Tipologie e tecniche costruttive delle volte

Funzionamento statico delle volte

Il funzionamento statico delle volte è molto simile a quello degli archi: infatti, dal punto di vista tipologico, strutturale e costruttivo le volte nascono come evoluzione ed estensione tridimensionale degli archi: la loro funzione fondamentale è infatti costruire strutture portanti orizzontali con il solo uso della pietra e del laterizio, cioè materiali con buona resistenza a compressione e scarsissima (o nulla) resistenza a trazione.



Anche questi elementi costruttivi lavorano quindi soprattutto a compressione, scaricando al suolo la componente verticale delle forze generate dai carichi sostenuti, e in corrispondenza dell'imposta la componente orizzontale, più o meno intensa in base alla diversa forma e tipologia della volta.

Ovviamente, poiché tali componenti orizzontali tenderebbero ad aprire la volta lungo la linea di mezzeria, analogamente a quanto già visto per gli archi, nel corso dei secoli sono stati messi a punto vari sistemi per contenerle, tra i quali:

- la messa in opera di tiranti e catene in ferro nelle zone di imposta, che tuttavia sono riscontrabili con meno frequenza rispetto agli archi;

- la realizzazione di numerose volte in successione, come si nota nei porticati, negli ambienti lunghi e stretti (tra cui androni, corridoi e ovviamente le navate delle chiese) e nelle cripte romaniche;

- l'uso di rinforzi di vario tipo, come ad esempio gli archi rampanti delle cattedrali gotiche (fondamentali per sorreggere e contenere le esili e altissime volte a sesto acuto delle navate principali), i contrafforti esterni e gli speroni murari.

Tecnica costruttiva delle volte

Anche la tecnica costruttiva delle volte deriva da quella degli archi: infatti, anche in questo caso risulta necessario servirsi di apposite centine lignee (foto a sinistra), aventi la stessa forma della volta da realizzare. Tuttavia, trattandosi di un'opera in tre dimensioni, la carpenteria necessaria e la lavorazione sono ovviamente molto più complesse.

Anche la disposizione dei conci di pietra o dei mattoni è molto meno intuitiva: infatti, in alcuni tipi di volte (come ad esempio quelle a crociera), può essere necessario sagomare i conci di pietra o i mattoni uno per uno per dare la corretta forma all'intera composizione.

Se infatti nelle volte a botte la disposizione dei singoli elementi non pone grosse difficoltà, in altri casi è necessario disporre i mattoni o i singoli conci con grande perizia, procedendo dall'imposta verso la chiave.

La disposizione segue ovviamente precise geometrie, variabili in base al tipo di volta: nelle cupole o nelle volte a vela troviamo infatti i conci o mattoni disposti a spirale o secondo cerchi concentrici, mentre nelle volte a crociera o a padiglione vengono normalmente sistemati per coltello (cioè di taglio) e con il lato lungo parallelo alla direzione della volta.

Tuttavia, anche nelle volte a botte gli elementi costitutivi vengono talvolta posizionati in modo complesso, generalmente per scopi ornamentali: sono infatti abbastanza frequenti le volterrane (volte a sesto ribassato formate da mattoni in foglio, cioè sistemati di piatto, ovviamente destinate a sorreggere carichi leggeri) con i mattoni che formano un motivo a losanga o a spina di pesce.

Tipologie di volte

Analogamente a quanto già visto per gli archi, esistono numerose tipologie di volte, derivanti rispettivamente dalla forma generatrice, cioè dalla tipologia di arco di cui la volta costituisce l'estensione spaziale; dal suo funzionamento statico (ciascun tipo di volta ha infatti un proprio modello strutturale ben definito), e infine dall'eventuale presenza di elementi accessori, come unghie o pennacchi.

La nomenclatura delle volte deriva tuttavia dal loro funzionamento statico, cioè dal loro principale elemento caratteristico.

Volta a botte

La volta a botte è la tipologia più semplice, e si ottiene facendo traslare un arco in senso perpendicolare al proprio sviluppo: la sua generazione è perciò molto simile al comando estrudi dei software di modellazione tridimensionale.

La geometria della volta segue ovviamente quella dell'arco che l'ha generato: esistono perciò volte a botte a tutto sesto, a sesto acuto, a sesto ribassato, ellittiche e così via. L'andamento può essere invece rettilineo, curvilineo o perfino ad anello, come si nota in molti anfiteatri romani.

Sono inoltre particolarmente adatte a coprire ambienti rettangolari lunghi e stretti, come androni, corridoi, navate di chiese, logge, ecc..

Volta a crociera

La volta a crociera è invece una tipologia più complessa, appartenente alla categoria delle volte composte.

Infatti, incrociando perpendicolarmente due volte a botte si ottengono due fusi e due unghie, caratterizzati rispettivamente dall'avere o meno la base piena e portante.

La volta a crociera è formata da quattro unghie, e perciò si presta molto bene alla copertura di spazi quadrati o rettangolari che richiedano i lati liberi, come ad esempio portici, ambienti colonnati o sale ipostile: l'intero ammontare dei carichi è infatti sorretto da colonne o pilastri.

Già utilizzata dagli antichi Romani, la sua perfezione tecnica ed estetica fu però raggiunta in epoca romanica e soprattutto gotica grazie all'introduzione dei costoloni, nervature in pietra o mattoni (spesso riccamente decorate con ghiere sagomate) dalla duplice funzione statica di irrigidire la struttura della volta, ed estetica di sottolinearne la caratteristica geometria.

Volta a padiglione

Dal punto di vista strutturale, la volta a padiglione in un certo senso rappresenta l'esatto contrario di quella a crociera: infatti, essendo formata da quattro fusi richiede la presenza di altrettante pareti portanti. Viene quindi riservata alla copertura di sale dalla forma regolare (quadrata, rettangolare, esagonale, eccetera).

Volta a vela

La volta a vela deriva da una superficie semisferica a cui sono state tagliate quattro (o più) porzioni di forma semicircolare in corrispondenza degli appoggi: è quindi molto adatta ad ambienti di forma regolare, generalmente quadrata, esagonale oppure ottagonale.



Analogamente alla volta a crociera, presenta inoltre l'indubbio vantaggio di ripartire i carichi interamente nei punti angolari (spesso evidenziati da contrafforti, pilastri, colonne, lesene o peducci), lasciando i lati liberi per il passaggio.

Cupola e catino absidale

La cupola, molto simile a una volta a vela, è infine una superficie emisferica a pianta circolare (o più raramente ellittica) generata dalla rotazione di un semiarco lungo un asse di rotazione centrale: dal punto di vista concettuale ricorda perciò il comando rotazione dei software di modellazione tridimensionale.

Molto adatta alla copertura di spazi di forma rotonda, come ad esempio gli ambienti termali romani, può essere tuttavia utilizzata anche in ambienti quadrati, esagonali o rettangolari grazie all'introduzione dei pennacchi, elementi di raccordo derivanti da una volta a vela tagliata in corrispondenza degli archi di sostegno.

Il catino absidale, che come dice il nome viene generalmente utilizzato nelle absidi delle chiese o (a scala nettamente minore) nelle nicchie semicircolari, è invece una cupola tagliata a metà (o semicupola): dal punto di vista strutturale si comporta quindi in modo simile a una mensola.