sabato 11 ottobre 2008

La statica della capriata

La capriata ha la sua forza dalla sua struttura di ripartizione in triangoli. Basilare è la coesione tra i suoi vari elementi: puntoni e catena sono chiusi agli angoli da incastri (marginali semplici o a doppio dente cuneiforme) e rinforzati da più staffe in ferro che le tengono unite e ferme.

Nelle capriate in legno il monaco viene collegato alla catena in due modi differenti:

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 la flessione 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 si comprende la possibile spiegazione del nome: 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.

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.

La capriata è soggetta a sforzi di trazione (il monaco e soprattutto la catena), compressione (le saette) e pressoflessione (i puntoni).

Nell'Ottocento la nascita della teoria classica delle reticolari ha fornito alcuni metodi grafici per la quantificazione (a costo di numerose semplificazioni) delle azioni negli elementi componenti la capriata (metodo delle sezioni o di Ritter, metodo di equilibrio dei nodi, metodo di Cremona).

Già dalla fine dell'Ottocento gli studi sulla teoria dell'elasticità (in particolare il teorema di Castigliano) avevano fornito stumenti adatti a un'analisi più corretta del problema. La complessità dell'impostazione fisico-matematica dello schema statico ne limitava però l'applicazione a casi eccezionali. Alcuni studi proposero formule pre-elaborate per deteminate tipologie di capriata per eliminare l'onere dell'impostazione del problema, senza però poter eliminare la laboriosità dei calcoli.

Per questi motivi i metodi grafici sono rimasti in uso nella pratica corrente fino all'avvento degli computer.


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