Littérature scientifique sur le sujet « Coperture lignee »

Il presente lavoro di tesi ha come argomento lo studio delle capriate lignee storiche della chiesa di Santa Maria della Carità in Bologna, con l’obiettivo di una maggiore conoscenza e di un intervento di recupero che ne possa migliorare il comportamento, soprattutto in caso di evento sismico. L’elaborato è stato svolto in collaborazione con lo studio di architettura Cavina-Terra di Bologna, e si inserisce all’interno di un lavoro più ampio del Dipartimento di Architettura sulle capriate storiche e sui coperti del capoluogo emiliano. L’analisi ha avuto i suoi inizi con le fonti archivistiche e la ricerca storica al fine di capire al meglio le vicende e i cambiamenti avvenuti dalla costruzione della chiesa (ultimi decenni del XVI secolo) fino ai giorni nostri. Si è poi passati ad alcuni approfondimenti legati al legno come materiale da costruzione e ad uno studio sulle capriate come tipologia edilizia: la loro origine, evoluzione e il paragone con le altre presenti a Bologna. Dopo una conoscenza storica, si è passati al rilievo geometrico, fotografico e del degrado della chiesa al fine di proporre soluzioni di recupero il più possibile mirate ed efficaci. Conclusione di questo lavoro, dopo un’analisi delle sollecitazioni interne alle capriate, è l’intervento di recupero che si ispira in gran parte al principio del minimo intervento, con l’utilizzo di cavi di acciaio che, nonostante il ridotto diametro e l’impatto visivo e materico molto limitati, forniscono rilevanti miglioramenti statici.

Il presente lavoro di tesi si colloca all'interno di un collaudato percorso di ricerca sulle capriate lignee di grandi luci, in particolare in riferimento a chiese ed edifici di significativa valenza storica presenti sul territorio bolognese. Il metodo adottato è frutto di successive approssimazioni e correzioni date dall'applicazione dello stesso a diversi casi di studio ed è tuttora in continuo aggiornamento. Tale progetto di tesi punta a verificare la validità e il buon funzionamento dell’ultimo aggiornamento del metodo quando applicato ad un caso diverso da quello per cui è stato ideato, ed eventualmente ad adattarlo e implementarlo. Il preciso caso di studio è quello della Basilica di San Petronio, per valutare innanzitutto lo stato attuale e le deformazioni delle singole capriate ed in secondo luogo fornire una lettura del coperto nel suo complesso. Dalla nuvola di punti dell'intero sottotetto si estrapolano le singole capriate; per ognuna di esse, attraverso un programma di modellazione parametrica, vengono generate le curve di specifiche sezioni poi utilizzate per la creazione di modelli tridimensionali. Questi consistono in particolare nella configurazione dello stato attuale e del modello teorico della capriata al momento della posa in opera. Il confronto tra i modelli generati e la nuvola di punti iniziale permette di analizzare in maniera approfondita ed esauriente le deformazioni e gli scostamenti subiti dagli elementi della capriata nel corso del tempo. La comparazione del comportamento delle varie capriate permette di trarre informazioni di carattere locale e globale sullo stato di salute dell'intero sottotetto e, se necessario, prevedere eventuali interventi di recupero e rinforzo strutturale. Si estende inoltre il confronto alle capriate oggetto di studio delle precedenti esperienze, con conformazioni diverse da quelle in questione, per ampliare l’analisi sul comportamento delle capriate lignee seicentesche.

