LA CAPRIATA

Dott. Ing. Igor Malgrati - igormalg@libero.it

 

Le capriate hanno rappresentato per moltissimo tempo l’elemento base dell’ossatura di tutte le coperture. Secondo alcuni studi[1] esse sono di origine tardo-romana. Con le basiliche cristiane e successivamente col Rinascimento le capriate vissero in seguito periodi particolarmente rappresentativi. Diffuse in tutta Europa hanno sviluppato caratteri peculiari in funzione dei climi: nel nord Europa, ad esempio, la maggior inclinazione delle falde ha portato una maggiore articolazione del reticolo.

Con l’introduzione dell’acciaio che per propria natura di elemento lineare ben si confà, come il legno, alla realizzazioni di strutture reticolari, la capriate subirono poi ulteriori sviluppi. Viste queste premesse, considerata la diffusione di questo elemento costruttivo e la fantasia dei carpentieri che lo hanno utilizzato, appare comprensibile l’enorme varietà di tipologie e di soluzioni che sono nate. Con il presente cercherò pertanto di evidenziare solo alcune caratteristiche salienti, in chiave storica e strutturale, della capriata, ben conscio che la varietà e la ricchezza di questo argomento è difficilmente esauribile con un breve articolo.

La capriata più semplice è costituita da:

• puntoni, le travi inclinate;

• catena, l’elemento orizzontale che supporta sforzi di trazione che altrimenti andrebbero a gravare, sotto forma di forza orizzontale sul punto di appoggio dei puntoni;

• monaco, elemento verticale che può anche mancare ma che è quasi sempre presente. Esso viene collegato alla catena in due modi differenti:

1.      con dei ferri ad U o delle cravatte collegate al monaco ma non alla catena realizzando un appoggio per quest’ultima. Il monaco è debolmente teso ed ha essenzialmente il compito, oltre a quello di limitare l’inflessione della catena, di assicurare il collegamento tra i puntoni e la complanarità della struttura, in quanto collega tutte le aste. Questa connessione è classica del Rinascimento ed è quella che appare sulla manualistica ottocentesca. Tenendo presente il compito del monaco mi pare suggestiva la spiegazione dell’origine del nome datami tempo fa da un architetto: il monaco è un elemento che non ha uno scopo apparentemente fondamentale (la statica non viene migliorata sostanzialmente) ma che regola e garantisce silenziosamente il buon andamento di tutto, come fanno i monaci con la preghiera e il loro lavoro intellettuale e materiale, giustificazione forse oggi difficile da cogliere ma perfettamente chiara in un contesto storico e religioso differente.

2.      con un collegamento a cerniera, realizzando una travatura reticolare vera e propria. Questo tipo di connessione, propria del Medioevo, garantisce una maggiore efficienza, cosicché a parità di materiale, una capriata con collegamento monaco catena a cerniera resiste a carichi superiori rispetto alla capriata utilizzata a partire dal Rinascimento.

Gli elementi delle capriate possono essere assemblati tra di loro in vari modi che contemplano la realizzazione nel legno di scanalature di ammorsaggio e l’utilizzo di spinotti in legno o di collegamenti mediante ferramenta (viti, bulloni, rosette, piastre chiodate).

La struttura base della capriata viene poi elaborata in svariati modi al crescere della luce della capriata o degli interrassi tra capriate successive. Vengono pertanto introdotte:

§         le saette o contraffissi, elementi con inclinazione opposta a quella dei puntoni che limitano la lunghezza di libera inflessione dei puntoni, scaricando sul monaco la forza di compressione a cui sono sottoposte. Il monaco pertanto risulta essere ulteriormente teso (fig. g).

§         la controcatena che, collegando i puntoni in punti intermedi, limita la lunghezza di libera inflessione di questi. In realtà, differentemente dal nome che ricorda gli elementi tesi non risulta necessariamente tesa (fig b).

La capriata, se riceve carichi solo nei nodi e se in questi gli assi degli elementi convergono in uno stesso punto, è soggetta a sforzi di trazione (il monaco e soprattutto la catena) o compressione (i puntoni); altrimenti i carichi che gravano sui puntoni generano in essi dei momenti flettenti mentre le eccentricità nei nodi generano invece dei momenti in ogni membratura ivi convergente.

Alcuni tipi di capriate

 

Tra due capriate successive, poste generalmente ad interassi variabili dai 3 ai 4,5 m, si dispone, nel caso più generale, una intelaiatura formata rispettivamente da:

• arcarecci o terzere, che poggiano sui puntoni delle capriate, ortogonalmente ad esse, con interassi da 1 a 2 m;

• travicelli, poggianti sugli arcarecci  con interassi di 0,45-0,5 m;

• correntini, poggianti sui travicelli con interassi di 0,1-0,33 m (a seconda che ci siano tegole a canale o marsigliesi).

La presenza o meno di tutti gli elementi dell’orditura secondaria dipende da interasse tra le capriate e dal tipo di manto di copertura. Tutti questi elementi sono vincolati alle capriate e tra di loro con semplici connessioni schematizzabili con degli appoggi.

L’appoggio delle capriate (sulla muratura,sulle travi dell’ossatura in c.a., su travi in acciaio, ecc.) deve essere tale da evitare la rottura o la disgregazione del legno; può essere realizzato pertanto mediante un elemento rigido che ripartisce le forze su legno (piastra metallica o tradizionalmente una pietra) oppure, nel caso di un appoggio su muratura, mediante un supporto in legno detto dormiente che ammortizza ed evita il contatto diretto tra il legno ed un elemento più duro. L’appoggio deve essere inoltre tale da non vincolare orizzontalmente la catena, perché in questo caso la catena non andrebbe in trazione e i puntoni scaricherebbero la componente orizzontale della forza inclinata sull’appoggio. I vincoli ideali dovrebbero essere, come rappresentati nella figura, di cerniera-carrello; e così li approssima l’analisi statica, anche se tuttavia in realtà v’è una forza di attrito in entrambi gli appoggi che determina in essi un comportamento simile ad un carrello vincolato ad una molla. A rigore, si genera pertanto, in ogni caso, una forza orizzontale (l’attrito) sugli appoggi.

La resistenza al vento dei tetti in capriate è particolare. Infatti, tradizionalmente, per tetti di dimensioni usuali non vengono realizzati dei controventi. Mentre infatti il vento che investe direttamente le falde viene supportato nel piano delle capriate dai puntoni e dalla catena, il vento perpendicolare al piano in cui giacciono le capriate genera in esse dei momenti ribaltanti fuori dal piano (questi momenti sono uguali sui due appoggi e su tutte le capriate, per la simmetria e per il fatto che esse resistono in parallelo al vento) che vengono controbilanciati dal peso stesso del tetto.

Dei controventi devono invece essere realizzati quando le luci delle capriate e le dimensioni del tetto possono causare momenti ribaltanti inammissibili. Peraltro una controventatura permette di limitare luci di libera inflessione dei puntoni compressi, rendendoli stabili.

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