Tutti i tipi di archi in architettura | I sostegni sulle aperture | I modelli di arco

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L'arco, in architettura, è un elemento strutturale a forma curva che si appoggia su due piedritti e tipicamente è sospeso su uno spazio vuoto. È costituito normalmente da conci, cioè pietre tagliate, o da laterizio, i cui giunti sono disposti in maniera radiale verso un ipotetico centro. Il cuneo fondamentale che chiude l'arco e mette in atto le spinte di contrasto è quello centrale: la chiave d'arco, o, più comunemente detta, chiave di volta. 


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La continuità della muratura

La continuità della muratura porta a scaricare sugli elementi sottostanti; tale continuità può essere interrotta per motivi funzionali ed estetici dalle presenza di aperture (vani di passaggio, per finestre, viste,..). In questi casi, poichè la muratura è soggetta a sforzi nel proprio piano, diffonde le tensioni fino le spalle del vano, dove il materiale offre opportuna resistenza. I percorsi di scarico disegnano una distribuzione delle tensioni che si assomiglia a un falso arco. Questo fenomeno di adattamento dell'apparecchio murario se assomiglia al caso di cedimenti alla base di un muro dove il terreno di supporto su cui si fonda presenta zona di minore resistenza. In questo caso le linee di scarico del peso proprio del muro tendono a convogliarsi verso le zone dove la reazione del terreno è maggiore, con un tracciato ad arco che lascia che si distacchi la porzione di muratura ad esso sottesa. In una struttura muraria coinvolta in un cedimento verticale delle fondazioni si delinea una lesione (o crollo) che si assomiglia ad un arco naturale. Queste aperture possono anche essere fatte con due solidi inclinati messi a contrasto tra loro e poggianti su sostegni.

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Micene, ingresso della Tombaa del tesoro di Atrèo ( qui è chiaro l'intento di non sovraccaricare l'architrave).

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La porzione di muratura che si considera gravante sull'apertura è limitata ad un'area triangolare equilatero avente per base la larghezza dell'apertura stessa. A seconda dei materiali, della dimensione dell'apertura e delle condizioni di sollecitazioni delle murature, si utilizzano:

1. Architrave (andare alla sezione architravi)


2. Piattabande

Strutture spingenti, scaricano i pesi secondo risultanti diverse dalla verticale. Solido geometrico appoggiato su due piani obliqui, anziché orizzontali come nel caso del architrave. I  prolungamenti dei giunti convergono nel vertice di un triangolo equilatero. Dal punto di vista formale è assimilabile all'architrave ma appartiene al sistema spingente e si può distinguere tra diversi modelli secondo su forma di collegamento con la muratura, secondo i giunti (radiali: all'italiana e paralleli alla direzione della spalla: alla francese), secondo il materiale (pietra da taglio, laterizi, 

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Combinazioni di soluzioni: piattabande e archi di scarichi. 


3. Archi

Strutture spingenti (lavorano a tensioni di compressione). Fa parte dei sostegni orizzontali degli edifici ed è costituito da una struttura muraria curva (schema arcuato), impostata su due piedritti distanziati con la quale si supera uno spazio che si chiama luce dell'arco.

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L'Arco di Costantino a Roma, formato da tre archi a tutto sesto

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Ponte Vecchio a Firenza, archi ribassati 

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Archi parabolici: a St. Louis; nella casa Battlò a Barcellona

La sollecitazione avviene soltanto per compressione e quindi è il sistema più adatto alle qualità meccaniche di tutti i materiali da costruzione antichi. Affinché si possa parlare di arco è necessario che la sua struttura sia composta da più elementi, disposti radialmente rispetto al centro, altrimenti si rientrerebbe nel caso dello pseudoarco. ¿Come funziona? orizzontamenti che ricevendo azioni di peso agenti in direzioni verticale, le trasmettono ai sostegni secondo direzioni inclinate. Questi azioni inclinate si scompongono in due componenti: una verticale (azioni di peso) e una orizzontale (azione di spinta). La linea delle forza non coincide con l'asse medaino se non in minima parte e se ne allontana in corrispondenza delle reni e della chiave. Qui si localizzano quindi i probabili punti di frattura. Ogni arco comprende nella propria sezione una zona in cui deve ricadere la linea delle forza: il nocciolo d'inercia che aumenta all'aumentare la sezione.

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Quando la direzione e l'intensità della risultante delle azioni che l'orizzontamento trasmette al piedritto è tale da non assicurare le condizioni di stabilità, nel sistema spingente (oltre a dimensionare opportunamente le sezioni) è necessario ridurre o annullare l'azione della spinta. Si impiegano a tal fine due principi costruttivi in grado di garantire la stabilità al sistema: 

  1. Il principio delle resistenze passive o delle masse inerti. Opponendosi attraverso l'utilizzazione de masse inerti, cioè, aumentando il peso del piedritto lasciando inalterate le sue dimensioni oppure aumentando le dimensioni della sezione del piedritto e quindi sia interno il nocciolo della sezione.  
  2. Il principio delle resistenze attive o delle controspinte. Con l'utilizzo di una spinta in direzione contraria a quella che fa l'arco=controspinta. Es.: in un porticato il problema rimane per gli archi terminali in cui i piedritti estremi devono essere stabilizati con il principio della resistenza passiva. In una chiesa gotica il problema della stabilità si risolve attraverso l'utilizzo di orizzontamenti (tetto, volte, archi,..), sostegni (muri, pilere, contrafforti,..) e dai pinnacoli che servono solo ad aumentare  il peso sul piliere. 

Gli archi possono essere di diversi materiali come pietra da taglio, mattoni (radiale, a due anelli concentrici, unico anello a elementi cuneiformi, a una, due o più teste; quando è grande lo spessore dell'arco per la radialità dei giunti, lo spessore dei vuoti riempiti di malta aumenta verso l'estradosso; ad evitare ciò si costruisce l'arco come una serie di archi sovrapposti di piccolo spessore), a struttura mista (mattoni e pietra da taglio dove le pietre sono disposti nei punti più facile di rottura degli archi),... ;secondo le connessure dei conci, si o non sono raccordate (allineamento) con quelle dei corsi del muro (a martello, pentagoni,..); secondo lo spessore dell'arco, forma dell'estradosso, la impostazione dell'arco sui pedritti (invade la sezione della spalla per tutto lo spessore dell'arco, parzialmente,...)
Parti degli archi: 
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1.Chiave di volta; 2.Cuneo; 3. Estradosso; 4. Piedritto; 5. Intradosso; 6. Freccia; 7. Corda o interasse; 8. Rinfianco


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Tipi di archi: archi a tutto sesto (o semicircolare); arco ribassato o di segmento o a sesto scemo; arco asimmetrico o arco rampante; arco a sesto acuto; arco trilobato; arco rialzato o a ferro di cavallo; arco tricentrico; ellittico; inflesso; ogivale convesso o concavo; tudor; catenario o parabolico;....

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