Le tecniche di costruzione
Rappresentano l’insieme delle conoscenze teoriche e delle applicazioni pratiche volte alla realizzazione delle strutture architettoniche cioè dell’ossatura della costruzione. (Edifici, gallerie, tunnel, coperture degli stadi, pensiline delle stazioni, dighe, muri di sostegno, ecc.)
Le caratteristiche delle strutture
Qualsiasi elemento, naturale o costruito, possiede una struttura la cui resistenza dipende dal tipo di sollecitazione ovvero dei carichi cui viene sottoposto, dal materiale usato per costruirlo e dalla forma.
Ad esempio, un ponte sospeso è sottoposto alle vibrazioni trasmesse dai veicoli e dalla forza del vento, ecc.
Una struttura resistente o struttura portante è la parte di costruzione destinata ad assorbire i carichi durante tutto il periodo utile delle sua vita.
- Carichi propri (fondazioni, pilastri, muri portanti, pareti divisorie, travi, solette o sali, archi, volte, tetti)
- Carichi accidentali (persiane, arredi, azione del vento, neve, terremoti, ecc.)
Questi carichi esercitano sui materiali forti sollecitazioni, come la trazione, (i materiali/ le fibre si allungano) e la compressione (i materiali/le fibre si accorciano), che ne possono causare la rottura. (IMG).
Questi due tipi di sollecitazione (forze) agiscono contemporaneamente sulla stessa struttura dando origine a nuove sollecitazioni come la flessione.
Breve storia sulle tecniche di costruzione
Il trilite (IMG)
È una struttura architettonica formata da due pietre disposte in verticale (piedritti) e una terza poggiata orizzontalmente sopra di esse (architrave).
Es. I dolumen, la porta dei leoni di Micenece, ecc.
Nel trilite le forze agiscono solo verso il basso per cui la luce può avere una larghezza limitata.
La capriata (IMG)
È una struttura architettonica di forma triangolare, tradizionalmente realizzata in legno, appoggiata su due piedritti e utilizzata come base per le coperture a falde inclinate.
Elementi della capriata:
- Puntoni
- Catena
- Monaco
- Saettoni
Il sistema della falsa cupola (es. I trulli di Alberobello)
È un’applicazione del sistema trilitico, a pianta circolare, con architravi in pietra, disposti ad anelli concentrici a formare una copertura, in genere ricoperta di terra per aumentare la stabilità.
L’arco (IMG) Dal trilite all’arco, dai romani in poi.
È una struttura architettonica di forma curva che appoggia su due piedritti. La parte curva si compone da una serie di elementi a forma trapezoidale chiamati conci, disposti a raggio. Nell’arco ogni elemento sta al suo posto grazie al proprio peso senza aver bisogno di alcun legante, per questo l’arco può sopportare grandi carichi in totale sicurezza.
Il concio fondamentale che chiude l’arco e mette in atto le spinte di contrasto è quello centrale, chiamato chiave di volta.
Arco a tutto sesto IMG (utilizzato dai romani, uso del mattone cotto)
- Volta a botte
- Volta a cupola
I piedritti trilitici vennero sostituiti da pareti portanti di forte spessore per assorbire le spinte delle volte.
Lo scheletro strutturale dell’architettura gotica (IMG) Dal 200 in poi
Lo scheletro è formato da pilastri che reggono archi a sesto acuto che incrociandosi formano le nervature di sostegno delle volte a crociera.
Per la stabilità del sistema vennero introdotti nuovi elementi strutturali come gli archi rampanti e i contrafforti. In questa struttura non erano più necessarie pesanti murature perimetrali, sostituite da vetrate colorate.
Il telaio (IMG) da fine 800 in poi
Il telaio o gabbia è una struttura costituita da elementi verticali (i pilastri) ed elementi orizzontali (le travi e i solai) che hanno il compito di sostituire il peso dell’edificio e di scaricarlo sul terreno.
In queste strutture gli elementi sono legati strettamente tra di loro e collaborano alla ripartizione dei carichi e delle spinte. (Acciaio e cemento armato)
L’uso dell’acciaio nelle costruzioni (IMG) Torre Eiffel, Ponte nella città di Porto, ecc.
Agli inizi del’800, con la rivoluzione industriale e lo sviluppo della siderurgia, si duffuse nel settore delle costruzioni, l’uso dell’acciaio e delle ghise.
Nacquero così strutture adatte a realizzare grandi coperture di stazioni, padiglioni, porti, grattacieli, ecc.
le nuove strutture in carpenteria metallica erano calcolate e dimensionate da ingegneri specializzati.
La tecnica del calcestruzzo armato (IMG)
Più economica delle strutture totalmente in acciaio.
Partendo da una cassaforma in legno, dentro la quale viene predisposta un’armatura costituita da tondini di ferro, si cola un impasto di sabbia, ghiaia e cemento.
Dopo l’asciugatura del getto, si ottiene una struttura in calcestruzzo armato che unisce la resistenza alla compressione del cemento alla resistenza alla trazione del ferro. Utilizzabile nelle forme volute.
La prefabbricazione (riduce tempi e costi)
È una tecnica di costruzione che utilizza elementi costruiti precedentemente in stabilimento e li assembla sul posto (capannoni industriali, ecc.)
Le strutture reticolari metalliche (IMG)
Costituite da aste di acciaio unite alle estremità con vari tipi di giunti in modo da formare una sequenza di triangoli o di triedri.
Derivano dalle coperture metalliche dell’800.
Le tensostrutture (IMG)
Derivano concettualmente dai grandi ponti con le campate sostenute da cavi d’acciaio. Sono costruite da tralicci metallici sorretti da una serie di cavi in acciaio sui quali si appoggia una copertura leggera in materiale plastico.