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> ELENCO LIBRI

	autore	MARIO SALVADORI
	titolo	PERCHè GLI EDIFICI STANNO IN PIEDI
	editore	STRUMENTI BOMPIANI
	luogo	STATI UNITI
	anno	1980 ( originale )
		2000 ( tradotto in italiano )
	lingua	ITALIANO
Titolo originale: WHY BUILDINGS STAND UP /Stati Uniti/1980
		Argomento e tematiche affrontate
		Questo libro, senza ricorrere a formule matematiche e basandosi solamente su quelle intuizioni fisiche che noi tutti abbiamo , spiega in modo chiaro e interessante come edifici, ponti e altri tipi di strutture resistano ai carichi dovuti alla gravità, al vento e ai terremoti, ai quali sono inevitabilmente sottoposti dalla natura.
Giudizio Complessivo: 8 (scala 1-10)
Scheda compilata da: Denise Taiocchi
Corso di Architettura e Composizione Architettonica 3 a.a.2015/2016
		Autore : Mario Salvadori
		(Roma, 19 marzo 1907 – New York, 25 giugno 1997) Mario Salvadori è stato James Renwick Professor Emeritus in Ingegneria civile e Professor Emeritus di Architettura alla Columbia University. È stato inoltre membro onorario dell’American Istitute of Architects e della American Society of Engineers, nonché autore di molti volumi specialistici tradotti in quattordici lingue.
Mario Salvadori
Contenuto
Il libro è diviso in 17 capitoli, a loro volta suddivisi in categorie. Ciascuno di questi stratta un argomento preciso e diverso dagli altri. Tratta temi che ruotano ad un unico e fondamentale fulcro : la struttura. Cerca di rispondere alla domanda che è il titolo del libro: perché gli edifici stanno in piedi? Per fare questo, Mario Salvatori va a fondo della questione, spoglia gli edifici delle loro pelli e ne osserva attentamente lo scheletro, spiegandone il funzionamento.
CAPITOLI
Capitolo I - Strutture
GLI INIZI DELL’ARCHITETTURA : L’architettura vera e propria nasce circa 10000 anni fa, quando l’uomo diventa sedentario e sostituisce le tende con abitazioni più solide. Nelle zone più fertili si iniziarono a costruire capanne e nacquero i villaggi. I fabbisogni spirituali e quelli fisici di sono sempre affiancati, per questo sono stai scoperti grandi monumenti dagli scavi archeologici. I cambiamenti avvenuti nel corso dei secoli, sono il risultato dei diversi modi di aggregazione delle persone. La città è amica dell’architettura. Ed è proprio la città che ci ha insegnato ad andare sempre più in alto nelle costruzioni e a conquistare territori sempre più vasti. Oggi apparteniamo a una cultura di gruppo e l’isolamento nella campagna non si addice più al nostro stile di vita. Diversamente dall’architettura, la tecnologia si è trasformata e continua a farlo; proprio per questo le nostre necessità verranno sempre soffisfatte. FUNZIONE E STRUTTURA : La funzione primaria di un edificio è quella di proteggere le persone dalle intemperie; per questo vengono realizzati spazi chiusi e collegati tra loro. Per questo si costruiscono una serie di superfici verticali e orizzontali: muri , solai e coperture. Mentre gli elementi strutturali garantiscono la sicurezza statica dell’edificio. L’architettura, negli anni, è stata molto influenzata dall’evoluzione strutturale ( per questo nacquero le diverse tipologie edilizie ). ARCHITETTI E INGEGNERI : Struttura e architettura svolgono diversi ruoli, ma una è sempre stata parte dell’altra. “Per l’architetto la struttura è come l’avvocato per l’accusato : un male necessario”. La struttura è una delle principali fonti di discussione tra ingegneri e architetti. “.. deve considerarsi fortunato quel cliente il cui architetto capisce la struttura e il cui ingegnere strutturista apprezza l’estetica dell’architettura;” LA STRUTTURA E L’UOMO COMUNE : è per l’uomo che l’edificio viene costruito. Quest’ultimo dovrebbe essere il protagonista, ma viene raramente ascoltato e partecipa poco alle decisioni; anche se negli ultimi anni l’interesse del pubblico nei confronti dell’architettura è cresciuto.
