Truss

Fermele din tavanul bazilicii Santa Croce din Florența

Ferma (sau ferma sau stalpul ) este un element arhitectural , realizat în mod tradițional din lemn, format dintr-o fermă reticulară plată așezată vertical și utilizată ca element de bază al unui acoperiș cu pante înclinate. Grinda are avantajul de a anula forțele orizontale datorită structurii sale triunghiulare în care elementul orizontal ( lanțul ) elimină forțele celor înclinate ( tije ): de aceea se încadrează în mod obișnuit în structurile ne-împingătoare ale arhitecturii .

Elemente

Două tije (sau brațe sau biscuiți ): sunt grinzile înclinate care determină panta acoperișului.
Lanț (sau frânghie sau tirant ): este elementul orizontal care constituie baza triunghiului și care susține eforturile de tracțiune care altfel s-ar impune, sub formă de forță orizontală pe punctul de susținere al puntilor. Elementul mai lung al fermei, era în general realizat dintr-o singură piesă, dar uneori era alcătuit din două elemente rectilinii legate de o anumită articulație numită „săgeata lui Jupiter”.

O fermă italiană: elemente și detalii de construcție

Călugăr (sau omuleț sau colonel ): este elementul vertical din interiorul fermei și are sarcina de a rigidiza structura; reducerea distanței dintre călugăr și lanț indică în mod clar o problemă cu structura în sine.
Saette (sau stâlpi sau contraffissi sau rase sau contropuntoni): sunt elementele cu o înclinație opusă celei a stâlpilor care limitează devierea stâlpilor înșiși, descărcând pe monaco compresia forței la care sunt supuși.
Counter-lanț : prezent doar în ferme mari, conectează orizontal strungurile în puncte intermediare și limitează lungimea liberă de deviere a acestora. Spre deosebire de numele care amintește de cel al unui element tensionat, acesta nu este supus tracțiunii, ci la comprimare, deoarece formează un fel de arc cu trei segmente cu sub-stâlpi.
Sub- lanț, sub-strut : orice grinzi de armare plasate în contact sub sau deasupra - respectiv - lanțul sau tijele.

Când grinda acționează ca coloana vertebrală a unui acoperiș lombard , pe el sunt așezate grinzi perpendiculare . Cel de la partea de sus se numește colmareccio, în timp ce aceia care se aseaza direct pe căpriori sunt numite penelor (sau terzere atunci când împart terenul în trei părți). Ulterior, grinzile perpendiculare sunt așezate pe coloane și colmareccio, numite grinzi sau căpriori , care coboară oblic paralel cu căpriorii . Pe grinzi se sprijină benzile sau șireturile care, la rândul lor, susțin acoperișul acoperișului care poate fi realizat în țiglă sau țiglă curbată, țiglă îndoită și țiglă, șindrilă sau imprimată.

Pe acoperișurile piemonteze , pe de altă parte, grinda susține - prin intermediul unui gattello sau raft (legat de călugăr) sau cu o traversă (legată de călugăr și de stâlpi) - o grindă de creastă plasată la un nivel inferior celui al capului al călugărului; pe această grindă de creastă se sprijină unul sau mai multe stâlpi falsi pentru înălțime (care formează falsuri stalpi intermediari între două ferme) coplanare la stâlpi, pe care se sprijină purlini care pot susține grinzile sau direct benzile care susțin mantia.

Statica fermei

Diverse tipuri de ferme din cartea VII a tratatului de arhitectură de Sebastiano Serlio (sec. Al XVI-lea)

O fermă franceză. În comparație cu călugărul italian și lanțul se ating.

Trapa își obține forța din structura sa de diviziune triunghiulară. Baza este coeziunea dintre diferitele sale elemente: tijele și lanțul sunt închise la colțuri prin articulații (în formă de pană simplă marginală sau cu dinți dubli) și întărite de mai multe consolă de fier care le mențin unite și ferme.

În fermele de lemn, călugărul este conectat la lanț în două moduri diferite:

cu fiare sau legături în formă de U conectate la călugăr, dar nu la lanț, creând un suport pentru acesta din urmă, dar fără a pune în aplicare o legătură între călugăr și lanț. Călugărul este slab tensionat și are în esență sarcina, pe lângă limitarea îndoirii lanțului, de a asigura legătura dintre tije și tije și coplanaritatea structurii, deoarece conectează toate tijele. Această conexiune a fost comună încă de la sfârșitul Renașterii și este cea care apare pe manualele din secolul al XIX-lea , cu excepția tradiției franceze. Ținând cont de sarcina călugărului, înțelegem posibila explicație a numelui: călugărul este un element care nu are un scop aparent fundamental (statica nu este îmbunătățită substanțial), dar care reglementează și garantează în mod silențios buna funcționare a tuturor, precum fac călugării.cu rugăciune și cu munca lor intelectuală și materială.
cu o conexiune mai mult sau mai puțin rigidă, comparabilă cu o conexiune articulată , creând o adevărată fermă reticulară. Acest tip de conexiune, tipic Evului Mediu , garantează o eficiență mai mare, astfel încât pentru același material, o fermă cu o verigă cu lanț călugăr cu o balama rezistă la sarcini mai mari decât ferma folosită după Renaștere .

Grinda este supusă la solicitări de tracțiune (călugărul și mai presus de toate lanțul ), la compresiune (fulgerele) și la îndoirea presiunii (strungurile).

În secolul al XIX-lea nașterea teoriei clasice a zăbrelelor a furnizat câteva metode grafice pentru cuantificarea (cu prețul a numeroase simplificări) a acțiunilor din elementele care alcătuiesc ferma (secțiunea sau metoda Ritter , metoda echilibrului nodului, metoda Cremona ) .

