Tipologie e tecniche costruttive di archi e piattabande

Funzionamento statico di archi e piattabande

Uno dei sistemi costruttivi più antichi è quello trilitico, visibile per esempio a Stonehenge o nei templi greci:
si tratta di due piedritti che sostengono un architrave generalmente di pietra.
Accostando tra loro molte colonne o pilastri e unificando gli architravi si ottengono portici e colonnati anche molto lunghi.

Tuttavia, un architrave è sottoposto a flessione, che a sua volta comporta sforzi di trazione nella sua parte inferiore (intradosso), e di compressione nella parte alta (estradosso). Poiché la pietra e il laterizio hanno una resistenza trascurabile a trazione, ma viceversa piuttosto buona a compressione, fin dall'antichità si è cercato di ideare un sistema costruttivo che sfruttasse tali caratteristiche: appunto l'arco e la piattabanda.

Infatti, questi elementi costruttivi lavorano a compressione, trasferendo al terreno (o alla muratura sottostante) la componente verticale della forze, e ai due punti di imposta dell'arco (o della piattabanda) la componente orizzontale.

Ovviamente, l'entità di tali componenti - che tenderebbero ad aprire l'arco facendolo crollare - varia in base alla sua tipologia: sono minime nell'arco a sesto acuto, medie nell'arco a tutto sesto e massime nell'arco a sesto ribassato e nella piattabanda, che ha un comportamento statico simile a un arco molto ribassato.

Per risolvere il problema, sono state ideate svariate soluzioni:
- rinforzare i piedritti degli archi con appositi contrafforti o speroni murari;
- disporre numerosi archi in sequenza, in modo da annullare la componente orizzontale degli archi in posizione centrale;
- inserire una catena o tirante metallico in corrispondenza della quota di imposta, come si nota in tutti gli archi dei portici di Bologna;
- distanziare opportunamente gli archi, come avviene per le finestre degli edifici storici, soprattutto se a polifora oppure a sesto ribassato.

Tecnica costruttiva di archi e piattabande

La differenza fondamentale tra arco e piattabanda risiede nella forma: curvilinea nell'arco, e rettilinea e orizzontale nella piattabanda.

Per la costruzione di un arco, è necessaria una struttura in legno detta centina che ne riproduca con esattezza la forma; per una piattabanda è invece sufficiente una semplice tavola.

Nel caso di un arco in pietra, generalmente gli elementi lapidei da cui è costituito (detti conci) sono sagomati appositamente uno per uno e, mettendoli assieme con giunti di malta estremamente sottili, compongono la forma esatta dell'arco. Il concio di chiave, avente la funzione fondamentale di chiudere e bloccare l'arco, è generalmente trapezoidale.

Negli archi in mattoni si trovano invece due diverse tecniche costruttive: nella maggioranza dei casi e nell'edilizia più povera, l'arco è formato da normali mattoni parallelepipedi e la curvatura è ottenuta sagomando opportunamente i giunti di malta, che risultano a forma di cuneo; mentre negli edifici medievali particolarmente curati troviamo il cosiddetto arco a cuneo, formato da mattoni trapezoidali simili ai conci lapidei.

Per le piattabande la situazione è analoga: infatti, gli esemplari più comuni visibili negli architravi di porte e finestre sono formati da normali mattoni disposti a ventaglio, mentre gli architravi di importanti edifici medievali come chiese o palazzi gentilizi ostentano ricche piattabande di conci uniti con incastri di vario tipo: nel Mausoleo di Teodorico a Ravenna si notano ad esempio degli elaborati giunti a dardo di Giove, cioè simili a fulmini stilizzati.

Tipologie di arco

Le forme di archi visibili negli edifici storici sono molto numerose, e dovute soprattutto a motivi stilistici: anzi talvolta, come ad esempio nel gotico, la forma degli archi è proprio l'elemento caratterizzante di un certo stile architettonico.

Gli archi più diffusi sono dunque:


- Arco a tutto sesto: introdotto già dagli etruschi, fu adottato su larga scala dagli antichi Romani in tutti i maggiori edifici, compreso il Colosseo. Di forma semicircolare, è molto diffuso anche nell'architettura romanica e rinascimentale: nelle nostre città è perciò molto frequente anche negli edifici più modesti.

- Arco a ferro di cavallo o rialzato: tipico dell'architettura islamica e del romanico siciliano, è anch'esso di forma circolare, ma più alto dell'arco a tutto sesto.

- Arco a sesto ribassato, arco scemo o arco a schifo: molto diffuso nell'edilizia minore specialmente medievale per le porte e finestre di piccole dimensioni, è a forma di segmento di cerchio, ma più basso di un arco a tutto sesto. É però adatto per luci abbastanza piccole, perché prevale la componente orizzontale delle forze.


- Arco a sesto acuto: tipico dell'architettura gotica, ma già attestato nell'architettura araba altomedievale (VII-VIII secolo), è formato da due segmenti di cerchio: ha quindi una forma ogivale e appare spezzato in corrispondenza della chiave. Dal punto di vista statico, presenta notevoli vantaggi, costituiti dalla possibilità - a parità di luce - di ottenere una maggiore elevazione verticale e di contenere la componente orizzontale delle spinte.

- Arco fiammeggiante: molto diffuso nell'architettura veneziana di epoca gotica (XIV-XV secolo), si caratterizza per il suo aspetto particolarmente slanciato e armonioso, abbastanza simile a un arco acuto.

- Arco trilobato: tipico delle bifore e trifore di stile gotico, è un arco acuto diviso in tre parti, o lobi.


- Arco ellittico: a forma di mezza ellisse, se ne vedono molti nei portici del centro storico di Bologna.



- Arco policentrico: di aspetto simile all'arco ellittico e ugualmente diffuso nei portici bolognesi, tuttavia si differenza da questo per la sua forma caratterizzata dalla fusione di tre diverse linee curve.

- Arco parabolico, catenario o a schiena d'asino: di forma parabolica, è visibile nell'architettura espressionista e contemporanea, essendo stato adottato anche da Antoni Gaudì nella Sagrada Familia.

- Arco Tudor: tipico di questo stile, molto comune nell'Inghilterra del XVI secolo, è spezzato, ma con un profilo decisamente più basso e rettilineo di un arco a sesto acuto.

Esistono inoltre due principali tipologie di piattabanda: la piattabanda romana, con i mattoni posti tutti per coltello (foto a sinistra), e la piattabanda alla francese, che nel punto centrale risulta interrotta da mezzi mattoni ed è quindi adatta per carichi più ridotti.