Capitolo II - Le Piramidi
CHE COSA SONO? : Furono costruite in un arco di 2500 anni. Tra le 80 piramidi sopravvissute, 3 sono le principali : Cheope, Chefren e Micerino. Si tratta del più grande gruppo di monumenti costruito dall’uomo. Vennero costruite proprio perché gli antichi egizi erano ossessionati dalla morte ( il loro dio più importante era quello dell’aldilà, rappresentato dal benben, oggetto in pietra di forma conica chiamato RA ). La piramide era concepita come la trasfigurazione in pietra dell’aspirazione dell’uomo a diventare dio sole. LA COSTRUZIONE DELLE PIRAMIDI : La grande piramide di Giza è stata costruita per Cheope ed ha un rivestimento enterno in calcare di tura ( 2,3 milioni di massi ). Ha una base quadrata di 230 m x 230 m , e i lati sono orientati sui 4 punti cardinali. Le facce laterali sono inclinate ad un angolo di 52°. Si presume che gli egizi conoscessero il rapporto tra il diametro e la circonferenza del cerchio ( PI greco ). I massi che formano le piramidi sono di 3 diversi tipi: INTERNI ( rossastri di calcare del luogo ) , DELL’INVOLUCRO ESTERNO ( tagliati con accuratezza e tutti della stessa pietra ) e DI RIVESTIMENTO DI CALCARE DI TURA ( provenienti dalle acque dell’alto Egitto). Le piramidi furono costruite da squadre di specialisti. Due funzioni erano particolarmente importanti : il taglio delle pietre e il trasporto dei massi. Per quanto riguarda invece la preparazioe dell’area, il terreno veniva livellato ad una quota inferiore all’area circostante. Lo scopo delle piramidi era quello di nascondere le camere del Re. Il corridoio che portava alla camera del Re ( “ Grande galleria “ ) era lungo oltre 50 m. Una piramide contiene anche altre stanze più piccole tutte collegate. È importante precisare che ciascuna piramide veniva costruita attorno al sarcofago. IL FINE SOCIALE DELLE PIRAMIDI : è stata costruita più di una piramide alla volta, e soprattutto, un faraone aveva più di una piramide a lui dedicata ( non tutte erano tombe ). Ci si chiede perché gli schiavi non si ribellarono, e la risposta è una sola : si sviluppò una sorta di religione di stato, che aveva lo scopo di unire tutti i popoli. Per esempio, i contadini erano desiderosi di prendere servizio in cambio dell’aiuto che traevano dai granai del faraone. 150.000 giovani volontari si offrirono per costruire la piramidi, che divennero un processo ininterrotto ( la costruzione doveva essere avviata prima che il faraone morisse ). LA MORTE DELLE PIRAMIDI : Si costruirono piramidi per 2500 anni, poi scomparvero gli operai specializzati e le cave di Tura furono abbandonate. Il faraone successivo a Chefren, per esempio, si fece costruire una tomba e non una piramide). Nacque così i primi obelischi, composti da pietre impilate una sopra l’altra ( Obelisco monolitico : simbolo del dio sole Ra ). L’obelisco di San Pietro a Roma è del X secolo a.c. e proviene dall’Egitto.
Capitolo III - Carichi
Nel mondo reale il costruttore deve preoccuparsi della struttura , che sostiene tutti i carichi. Proprio per questo il primo compito dello strutturista è quello di determinare quali carichi agiscono sulla struttura. CARICHI STATICI : Un carico statico viene anche denominato CARICO PERMANENTE. La struttura è costituita da elementi pesanti che devono sostenere il proprio peso ( il proprio carico statico) . Per assicurarsi che una trave possa sostenere il proprio carico ( peso ), bisogna prima di tutto conoscerne le dimensioni. CARICHI ACCIDENTALI : Sono carichi che possono essere spostati nel tempo. Sono i carichi accidentali le persone, i mobili, i macchinari, ecc. Non è mai esattamente possibile stabilirne il peso esatto, per questo vengono chiamati “ accidentali”. Il ministero dei lavori pubblici da istruzioni su carichi e sovraccarichi. I carichi di esercizio sono i valori di riferimento. Es: Per un ambiente adibito ad abitazione si deve assumere come carico di esercizio il valore di 2,00 KN/mq. CARICHI DINAMICI : Sono carichi che cambiano valore rapidamente e persino bruscamente. Un esempio è la raffica di vento su un grattacielo ( si incurva leggermente ). Il movimento di un grattacielo può non essere visto a occhio nudo . I materiali strutturali non sono mai completamente rigidi, tutti gli edifici oscillano. CARICHI DA VENTO : L’importanza dell’azione del vento sugli edifici è aumentata con la crescita delle loro altezze ( la velocità del vento aumenta con l’altezza ). Le pressioni del vento agiscono orizzontalmente. È inoltre impossibile progettare un edificio senza tener conto degli edifici circostanti : Un caso noto è quello della nuova Hall del MIT di Cambridge, in cui produssero un tale aumento della velocità del vento a livello del suolo, che a volte divenne impossibile aprire le porte d’ingresso ( l’aria è un fluido e, se costretta ad attraversare un passaggio stretto, aumenta di velocità ). CARICHI SISMICI : In Italia esistono norme specifiche che indicano i valori e i modi con cui valutare l’azione sismica di un edificio. Sempre nel territorio italiano sono state individuate 4 zone principali : AD ALTA SISMICITà, A MEDIA SISMICITà, A BASSA SISMICITà E ASISMICHE. Le abitazioni del passato non sono costruite secondo precise norme, per questo quando ci sono terremoti, spesso ci sono vittime ( tristemente famosi i terremoti del Guatemala e di Pechino ). Le intensità di ciascun terremoto sono misurate con la scala Richter. Due sono le zone più soggette a tali fenomenti : L’Asia Minore, Himalaya e Indie orientali , e coste occidentali, orientali e settentrionali del Pacifico. CARICHI TERMICI E DI ASSESTAMENTO : Sono carichi causati da cambiamenti o da assestamenti giornalieri o stagionali nella temperatura dell’aria o da assestamenti del suolo di base della costruzione. Nei grattacieli la struttura viene posta all’esterno, perché è stato riconosciuto il suo valore estetico. Esempi sono un edificio in acciaio della John Hancock Insurance Company a Chicago e L’edifico in cemento del Columbia Broadcasting System di New York. A causa di variazioni termiche, le misure dei pilastri cambiano e quindi piegano le travi; l’unica soluzione è quella di incernierare gli elementi. Una soluzione potrebbe essere uno strumento meccanico, ma avrebbe un costo troppo elevato. La curvatura delle travi può essere causata anche dall’assestamento irregolare del suolo alla base dell’edificio. Fondamentale è la STRUTTURA DEL TERRENO.
