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Capriata

Alcune tipologie di capriate.
Alcune tipologie di capriate.

Definizione – Etimologia

Dal latino capra, cavalletto a quattro piedi o incavallatura, è un elemento strutturale composito, di forma triangolare, utilizzato per sostenere coperture a falde inclinate. Fa parte della tradizione costruttiva occidentale quale elemento dell’orditura principale del tetto, che sostiene l’orditura secondaria; risulta particolarmente indicata per la copertura di grandi spazi senza appoggi intermedi.

Funzionamento strutturale

Originariamente costruita di legno, è la più semplice elaborazione del concetto di trave reticolare e utilizza il triangolo come elemento isostatico fondamentale. Nella sua configurazione elementare è composta da tre soli elementi: due puntoni inclinati pressoinflessi, sui quali appoggiano gli arcarecci, e un tirante (o catena) inferiore, teso, che assorbe le componenti orizzontali della spinta dei puntoni. La capriata è pertanto un elemento strutturale non spingente, che trasmette agli appoggi solo carichi verticali. Come ogni struttura reticolare, risultato dell’assemblaggio di elementi strutturali di ridotte dimensioni, la capriata non solo consente di coprire ampie luci (di legno, fino a oltre 20 m), ma è anche caratterizzata da una elevata rigidezza, decisamente superiore a quella comunque ottenibile con una singola trave. La stabilità complessiva è affidata all’efficacia delle connessioni tra i vari elementi, realizzate, nelle capriate di legno, a intaglio e spesso rinforzate con staffe o grappe metalliche. Le connessioni tra i puntoni e la catena sono il vero punto debole: lo scivolamento dei puntoni porta ineluttabilmente alla crisi della capriata.

Sviluppo storico

L’invenzione della capriata sembra risalire all’epoca romana, probabilmente al I secolo d.C., dopo Vitruvio, anche se non è chiaro se tale elemento fosse già stato adottato in alcuni edifici dai greci, che però si ritiene usassero soprattutto false capriate, con travi inclinate appoggiate su un elemento centrale, il quale a sua volta gravava su una trave orizzontale inflessa, vero elemento portante sull’intera luce. Anche nella tradizione dell’oriente asiatico la presenza della capriata è rara, mentre prevale quella della falsa capriata.

Difficoltosa è la datazione dei primi esempi di capriate di epoca romana, ma, in epoca adrianea (76 d.C. – 138 d.C.), per la copertura del pronao del Pantheon, vennero certamente utilizzate vere e proprie capriate lignee rivestite in bronzo.

La capriata si diffonde ampiamente in epoca tardo romana (IV-V secolo d.C.), in particolare per la copertura delle grandi basiliche cristiane, grazie anche all’economicità e all’assenza di spinte sui muri, che consentiva di realizzare murature perimetrali portanti snelle e prive di contrafforti. Regolarmente utilizzata in Europa nei secoli successivi per la maggior parte delle fabbriche con grandi luci, è largamente impiegata anche nel mondo arabo e si diffonde rapidamente anche nell’edilizia residenziale, spesso protetta da volte leggere, e nell’edilizia rurale.

In funzione delle epoche, delle necessità costruttive e delle aree geografiche, la capriata assume forme diverse, in genere più complesse con l’aumentare dell’altezza. Per dare stabilità nel piano al triangolo elementare viene adottato il monaco o ometto, elemento verticale centrale spesso connesso con staffe alla catena, ma non appoggiato su questa per evitarne l’inflessione. Quando alla catena sono sospesi controsoffitti o centine di volte incannucciate, il monaco, in genere, è connesso alla catena con staffe o incastri, in modo da sostenerne il carico e trasferirlo ai puntoni. Per diminuire la luce d’inflessione dei puntoni, in capriate di maggiori luci, si adottano due saette inclinate o contraffissi, che trasferiscono il carico verticale al monaco teso. Per ulteriori rinforzi si utilizzano sottopuntoni, falsi monaci, controcatene ecc. Molto diffusa per grandi luci è anche la capriata palladiana, con un elemento orizzontale intermedio compresso, parallelo alla catena, che, associato ai sottopuntoni, realizza una forma poligonale simile all’arco. Esistono anche capriate non simmetriche dette cavalletti oppure mezze capriate, ugualmente non spingenti e tipiche del sistema di copertura delle navate laterali delle chiese.

In aree del Centro e del Nord Europa, con lo sviluppo dell’architettura gotica, si diffondono capriate particolarmente alte, per tetti con spioventi molto inclinati, per fare scivolare la neve. La lunghezza dei puntoni, le spinte del vento e, talvolta, le necessità di utilizzo dei sottotetti inducono all’utilizzo di strutture lignee anche molto complesse, con forme varie, ma che si rifanno alla geometria triangolare. Un esempio particolare sono le stavkirke norvegesi, nelle quali le aste della capriata si connettono rigidamente ai pilastri portanti degli edifici, realizzando con essi strutture con comportamento simile a quello dei telai.

Con l’impiego del ferro nelle costruzioni, dalla fine del XVIII secolo, si diffondono capriate in ferro, con aste snelle e quindi con geometrie complesse e con un alto numero di aste, come la capriata all’inglese, e capriate in ferro e legno, come la capriata Polonceau, frutto dell’ingegneria ottocentesca francese, con puntoni in legno e tiranti in ferro, spesso connessi da snodi realizzati con vere cerniere. Nel XX secolo si diffondono anche capriate in calcestruzzo armato, con forme talvolta molto articolate.

Da un punto di vista statico, le capriate con aste di notevole snellezza possono presentare rischi di instabilità locale dei puntoni compressi e di instabilità globale per fenomeni di svergolamento. Per impedire i fenomeni di instabilità, si usa, in particolare in coperture di ferro, collegare le capriate tra loro e irrigidire le falde con controventi.

La capriata è utilizzata anche nell’architettura contemporanea con elementi di acciaio, di legno, per lo più lamellare, o di entrambi i tipi.

Bibliografia

Barbisan U., Laner F., Capriate e tetti in legno, Milano, 2001; Benvenuto E., La scienza delle costruzioni e il suo sviluppo storico, Firenze, 1991; Carbonara G. (a cura), Trattato di restauro architettonico, Torino, 1996; Ceccotti A., Follesa M., Lauriola M.P., Le strutture di legno in zona sismica: criteri e regole per la progettazione e il restauro, Torino, 2007. Piazza M., Tomasi R., Modena R., Strutture in legno: materiale, calcolo e progetto secondo le nuove normative europee, Milano, 2005.

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