante

PARTI COSTITUENTI UNA CHIESA GOTICA

PARTI STRUTTURALI DI UN EDIFICIO GOTICO

PARTI STRUTTURALI DI UN EDIFICIO GOTICO

Cattedrale di Chartres

Francia

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.

LE VOLTE

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.

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.

Le volte composte ottenute dalla

intersezione di altre volte e piani

sono tantissime. Le più comuni

VOLTE E CUPOLE

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.

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 MODERNE

Volte paraboloidi. F.

Candela

COSTRUZIONE DELLE VOLTE

Si seguono tre fasi:

Formazione della centina: è molto laboriosa specie per le volte complesse in quanto si

devono realizzare superfici a doppia curvatura deformabili e sicure.

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 :FILARI DI MATTONI POSSONO ESSERE DISPOSTI IN MODI DIVERSI :

Paralleli all’imposta Perpendicolari all’imposta In corsi obliqui A spina di pesce

DISPOSIZIONE DEI

MATTONI NEI VARI

TIPI DI VOLTA

POSA IN

OPERA DI

VOLTA CON

MATTONI

Paralleli al piano di imposta –

a corsi obliqui – a spina di pesce

TIPOLOGIA DI CENTINE E TIPO DI VOLTA

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 botte (d), centina

per volta a

padiglione (e),

Centina per volta a

crociera (e).

VOLTA A BOTTE : I NODI

STATICI FONDAMENTALI

GLI ELEMENTI DI UNA CENTINA

PER ARCHI E VOLTE