Capitolo IV - Materiali
TRAZIONE E COMPRESSIONE : Tutti gli elementi strutturali di un edificio hanno la funzione di portare i carichi al suolo. La struttura svolge il suo compito grazie a trazione e compressione. La struttura a causa dei carichi subisce una deformazione. La trazione allunga i materiali, mentre la compressione accorcia i materiali. ELASTICITà E PLASTICITà : Un materiale si dice elastico quando dopo aver subito una deformazione torna alla sua forma d’origine. La maggior parte dei materiali strutturali è elastica. La scoperta dell’elasticità è attribuita a Hooke. Quando le deformazioni aumentano più in fretta dei carichi , la struttura rischia di cedere. I materiali fragili sono materiali che non possono essere usati per la struttura. Mentre l’Acciao è il materiale strutturale più resistente e si plastifica ad alte temperature. Il cemento invece, è un materiale isolante. FATTORI DI SICUREZZA : La resistenza di un materiale strutturale è misurata dal numero di Kg che ogni centimetro quadrato di materiale può sopportare prima che si spezzi. L’ACCIAIO : è il materiale più resistente e più economico. È una lega di ferro e di carbonio. È prodotto in Europa in 3 diversi tipi : FE 360, FE 430 e FE 510. IL CEMENTO ARMATO : è il materiale strutturale più interessante. Può assumere qualsiasi tipo di forma. È composto da sabbia, acqua , cemento e inerti. È soggetto al fenomeno di presa e indurimento. La sua resistenza dipende dal rapporto acuqa-cemento, cioè dalla quantità di acqua presente nell’impasto. Il più resistente fra i CLS ha una resistenza a trazione di 1/10 della resistenza a compressione. Questa scarsa resistenza a trazione è risolta inserendo tondini di acciaio nel calcestruzzo. Questa soluzione prende il nome di CEMENTO ARMATO, inventato in Francia verso la metà dell’Ottocento. Per migliorare le prestazioni del C.A. sono state inventate la PRECOMPRESSIONE e la POSTCOMPRESSIONE. LA PLASTICA : Venne scoperta nel XX secolo. Può essere prodotta con una resistenza pari a quella dell’acciaio. Uno dei tipi di plastica più utili è quella rinforzata da fibre di vetro. La plastica non è ancora stata utilizzata in campo strutturale per due motivi principali : qualsiasi tipo di plastica esistente è più deformabile rispetto ai materiali usati e soprattutto perché la plastica è costosa.
Capitolo V- Travi e Pilastri
· LE LEGGI DI NEWTON : Le leggi di Newton risolvono quasi tutti i problemi strutturali; Le leggi sulla statica regolano l’equilibrio che deve esistere tra tutte le forze applicate alla struttura. · EQUILIBRIO ALLA TRASLAZIONE : Sugli elementi strutturali agiscono due azioni fondamentali di trazione e di compressione; essi sono mantenuti in equilibrio da forze uguali e opposte che agiscono lungo l’asse centrale dell’elemento. · EQUILIBRIO ALLA ROTAZIONE : Per spiegarlo è necessario parlare della LEGGE DELLA LEVA : L’equilibrio esige uguali momenti flettenti che rappresentano i prodotti delle forze per i bracci di leva, che tendono a far ruotare un corpo in direzioni opposte. Il compito di una struttura è quello di garantire gli equilibri alla traslazione ed alla rotazione di un edificio sotto l’azione di qualsiasi tipo di azione o reazione a esso applicate ( in queste azioni è compreso il peso ). · L’AZIONE DELLE TRAVI : La stabilità di un edificio è garantita dall’equilibrio. Le travi sono elementi strutturali soggette a flessioni di curvatura; sono solitamente caricate rispetto alla loro asse longitudinale. In una trave, le fibre inferiori sono soggette a trazione, mentre le fibre superiori sono soggette a compressione; ecco perché si presentano fessurazioni alla base di travi fatte di materiali poco resistenti a trazione. Gli elementi strutturali hanno la specifica funzione di trasmettere i carichi al terreno attraverso le proprie fibre. I materiali più comunemente usati per le travi sono: ACCIAIO, ALLUMINIO, CEMENTO ARMATO e LEGNO. La rigidezza di una trave è misurata da una quantità della momento d’inerzia della sezione trasversale. Le travi più spesse sono più rigide di quelle sottili. Nelle strutture in acciaio, le travi sono collegate ai pilastri tramite bullonature o saldature; mentre nelle strutture in cemento, in una trave in c.a. la colata simultanea di CLS rende i pilastri monolitici con le travi. Le travi sono incastrate quando le estremità non possono ruotare. Le armature servono a tenere insieme il cemento. Mentre le staffe servono a collegare i ferri longitudinali superiori e inferiori. · SOLLECITAZIONE DI TAGLIO : Quando una trave a sbalzo è caricata alle estremità, tende a ruotare. Il vincolo deve esercitare una reazione verso l’alto uguale al carico, detta appunto SOLLECITAZIONE A TAGLIO ( combinazione tra trazione e compressione). · INSTABILITà : Lo svergolamento è uno dei fenomeni strutturali più gravi; si tratta dell’inflessione di un elemento verticale in compressione.
