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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
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