Dissesti e difetti costruttivi nelle CAPRIATE IN LEGNO: alcuni casi studio 1
Dopo la serie di cinque post sui dissesti più ricorrenti degli edifici in muratura vorrei affrontare il tema dei difetti costruttivi e dei conseguenti dissesti delle strutture in legno e in particolare delle capriate.
L’impostazione sarà tuttavia leggermente diversa: infatti, anziché descrivere separatamente ciascun difetto, tratteremo alcuni casi studio particolarmente significativi per fornire un miglior approccio alle situazioni più ricorrenti nella nostra attività professionale.
Dissesti e difetti costruttivi nelle CAPRIATE IN LEGNO: alcuni casi studio
Le capriate in legno sono estremamente diffuse negli edifici storici italiani, sia di pregio che di edilizia minore: sono infatti l’unico sistema per ottenere un tetto a falde inclinate anche di notevole luce (25 metri circa nella copertura del Salone dei Cinquecento di Palazzo Vecchio a Firenze), non spingente e senza appoggi intermedi.
Le loro tipologie sono numerose (capriate semplici, semplici con monaco, palladiane classiche, a doppia catena e palladiane composte) e la loro qualità estetica e costruttiva estremamente variabile: accanto infatti a manufatti molto rozzi assemblati con tronchi d’albero semplicemente scortecciati o appena sbozzati ad ascia troviamo infatti splendide carpenterie medievali e rinascimentali riccamente decorate da intagli, fregi dipinti e dorature.
Comprendere i loro problemi strutturali risulta dunque fondamentale per la conservazione sia dell’intero edificio sia di queste preziose testimonianze di cultura materiale.
In questo post analizzeremo dunque due casi studio particolarmente significativi: le coperture della pieve di San Biagio di Cerbara a Città di Castello e di una torre del Castello di Avio in Trentino.
La copertura della PIEVE DI SAN BIAGIO DI CERBARA a Città di Castello
La copertura della chiesa, ad aula unica di forma grosso modo rettangolare, prevede una tripla orditura (Foto 1), formata da tre capriate semplici con monaco (Foto 2), tre arcarecci di cui uno funge anche da trave di colmo e un’orditura minuta di travicelli che sostiene uno scempiato in mezzane di cotto.
Le capriate hanno luce netta di m 5,70 e sono poste a interasse rispettivamente di m 3,50 (facciata principale – Capriata 1); m 4,15 (Capriata 1 – Capriata 2); m 4,15 (Capriata 2 – Capriata 3); m 4,10 (Capriata 3 – facciata posteriore).
Sono costituite da veri e propri tronchi d’albero appena scortecciati e sgrossati ad ascia, di sezione approssimativamente quadrata o rettangolare con dimensioni di: puntoni cm 20 (b) x 26 (h); catena cm 22 (b) x 26 (h); monaco lato cm 20. In un caso il monaco ha sezione circolare.
La fattura è molto grossolana e le giunzioni tra i vari pezzi sono eseguite mediante semplici intagli; a occhio nudo nel legno non sono visibili chiodi infissi “alla traditora”. La giunzione tra il puntone e la catena di ciascuna capriata è però migliorata da una reggetta metallica di epoca moderna formata da una piattina sagomata ad U in corrispondenza della catena e da un dispositivo di serraggio con probabile barra filettata sull’estradosso del puntone (Foto 3). Manca invece la staffa di collegamento tra il monaco e la catena: si tratta di un difetto grave perché facilita la dislocazione della capriata, cioè la rotazione reciproca tra monaco e puntoni con conseguente perdita di planarità dell’elemento strutturale. I nodi tra catena e puntone non sono eseguiti a regola d’arte, perché l’appoggio di ciascun puntone non avviene in corrispondenza della muratura. Questo può generare la flessione della catena e la possibile rottura del nodo in corrispondenza dell’appoggio della catena sulla muratura o dell’intaglio per l’alloggiamento del puntone, come si nota esaminando un disegno del prof. Gennaro Tampone (Foto 4). In tutte le membrature si notano lesioni da ritiro, del tutto fisiologiche per gli elementi strutturali in legno e non pericolose dal punto di vista statico.