Capitolo VI – Case
· CASE DELLA PREISTORIA E DELLA STORIA : La tipologia delle case era dettata dalle condizioni climatiche e dalla disponibilità dei materiali. Oggi sono presenti poche testimonianze di edifici in legno. Inoltre, con il tempo, il modello-base di abitazione assunse la forma rettangolare. Nelle regioni fredde, i muri erano di tronchi e fango con coperture di tronchi; mentre nelle regioni calde, i muri erano di fascine o canne e tetti di paglia. Le lunghezze delle abitazioni non potevano superare le dimensioni dei tronchi ( si iniziò a far uso di pilastri interni). (foto) Nel Medioevo rafforzarono i giunti in legno con dei chiodi. Nei paesi in cui la pietra abbondava e il legno scarseggiava, iniziarono a costruire abitazioni costruite totalemente in pietra; ancora oggi sono presenti testimonianze in Sardegna. Nelle regioni artiche, invece, una soluzione furono gli IGLOO. Nelle zone del Medio Oriente, venne fatto uso di argilla essiccata al sole. I muri erano di mattoni cotti tenuti insieme dalla malta. · LA CASA AMERICANA : Si tratta di una casa di legno, che ebbe il maggior successo negli Stati Uniti. Sono presenti una serie di colonne di legno, giuntate alle travi dei solai e della copertura. Iniziò la strandardizzazione degli elementi strutturali : 2x4, 2x6, 4x10. Le colonne e le travi formano un telaio. I solai con travetti aumentano la rigidità verticale della casa. · CASE CON OSSATURA IN CALCESTRUZZO : Quando si arma il calcestruzzo, lo scopo è quello di garantire all’ossatura la forza per resistere al vento e ai terremoti . Per un edificio in c.a. si gettano per prime le fondazioni : PLINTI. I solai, oltre a reggere i carichi dei diversi piani, agiscono come fossero delle travi orizzontali. Ciascun elemento strutturale aiuta a sorreggere i carichi di ogni elemento. Una soluzione ideale p la costruzione A LASTRA PIENA, che garantisce luci ridotte tra i pilastri e facilità nel far passare tubazioni e condotte. · EDIFICI PREFABBRICATI IN CALCESTRUZZO : Uno degli svantaggi del calcestruzzo è dato dal tempo necessario all’indurimento. Ridurre i tempi significa risparmiare, quindi sono state cercate soluzioni alternative: l’industria del cemento ha sviluppato diversi metodi di fabbricazione. Due sono i metodi di fabbricazione principale: uno per travi e pilastri e uno per solai. Gli elementi prefabbricati sono di altissima qualità. È diventato quindi possibile costruire uno scheletro di cemento quasi alla stessa velocità di uno scheletro d’acciaio. L’applicazione più importante di questo metodo la troviamo negli hangar costruiti da Pier Luigi Nervi negli anni Quaranta.
Capitolo VII - Grattacieli
L’EDIFICIO “HIGH-RISE” : i cosiddetti “High-rise” sono gli edifici, solitamente a pianta quadrata, che oggi chiamiamo “ a torre”. Solitamente il piano terra è destinato ai servizi, mentre i piani superiori sono normalmente dedicati ad uffici o abitazioni. Gli High-rise hanno cambiato lo skyline di numerose città; tipico esempio è New York. I grattacieli rappresentano l traguardo di una delle aspirazioni dell’uomo. LA NASCITA D’UN GRATTACIELO : Il grattacielo viene prima di tutto ideato da un imprenditore immobiliare, dopodichè viene cercato il lotto più adatto in cui realizzarlo. Prima di iniziare la realizzazione, ci sono una serie di complicate questioni da risolvere. Una volta comprato il lotto, si contattano i primi tecnici. Viene scelto un architetto, che esprime le proprie idee riguardanti l’edificio, che poi sarà affiancato da una serie di professionisti indispensabili per la realizzazione dell’opera ( ingegnere strutturista,ecc.). Una volta terminati i lavori di scavo e fondazione, di può cominciare l’effettiva realizzazione del grattacielo. Oggi negli Stati Uniti, tutti gli edifici sono costruiti con il metodo FAST-TRACK. Con i disegni costruttivi alla mano, chi sovrintende all’esecuzione, dirige le diverse fasi del cantiere. LA STRUTTURA DEL GRATTACIELO : Il segreto della sua stabilità sta nella sua resistenza alle azioni laterali del vento, che aumentano man mano che l’edificio cresce in altezza. Nel 1883, l’ingegnere LeBaron Jenney, inventò il primo edificio con scheletro intermante in acciaio. Vent’anni dopo , invece, si costruì il primo edificio a torre in cemento armato. Per motivi di sicurezza e comfort, gli edifici devono esseere rigidi. Al fine di ottenere strutture e muri divisori più leggeri, si decise di separare la funzione di trasferimento dei carichi verticali a terra dalla funzione di resistenza laterale ai venti. Questa soluzione creò una serie di edifici i cui scheletri esterni erano piuttosto flessibili, mentre il nucleo centrale fungeva da controventatura e conteneva ascensori e impianti vari.
