Antonella di Luggo » 24.Le volte semplici

Le volte di copertura

Si definisce volta un particolare tipo di superficie posta a copertura di uno spazio delimitato da muri o da pilastri composta da un’insieme di elementi che reagiscono ad un unico tipo di sollecitazione, e tale che la sezione in almeno una delle direzioni principali sia una linea curva. La volta è un elemento tridimensionale dato dallo sviluppo di una superficie nello spazio, più precisamente dalla traslazione o rotazione di una curva direttrice lungo una retta generatrice.

Ha collaborato alla redazione di questa lezione l’arch. A. Paolillo.

Le volte di copertura

Fanno parte delle volte ottenute per traslazione la volta a botte e tutte le volte che derivano da essa. Fanno parte delle volte ottenute per rotazione la cupola e tutte le volte ottenute da essa. Ancora si possono dividere per come scaricano il peso proprio e quello portato: si distinguono in tale ambito: volte su piedritti come la vota a vela e la volta a crociera e volte su appoggio continuo come la volta a botte e la volta a padiglione.

Infine le volte possono essere divise in semplici e composte. Sono semplici quelle volte ove la superficie che le delimita non ha soluzioni di continuità, cioè non presenta punti in cui cambia la curvatura (es. volta a botte, volta a vela). Si dicono invece volte composte quelle volte la cui superficie è formata da più parti di diversa curvatura (es. volta a crociera, volta a padiglione).

Le volte di copertura

Le volte sono strutture di copertura caratterizzate dalla curvatura della superficie d’intradosso. La loro classificazione avviene a seconda della genesi geometrica di tale superficie. Questa può essere costituita da:

• superfici rigate, cioè generate dal moto di una retta generatrice secondo una data legge. Le superfici rigate si dividono a loro volta in: rigate sviluppabili, cioè superfici che possono essere distese su un piano e che sono generate dal moto di una retta generatrice lungo una curva direttrice (cono, cilindro); rigate non sviluppabili, superfici generate dal moto di una retta che si appoggia a tre linee, rette curve, tra loro complanari, dette direttrici (volta a sbieco);
• superfici di rotazione, generate dal moto rotatorio di una curva intorno ad una retta detta asse di rotazione;
• superfici elicoidali, superfici ad andamento elicoidale la cui linea generatrice è un cerchio (elicoidi cerchiati, Vite di Saint Gilles).

In figura 1: Esempi schematici dei tipi più comuni di volte: (1) volta a botte; (2-3) volta a botte rampante; (4) volta conica; (5) botte ribassata; (6) volta a crociera; (7) volta a padiglione; (8) volta a padiglione su pianta rettangolare; (9) volta a schifo o a carena; (10) cupola semisferica; (11) volta a vela; (12) cupola su pennacchi sferici.

Le superfici di intradosso

• Superfici rigate sviluppabilicostituiscono l’intradosso delle:
  • volte cilindriche, di cui fanno parte la volta a botte, la volta a crociera e la volta a padiglione.

• Superfici rigate non sviluppabili, costituiscono l’intradosso della:
  • volta a sbieco.

• Superfici di rotazione, costituiscono l’intradosso delle:
  • volte anulari, la cui superficie è costituita da un semicilindro circolare retto;
  • volte sferiche, di cui fanno parte la cupola sferica, la volta a vela ed i pennacchi sferici.

• Superfici elicoidali, costituiscono l’intradosso della:
  • volta elicoidale (vite di Saint Gilles).

Volte semplici – Volte cilindriche

• La volta a botte: è la traslazione di un arco detto curva direttrice, lungo una generatrice. La geometria dell’arco e quindi la forma del suo sesto darà il nome alla botte, avremo quindi volte a botte a tutto sesto, volte a botte a sesto ribassato e volte a botte a sesto rialzato.
• La volta a botte cilindrica retta: in tal caso, la curva direttrice è una semicirconferenza e la retta generatrice è ortogonale al piano della curva direttrice.

L’intradosso della volta a botte è definito da una superficie semicilindrica.

• La volta a botte semiellittica retta: la curva direttrice è rappresentata da una semiellisse e la retta generatrice è ortogonale al piano della curva direttrice.

Volte semplici – Volte semicilindriche rette

La curva direttrice può essere costituita da un generico arco.

In architettura trovano applicazione principalmente l’arco a tutto sesto (1), l’arco ellittico (2), l’arco a tre centri (3), l’arco a ogiva (4) in figura 3 e l’arco rampante detto “a collo d’oca” in figura 2.

Volte semplici – Volta a botte obliqua

Quando le generatrici della volta a botte non sono ortogonali al piano cui appartiene la curva direttrice, la volta così generata prende il nome di volta a botte obliqua.

Volte semplici – Le volte anulari

Presentano analogie con la volta a botte ma la superficie dell’intradosso è costituita da un toro sezionato con piano equatoriale. In architettura sono utilizzate nella copertura di gallerie o corridoi circolari e pertanto si impostano su pareti piene.

Volte semplici – le cupole

La cupola è una volta a calotta che si imposta su ambienti a pianta con base poligonale, circolare o ellittica ed il cui profilo è costituito da un semicerchio, da una semiparabola oppure da un arco di ovoidale. La superficie della cupola appartiene alla famiglia delle quadriche. In particolare si tratta di superfici che hanno sia per direttrici sia per generatrici delle coniche non degeneri. Nei casi più frequenti di coperture a cupola, la superficie di intradosso viene ottenuta dal movimento rotatorio, sia circolare, sia ellittico, di un arco di conica intorno ad una retta verticale, detta asse di rotazione, in cui l’asse e la curva siano tra loro complanari.

Volte semplici – volta a vela

La volta a vela atta a coprire un vano di forma quadrata è ottenuta sezionando una calotta semisferica – avente come diametro la diagonale del quadrato di base (la circonferenza di base della semisfera circoscrive il perimetro interno del vano) – con quattro piani verticali individuati dalle pareti del vano. Lo spazio risulta così coperto da una porzione di semisfera, che viene ‘tagliata’ dai piani verticali.

Volte semplici – pennacchi sferici

I pennacchi sferici sono costituiti dalle quattro porzioni di calotta sferica di diametro uguale alla diagonale del quadrato di imposta della volta, ottenute secando questa ultima con i quattro piani verticali passanti per i lati del quadrato di base (in analogia con la volta a vela) ed un piano orizzontale passante per la chiave dei quattro archi ottenuti dalla sezione coi i piani verticali.

I pennacchi sferici sono stati ampiamente sfruttati in architettura come struttura di imposta delle cupole su ambienti a pianta quadrata. Le cupole, oltre ad essere impostate su supporto murario circolare (tamburo), possono coprire anche ambienti a pianta quadrata attraverso l’uso di altre strutture voltate quali ipennacchi sferici o le trombe che permettono di risolvere il problema del raccordo tra le due figure geometriche differenti, il quadrato delle pareti e il cerchio della calotta sovrastante.