Il lavoro di tesi si colloca in un ampio protocollo di ricerca già avviato riguardante lo studio delle capriate lignee di grandi luci site in edifici con significativa valenza storica. Il metodo sperimentale è stato messo a punto per successive approssimazioni e correzioni in seguito alla sua applicazione a diversi casi di studio e, in base ai feedback ottenuti in corso d’opera, è in continuo aggiornamento. La tesi, mira da un lato ad una nuova e approfondita implementazione del metodo, dall’altro all’applicazione dello stesso al fine di analizzare ed interpretare i movimenti e le deformazioni del sistema di copertura del Teatro Comunale di Bologna. Dalla nuvola di punti dell’intero sottotetto, acquisita tramite laser scanner, si estrapolano le singole capriate e, attraverso un programma di modellazione parametrica, si costruiscono degli algoritmi che generano dei modelli tridimensionali per ogni capriata. Il confronto tra tali modelli e la nuvola di punti iniziale consente di leggere le capriate in modo dettagliato, analizzarne spostamenti e deformazioni, derivare informazioni puntuali e comparate sul loro comportamento, trarre considerazioni globali sullo stato di salute dell’intero sottotetto e, se necessario, prevedere e progettare eventuali interventi di recupero o rinforzo strutturale. La struttura completamente parametrizzata della nuova versione del metodo ha indirizzato lo studio verso la ricerca di una correlazione fra gli algoritmi generativi ed il campo del Building Information Modeling, rivelandosi uno strumento con una vasta possibilità di collegamento con altri importanti temi di ricerca riguardo la digitalizzazione del patrimonio costruito. Il collegamento diretto con dei software di tipo BIM può infine consentire una relazione diretta con software di calcolo strutturale, costituendo un unico workflow che, partendo dal rilievo digitale tramite laser scanner, arriva all’ottenimento di un modello di calcolo degli oggetti studiati.

Il presente lavoro si colloca in un ampio protocollo di ricerca già avviato riguardante lo studio delle capriate lignee di grandi luci, site in alcune delle più importanti chiese bolognesi. Il metodo è stato messo a punto per successive approssimazioni e correzioni in seguito alla sua applicazione a diversi casi di studio ed è in continuo aggiornamento. Tale progetto punta ad approfondire la conoscenza di questi complessi sistemi e della loro evoluzione nel tempo, attraverso l’uso del rilievo con laser scanner e della rielaborazione e interpretazione dei dati ottenuti da esso. Dalla nuvola di punti dell’intero sottotetto, acquisita dal laser scanner, si estrapolano le singole capriate, da queste si ottengono le sezioni delle aste afferenti a ogni nodo, si vettorializzano le sezioni ottenute e, attraverso un programma di modellazione parametrica, si costruiscono algoritmi che generano in modo automatizzato tre modelli per ogni capriata utilizzando come parametri di input le suddette sezioni. Il primo modello che si costruisce è il “modello di rilievo”, creato dalle sezioni di estremità dei nodi, che è il modello dello stato di fatto; il secondo è il “modello proiettato” in cui gli elementi del primo modello vengono proiettati sul piano verticale passante per l’asse della catena; il terzo è il “modello rettificato” che parte dal secondo modello e recupera le deformazioni flessionali degli elementi, e l’abbassamento del colmo. Quest’ultimo rappresenta il modello “ideale o teorico” ovvero la configurazione indeformata al momento della messa in opera. Il confronto tra i modelli generati e la nuvola di punti iniziale consente di leggere le capriate in modo dettagliato, analizzarne spostamenti e deformazioni, derivare informazioni puntuali e comparate sul loro comportamento, trarre considerazioni globali sullo stato di salute dell’intero sottotetto e, se necessario, prevedere e progettare eventuali interventi di recupero o rinforzo strutturale.

La tesi si inserisce nell’ambito di ricerca della storia delle tecniche costruttive e analizza l’evoluzione tecnologica e tipologica delle coperture lignee in Italia nel periodo che va dall’inizio del XIX alla metà del XX secolo. Dopo una parte di inquadramento delle condizioni tecnologiche, del contesto socio-economico e produttivo generale e delle teorie e pratiche costruttive delle coperture lignee italiane della fine del XVIII secolo, la ricerca ne analizza i progressivi mutamenti, cercando di individuare alcune “fasi omogenee” e di rintracciare i nessi tra i processi evolutivi del contesto e quelli che interessano le coperture lignee. Particolare attenzione è attribuita allo sviluppo delle tipologie costruttive delle capriate e alla diffusione di altri tipi di strutture lignee di copertura (cavalletti centinati, archi, portali a due o tre cerniere, ecc.), rapportati a vari aspetti del contesto tecnico culturale e produttivo: livello e tipo di formazione culturale e tecnica dell’ingegnere e dell’architetto; sviluppo e diffusione delle teorie della meccanica delle strutture e della resistenza dei materiali; cambiamenti nei modi di produzione e lavorazione dei materiali edilizi; variazione dei prezzi della mano d’opera e dei materiali; invenzione di nuovi sistemi di connessione dei legnami.