Capitolo VIII - La torre Eiffel
· IL SIMBOLO : Costruita per l’Esposizione Universale di Parigi del 1889, non aveva altro scopo se non quello di garantire una splendida vista della città. Il suo ideatore, Gustave Eiffel, ne esaltava le qualità. Praticamente la torre era inutile, ma vantava il fatto di essere la prima torre di 300 m interamente costruita in acciaio. Non ha aspirazioni pratiche e spirituali. · IL COSTRUTTORE DELLA TORRE : Gustave Eiffel, l’ideatore della torre tanto discussa, era uno studente modello; tuttavia fallì l’esame di ammissione all’école Polytechnique e si iscrisse all’école Centrale. Nel 1867 aprì la propria acciaieria, progettando e appaltando le sue opere. Per 30 anni costruì stazione ferroviarie, osservatori a cupola, ponti, ecc. Poi arrivò alla Torre. Trattava sempre di strutture in acciaio. Quando la sua compagnia presentò il progetto dell Torre,egli era preparato tecnicamente, politicamente e soprattutto finanziariamente. · LA COSTRUZIONE DELLA TORRE: Eiffel dovette principalmente lottare contro i carichi laterali del vento. Eiffel risolse il problema usando l’acciaio, che garantì di ridurre al minimo la superficie della torre, in modo da ridurre la superficie sulla quale il vento fa sentire la sue pressione. La torre divenne una filigrana d’acciaio, sulla quale il vento non faceva alcuna presa. La leggera curvatura dei pilastri d’angolo garantisce lo slancio della torre verso il cielo. La struttura della torre non finisce alla quota del terreno, ma sono presenti solide fondazioni. La Torre, apparentemente semplice, è il risultato dell’assemblaggio di 15.000 pezzi; per questo rappresentò un’impresa di ingegneria senza precendenti. · GRU E ASCENSORI : Due erano i problemi principali da risolvere: come sollevare travi e pilastri in posizione e come trasportare le persone ai livelli superiori. Eiffel , quando le normali gru a vapore vennero superate in altezza dal cantiere, introdusse un sistema di gru in grado di arrampicarsi sui binari dei futuri ascensori, all’interno dei contrafforti di base. Per sollevare poi le parti restanti fino alla cima della torre, usò una gru rampicante lungo il pilastro centrale. Il problema del trasporto delle persone era ben più complesso; Due ascensori a 2 piani si muovevano dentro ai contrafforti est e ovest tra il primo e secondo livello. Gli ascensori nord e sud furono invece progettati da Otis, trasportavano solo 40 persone, ma la corsa era scorrevole. · LA VITA DELLA TORRE : Dal 1889 ad oggi, sono stati decine di milioni i visitatori, ed alcuni di loro più coraggiosi degli altri. Per esempio, nel 1906 fu organizzata una gara di corsa fino al primo livello; nel 1954 uno studente tedesco raggiunse la cima scalando le travi reticolari sulle facciate esterne. · LE TORRI Più ALTE : Per 40 anni è stata la più alta del mondo. Venne poi superata da altri grattacieli e antenne televisive. Negli anni futuri verranno costruti edifici sempre più alti, ma non avranno mai il significato che la torre Eiffel ha avuto per la Francia e per il mondo. Proprio per questo resterà per sempre “ la torre più alta del mondo”.
Capitolo IX - Ponti
· ARCHI : Il tipo di ponte che meglio si adatta ad un sito, dipende da una serie di fattori. I cavi di un ponte sospeso sono caricati da un grande numero di pesi appesi a molte TRAVI DI SOSPENSIONE. Un arco non è altro che un cavo rovesciato. Poiché un arco è compresso in ogni punto, può essere costruito con materiali resistenti alla compressione, come pietra, mattoni e cemento armato. Si tratta di materiali naturali, ecco perché i nostri antenati costruirono ponti ad arco e tetti arcuati già 2500 anni fa. · I PONTI FERROVIARI : L’epoca delle costruzione dei ponti coincise con l’espansione delle ferrovie in Gran Bretagna e negli Stati Uniti. La struttura più usata nella costruzione ferroviaria per l’attraversamento di fiumi e valli fu quella a travatura reticolare. Le aste superiori vengono compresse, mentre le aste inferiori risultano tese. · PONTI IN CEMENTO ARMATO : Le travature reticolari hanno acquistato una nuova elegante espressione nei viadotti eretti in Europa, che consistono in piloni cavi in cemento armato sui quali corre un piano stradale composto di tubi rettangolati in c.a. o in cls precompresso prefabbricati sulle rive del fiume e inseriti in opera. La semplicità li rende opere di grande bellezza. · RETICOLI SPAZIALI : Alcuni dei sistemi inventati per i ponti in acciaio o in cemente armato sono stati perciò adattati a soddisfare le esigenze di copertura di grandi spazi come le sale per congressi o esposizioni. Il reticolo spaziale venne realizzato da un ingegnere elettrico e diede vit a una serie di coperture che hanno il vantaggio della costruzione modulare, del facile assemblaggio, del risparmio e dell’impatto visivo.