Capriata 1 – Il puntone di sinistra in corrispondenza del nodo con il monaco mostra alcune fessurazioni orizzontali (Foto 5) non identificabili con fessure da ritiro, che andrebbero esaminate in modo più approfondito.
Capriata 2 – La capriata se vista da sotto è completamente disassata (dissesto noto come dislocazione), i due puntoni si sono cioè allontanati rispetto al monaco in senso perpendicolare alla catena e in modo opposto tra loro; il fenomeno è particolarmente evidente nel puntone di sinistra (Foto 6). La catena presenta inoltre alcuni difetti nella sezione centrale ma non sono visibili a occhio nudo marcescenze o carie bruna.
Capriata 3 – Il puntone di sinistra appare visibilmente inflesso a causa del cambio di sezione della membratura (Foto 7). Il nodo monaco-puntoni non è eseguito a regola d’arte e trasmette momento flettente, alterando il normale schema statico della capriata: infatti il monaco è costituito da un pezzo di tronco d’albero molto incurvato (Foto 7), mentre i due intagli per l’ancoraggio dei puntoni non sono stati eseguiti a regola d’arte e risultano dunque asimmetrici (Foto 8).
Orditura minuta – I travicelli mostrano anche a occhio nudo un’evidente flessione dovuta sia ai carichi eccessivi, sia alla deformazione viscosa del legno (fluage – foto a sinistra). È evidente che l’interasse tra gli arcarecci è eccessivo, che tre arcarecci sono insufficienti e che i travicelli risultano troppo esili in relazione ai carichi presenti. L’interasse (35 cm) è invece corretto e strettamente correlato alla lunghezza delle mezzane.
I calcoli strutturali hanno conseguentemente evidenziato l’inadeguatezza dell’orditura esistente: è stato dunque previsto un progetto di adeguamento strutturale e miglioramento sismico della copertura. Per maggiori dettagli si rimanda all’analisi di vulnerabilità sismica della pieve di San Biagio.
La copertura di una torre del CASTELLO DI AVIO in Trentino
La copertura di una delle torri del castello di Avio presenta invece una curiosa particolarità: la presenza di due capriate siamesi, cioè disposte perpendicolarmente una rispetto all’altra con il monaco in comune (Foto 9). É una soluzione costruttiva abbastanza inusuale ma riscontrabile nella copertura di torri, altane e campanili a pianta quadrata. Si tratta inoltre di capriate palladiane, cioè formate da due puntoni, la catena, un monaco e due saettoni. Anche in questo caso la loro fattura si presenta grossolana.
Sono evidenti anche alcuni difetti costruttivi, che hanno provocato la formazione di dissesti:
- I saettoni troppo snelli potrebbero essere soggetti al fenomeno dell’instabilità per carico di punta.
- Una delle due catene è formata da due elementi, uniti in mezzeria con un giunto a dardo di Giove (Foto 10). Si tratta di una soluzione costruttiva piuttosto comune nelle catene molto lunghe, ma il giunto eseguito a regola d’arte prevede anche la presenza di due cerchiature in ferro qui completamente assenti: la trazione a cui è normalmente sottoposta la catena ha causato quindi l’apertura del giunto e la formazione di una soluzione di continuità (Foto 11 – quadrato giallo).
- Gli intagli per l’appoggio dei puntoni sul monaco sono ricavati a quote diverse (Foto 11 – quadrato viola): si è quindi prodotto un momento flettente che ha causato un’accentuata inclinazione del monaco (Foto 11 – freccia verde).
- Il nodo puntone-catena esterno alla muratura ha causato la flessione della catena e la conseguente rottura del nodo in corrispondenza dell’intaglio per l’alloggiamento del puntone (Foto 4 e 12).
Per maggiori approfondimenti sui dissesti e i difetti delle capriate costruttive si veda Gennaro Tampone, Atlante dei dissesti delle strutture in legno, Nardini Editore.