De la sfârșitul secolului al XIX-lea , studiile asupra teoriei elasticității (în special teorema lui Castigliano ) au furnizat instrumente adecvate pentru o analiză mai corectă a problemei. Cu toate acestea, complexitatea abordării fizico-matematice a schemei statice și-a limitat aplicarea la cazuri excepționale. Unele studii au propus formule preelaborate pentru anumite tipuri de grinzi pentru a elimina povara de stabilire a problemei, fără a putea totuși să elimine laboriozitatea calculelor.

Din aceste motive, metodele grafice au rămas în uz în practica curentă până la apariția computerelor.

Istorie

Structura din lemn a acoperișului Notre Dame din Paris

Structură metalică într-o clădire industrială

Conceptul constructiv al fermei se maturizează în jurul secolului al IV-lea d.Hr., deși începând de la conformația acoperișurilor înclinate ale templelor și bazilicelor, care deja în epoca greacă aveau structuri complexe din lemn cu grinzi înclinate susținute de pereți, stâlpi, grinzi orizontale, fără însă a ajunge, după majoritatea cărturarilor, la concepția reticulară. De fapt, Marco Vitruvio Pollione , în tratatul său „ De architectura ” nu pare să se ocupe de ferme. Cu toate acestea, unii autori fac ipoteza că grecii au pus deja la dispoziție grinzi triunghiulare, cel puțin în coloniile din Sicilia unde celulele aveau o lățime mai mare de acoperit cu acoperișul din lemn (aproximativ 10 metri). ^[1]

Ferma a fost folosită masiv în epoca creștină timpurie ca acoperire pentru primele bazilice creștine, chiar dacă nu rămâne nicio structură originală și nu putem cunoaște conformația acestor ferme. Caracteristica fermei de a nu genera împingeri laterale a permis bazilicilor creștini timpurii să aibă pereți destul de zvelți și complet netezi, fără a fi nevoie de contraforturi , caracterizând astfel aspectul lor exterior care denunță, prin simplitatea sa, concepția structurală a acoperișului.

În perioada romanică a început înlocuirea treptată, în acoperișul bisericilor, a fermelor cu bolți , mai întâi în culoarele laterale mai mici ale bisericilor, apoi, pe măsură ce arhitecții au dobândit familiaritate și expertiză cu noua tehnică, au început să să fie acoperite cele mai înalte și mai late nave centrale. Bazilica Santa Maria Maggiore din Lomello, de exemplu, este cel mai vechi exemplu care a supraviețuit din faza de tranziție a secolului al XII-lea , cu coridoare laterale boltite și o navă centrală bifurcată. De asemenea, trebuie remarcat faptul că deasupra bolților exista încă o structură complexă din lemn menită să susțină acoperișul înclinat.

Prin urmare, în ciuda faptului că arhitectura monumentală din perioada romanică a preferat bolta, ferma s-a răspândit în mod egal în toată Europa medievală, dând naștere la numeroase variații. În regiunile mediteraneene s-a perfecționat tipul cel mai esențial și în Italia folosirea fermei a continuat chiar și pentru bisericile monumentale mari; în Europa continentală există ferme mai complexe cu elemente hiperstatice și în nordul Europei există structuri tridimensionale cu înălțimi foarte înclinate și mansarde utilizabile.

În Evul Mediu era obișnuit să pictezi fermele cu motive decorative, adesea în culori strălucitoare, așa cum se poate observa în unele biserici medievale din Florența.

În Renaștere, ferma a fost studiată în funcționarea sa și în variantele sale de diferiți tratatori , precum Mariano di Jacopo cunoscut sub numele de Taccola , Leonardo da Vinci , Sebastiano Serlio . În general, aceste studii relevă faptul că cunoștințele despre natura „reticulară” a fermei nu se maturizaseră încă, mai ales că tipologia clasică este însoțită de numeroase variante cu tije aranjate în diferite moduri și pentru care s-ar putea vorbi de pseudo-ferme, eșuând criteriul ochiului triunghiular.

Andrea Palladio, pe de altă parte, desenează întotdeauna ferma cu un călugăr și deseori săgeți, bine conectate cu lanțul, într-o structură rațională și ordonată, complet reticulară. În această perioadă au fost create structuri foarte îndrăznețe, cum ar fi acoperirea Sala del Maggior Consiglio a Palatului Dogilor din Veneția , cu douăzeci și cinci de metri de lumină. Abia mai târziu, ferma a fost codificată în imaginea manuală care a fost impusă definitiv în secolul al XIX-lea, cu călugărul detașat și lanțul ca o cravată pură.

Cu toate acestea, utilizarea fermei a fost destul de rară pentru arhitectura monumentală în perioadele renascentiste și baroce, chiar dacă a rămas vitală în clădirile mai puțin reprezentative.

În secolul al XVIII-lea și mai ales în secolul al XIX-lea, ferma a fost studiată la nivel teoretic, ajungând la o înțelegere deplină a funcționării statice, principiul căreia a dat naștere unor structuri mult mai complexe, cum ar fi grinzi reticulare cu tije și noduri.

Utilizarea fermei a continuat în secolele XIX și XX, în special în construcțiile industriale, alături de lemnul tradițional, de asemenea metal și beton armat.

Notă

^ Dieter Mertens, Orașe și monumente ale grecilor occidentali , 2006, pagina 101

Bibliografie

Umberto Barbisan, Franco Laner, Traverse și acoperișuri din lemn , Franco Angeli Editore, Milano, 2001.
Placido Munafò, fermele antice din lemn pentru acoperișuri cu pas redus. Evoluție, instabilitate, tehnici de intervenție , Alinea, Florența, 2002.
Emanuele Zamperini, Traverse și acoperișuri din lemn. Evoluția tehnologică și tipologică a structurilor de acoperiș din lemn