Capitolo X – Il ponte di Brooklyn
· IL CREATORE DEL PONTE : Inaugurato nel 1883 da Low e Edson, sindaci di Brooklyn e New York. L’ingegnere incaricato della sua costruzione fu Washington Roebling, che non fù presente all’inaugurazione, a causa della sua disabilità. Il ponte di Brooklyn divenne un simbolo: il più lungo ponte sospeso del mondo, con una luce di 486 m. · LA COSTRUZIONE DEL PONTE : Il primo passo fu la messa in opera delle fondazioni, realizzate secondo la tecnica dei casseri pneumatici. Da 24 m sott’acqua gli operai passarono a oltre 81 m al di sopra. Quest’opera aveva un unico scopo: quello di costruire un sostegno per un piano viario sul quale sarebbe passato un flusso di treni, veicoli e pedoni. Il piano stradale è sostenuto da capriate in acciaio appen alle travi di sospensione e collegate alle travi longitudinali. Questo tipo di struttura è molto rigido e resiste alle torsioni e aumenta la resistenza contro le oscillazioni dovute al vento. · PONTI SOSPESI MODERNI : Nessun altro metodo costruttivo può erigere campate più lunghe. Cavi d’acciaio, con grande resistenza a trazione, vengono usati in trazione per sostenere mediante travi di sospensione in filo d’acciaio verticali o iclinate, il peso del piano stradale e del traffico che le percorre.
Capitolo XI- Strutture forma - resistenti
· RETICOLI E LASTRE PIANE : Da sempre, gli uomini hanno avuto l’esigenza di riunirsi in gran numero per una varietà di scopi, religiosi, politici, artistici o competitivi che fossero. I reticoli e le lastre piane sono la risposta a questo tipo di esigenze. Se le lastre devono estendersi per più di 4 o 6 m. è più economico irrigidirle sul lato inferiore mediante nervature che si possono orientare in varie direzioni. Nervi usò il ferrocemento per costruire forme in cui colare lastre irrigidite da nervature curve orientate. Gli elementi in ferrocemento hanno spessori di pochi centimetri. Fu trasformato da Nervi in un vero e proprio materiale strutturale. · RESISTENZA DELLE FORME : La rigidità delle lastre piane dipende dal loro spessore. La rigidezza e la resistenza di elementi tanto sottili si possono ottenere non solo aumentandone lo spessore, ma conferendo loro forme curve. · SUPERFICI CURVE : Dobbiamo a Karl Gauss la scoperta di queste forme, che sono riducibili a 3 categorie: la cupola, il cilindro e la sella. · COPERTURE A BOTTE E POLIGONALI : I cilindri sono superfici sviluppabili e quindi meno rigidi delle cupole e delle selle; tuttavia sono utilizzabili come coperture. Il sistema di sostegno d’una copertura a botte influenza l’azione portante dei carichi. Le coperture a botte devono essere sostenute da muri di testata. Una copertura poligonale è analoga a una serie di coperture a botte. Essa consiste in lunghe lastre in cemento armato, strette e inclinate, e presenta angoli improvvisi, o mutamenti di spiovente, a intervalli regolari. La sua sezione è una linea a zigzag con “solchi” e “creste”. Le coperture poligonali portano i carichi ai sostegni lungo un duplice percorso. · COPERTURE A SELLA : Le superfici a sella presentano forme molto eleganti se tagliate in modo corretto. La superficie a sella è detta anche iperboloide iperbolico. La rigidità di un hypar è tale che il suo spessore in cemento non è che di pochi centimetri per luci da 9 a 12 m. Ha numerose proprietà strutturali, nonostante sia cosi sottile. · COPERTURE COMPLESSE : Alcuni Hypar raggiungono alti livelli di complessità, come gli hypar ad ombrello o la copertura hypar. · DIGHE A GUSCIO SOTTILE : L’applicazione più importante di gusci sottili verticali in c.a. si è tuttavia avuta non in architettura, ma nella costruzione di dighe.
Capitolo XII – La Cattedrale non finita
LE ORIGINI DELLA CATTEDRALE GOTICA : Nella Francia del XII secolo, fu una miracolosa convergenza a produrre la cattedrale gotica. Le cattedrali dell’alto gotico cominciarono apportando piccole ma sostanziali modifiche allo stile romanico, per poi evolversi nel trionfo del gotico maturo nel XIII secolo. L’influenza del gotico francese avanzava in tutto il mondo. Questo tipo di cattedrali riflettevano il forte spirito religioso. SPAZI E STRUTTURE GOTICHE : Si può riconoscere una chiesa gotica partendo dai suoi componenti. Era il vescovo a scegliere il capomastro della cattedrale. La cattedrale gotica ha una pianta a crociera. Due sono i mezzi architettonici che i capimastri utilizzavano per rendere percepibile l’avvicinamento a Dio: l’altezza e la luce. Le vetrate colorate trasformano la luce, che non sembra più provenire dal mondo esterno. SAINT- PIERRE A BEAUVAIS : Beauvais era una cittadina medioevale, poco distante da Parigi. La cattedrale, dopo essere crollata due volte, non venne più ultimata. Proprio per questo è composta solamente da coro, transetto e abside. Presentava numerose particolarità, per esempio la distanza dei pilastri del coro non era costante, ma cresceva man mano che ci si avvicinava all’abside. Il capomastro rese la cattedral più luminosa. L’interno della cattedrale è considerato il capolavoro dell’alto gotico.
Capitolo XIII – Cupole
LE Più GRANDI COPERTURE DEL MONDO : La cupola rappresenta il più grande traguardo architettonico e strutturale dell’uomo. Rappresenta la vittoria della tecnologia sulla gravità e sul vento. Quando si parla di grandi coperture, non si possono non citare alcune tra le più famose : Pantheon, Hagia Sophia, San Pietro, Santa Maria del Fiore, ecc. LA CUPOLA COME STRUTTURA : La cupola deve sopportare il proprio peso e il carico accidentale, inclusi la pressione e il risucchio del vento e , nei climi più freddi, il peso della neve. Tutti questi carichi vanno chiaramente trasferiti al terreno. La sua struttura è composta da una serie di archi impostati su un cerchio; è una struttura monolitica. Rispetto a un arco, la riduzione di spessore è consistente; lo spessore di una cupola sferica di cemento si riduce a 1/200 e 1/300 del suo raggio. IL PANTHEON : Si tratta della più grande cupola dell’antichità; trionfo del calcestruzzo, fu resa possibile la sua costruzione solo dopo la scoperta della pozzolana da parte dei romani. È una semisfera costruita sopra una base a pianta circolare di cls. All’interno è alleggerita da cassettoni a scopo decorativo. Lo spessore della base, invece, era eccessivo; proprio per questo vennero ricavate delle stanze. Per non gettare il cls in una cassaforma orizzontale posta in cima alla cupola, lasciarono un’apertura circolare, detta “oculo”; Il Pantheon ha una luce interna di 43m, uno spessore minimo di 60 cm in corrispondenza dell’oculo e massimo 7 m alla base. SANTA MARIA DEL FIORE : Nel 1417 il comune di Firenze decise di innalzare una cupola sopra al transetto del duomo. Il tamburo su cui doveva poggiare aveva una forma ottagonale e su tre lati era circondato da tribune poligonali; Nel 1419, Filippo Brunelleschi, presentò la sua proposta rivoluzionaria: la cupola poteva essere costruita senza armatura in legno. La cupola venne ultimata nel 1436; presentava “due pelli”. Questa doppia cupola consisteva di una spessa pelle interna, ottagonale, connessa con costolature ad arco e da una cupola esterna. La cupola interna non era quindi soggetta agli agenti atmosferici. Essenziali sono i 6 cerchioni di pietra e ferro. Ambedue le cupole hanno 8 facce.
Capitolo XIV – Hagia Sophia
LA COSTRUZIONE DELLA CHIESA : Voluta da Giustiniano I e da sua moglie Teodora, la costruzione della chiesa aveva infatti un fine sociale, con un’attenzione particolare alla disoccupazione e ai salari. Venne edificata su un’area di 7560 mq. L’INTERNO DELLA CHIESA : Il pavimento era ricoperto di marmi provenienti da ogni parte dell’impero, con pezzi tagliati a coda di rondine. Quattro colonne monolitiche verdi sorreggevano i muri laterali, e sopra di esse vi erano 6 colonne rosse. L’intera superficie muraria era ricoperta di marmi e mosaici.L’abside era ricoperto da una semicupola. Le finestrature permettevano l’ingresso di una luce diffusa, che garantiva un’atmosfera unica all’interno della chiesa. LA STRUTTURA DELLA CHIESA : Lo spazio tra ciascuna coppia di pilastri è superato da un arco a tutto sesto, la cui altezza equivale alla metà della luce. Un anello poggia a coronamento di questi 4 archi. La cupola era rafforzata da 40 costoloni, tra i quali si aprivano 40 finestre. Vi è un’assenza di centralità, e per spiegarla bisogna rifarsi alla tradizione bizantina. Il passare degli anni ha reso necessarie aggiunte all’esterno della chiesa , per motivi strutturali e funzionali.
Capitolo XV – Tende e palloni
TENDE : Nella tenda primitiva, il grande problema era il vento. Il rimedio consisteva nel tendere il tessuto tra le funi e metterlo in trazione. La tenda moderna viene usata per alcune tra le più grandi coperture e promette di diventare un elemento permanente del nostro paesaggio. Il tessuto, quando è teso o precompresso, acquista maggiore stabilità e può sostenere una gran varietà di carichi senza deformazioni eccessive. Più la membrana è tesa e più diventa rigida; per questo i tessuti in fribre naturali non si adatano alla costruzione di grandi tende . Le tende degli ultimi 50 anni sono state realizzate grazie all’invenzione dei tessuti di plastica. Negli ultimi 10 anni sono invece stati realizzati tessuti rinforzati con fibre di vetro , che consistono in una maglia di fibre di vetro annegata in un sottile strato di plastica; questo tipo di tessuti raggiungono resistenze altissime. Il loro impiego è limitato da due fattori : il costo e la loro resistenza, che è alta, ma non adatta a coprire grandi luci. Per sormontare questo ostacolo , furono realizzate le cosiddette “ ragnatele”. STRUTTURE PNEUMATICHE : In questo caso, il materiale strutturale utilizzato è l’aria. Infatti la pressione dell’aria può essete utilizzata per precomprimere tende mediante una pressione negativa o aspirazione. La prima proposta di un pallone gonfiato come struttura per un grande edificio venne dall’ingegnere inglese Lan chester nel 1918. Le prime coperture pneumatiche usavano spazi totalmente racchiusi da membrane rese rigide da aria compressa.
Capitolo XVI – Il cielo sospeso
CUPOLE E TENSOSTRUTTURE : Sul fronte dei messaggi, la cupola è relazionata alla sfera celeste; nessuna superficie può rassicurarci altrettanto. Solo in essa ogni punto si rapporta a noi nello stesso modo. Solo recentemente l’uomo ha perfezionato il suo opposto : la cupola capovolta; si tratta di una copertura leggermente concava a tensostruttura, in acciaio o altri materiali, di grandi dimensioni. È sorretta da cavi in acciaio. Una tensostruttura ha il suo punto più basso nel centro. Il messaggio di una tensostruttura di questo tipo è diverso: noi visitatori non occupiamo il centro, ma siamo seduti lungo il perimetro. LE TENSOSTRUTTURE SOSPESE : Le componenti essenziali sono: un grande anello esterno in compressione, un piccolo anello interno in trazione, e una serie di cavi lungo i radiali a connettere l’anello grande con quello piccolo. L’anello poggia su pilastri o su un muro, mentre l’anello interno è sospeso.
Capitolo XVII – Il messaggio della struttura
MESSAGGI SEMIOTICI : è facile dimostrare che si possono progettare edifici esteticamente soddisfacenti anche se le leggi strutturali siano totalmente o parzialmente ignorate. Inoltre, dobbiamo distinguere fra quegli edifici in cui la struttura è poco importante e quelli in cui la struttura è essenziale. Per esempio, una casa unifamiliare può essere costruita in modi e materiali svariati, mente un ponte ha forma e materiali determinati quasi totalmente da esigenze strutturali. Nel dibattito sull’estetica degli ultimi anni, è stato accettato da tutti i professionisti un nuovo punto di vista: un edificio contiene un messaggio semiotico. In architettura troviamo questo tipo di messaggi non verbali. Il messaggio è sempre profondamente innestato in una cultura. D’altro canto, negli edifici in cui la struttura è quasi esclusivamente determinata dalle leggi della natura, il messaggio è strettamente legato all’azione strutturale e contine e un proprio messaggio. MESSAGGIO SEMIOTICO E SCALA : La scala non sembra sbilanciare il messaggio semiotico delle grandi strutture costruite dall’uomo. Questo tipo di strutture sono particolarmente leggere e vengono spesso e volentieri descritte come “ eleganti” (messaggio di leggerezza) IL MESSAGGIO SEMIOTICO VARIANTE : Il messaggio semiotico è strettamente legato all’esperienza personale e all’esperienza della nostra specie, ma tra non molti anni verrà quasi sicuramente interpretato in modo diverso.
GLOSSARIO
Periodo dell’edificio : Periodo impiegato da un edificio per completare un’oscillazione.
Forza in risonanza : Quando una forza viene applicata ritmicamente a una struttura, con lo stesso periodo di quello della struttura.
Whiskers : frammenti di acciaio.
Cemento PORTLAND : è un composto di argilla e calcare, successivamente cotto in forno.
Igloo: abitazione a forma di cupola semisferica fatta di blocchi di neve, tipica delle regioni Artiche.
Metodo FAST-TRACK : cominciare la costruzione prima che la progettazione sia stata completata.
Ferrocemento : materiale costituito da un certo numero di strati di reti saldate e disposte a caso una sull’altra, coperte da una malta in calcestruzzo cementizio.
Coperture pneumatiche: cosi chiamate dalla parola greca pneuma che significa respiro.
Semiotica: branca della filosofia che studia tutti i prodotti dell’attività umana secondo l’ottica della comunicazione e in particolare della comunicazione verbale. La comunicazione ha luogo mediante messaggi.