CAPITOLO 6. I fondamenti teorici La trattatistica nel ‘
6.5 La riduzione della massa sismica e l’abbassamento
Diversi sono gli autori nel Regno di Napoli che raccomandano correttamente la riduzione131 del carico proprio del fabbricato come
accorgimento utile al fine di un aumento della capacità antisismica della costruzione. Proprio il legno, per tale intento, garantiva un peso specifico minore rispetto alla muratura e quindi un corrispondente valore delle caratteristiche inerziali ridotto. Una relazione tra azione dinamica proveniente dal terremoto e peso della costruzione di cui erano pienamente consapevoli gli scienziati illuministi che avevano chiaramente compreso che «…il moto communicato dalla Terra tremante alle Muraglie sendo stato quasi proporzionale alle Masse delle Pietre di cui esse erano composte…»132.
Una dipendenza della vulnerabilità sismica anche dall’altezza del fabbricato,
130 Concetto anticipato, senza sicuramente destare meraviglia nel lettore, da Leonardo «….ogni trave vole passare i sua muri e essere ferma di la di essi muri con sufficienti catene, perché spesso si vede per i tremoti i muri insieme fermi…» COD. A f 53 r , che intuisce l’effetto benefico di murature ben connesse, grazie al contributo delle travi, nei confronti del sisma. Leonardo da Vinci, Scritti scelti, 1966, Utet, Torino, p. 146.
131 A tal proposito Sguario, considerato da Di Pasquale il primo autore ad applicare i principi della dinamica agli edifici, è di opinione diversa, infatti consiglia di aumentare i carichi in nella copertura del fabbricato, a supporto di tale raccomandazione propone diverse dimostrazioni geometriche. Lo scienziato veneziano aveva intuito che l’aumentare della compressione assiale dovuta ai carichi aggiuntivi comportava una maggiore resistenza della parete a forze orizzontali, sebbene l’azione sismica aumenti d’intensità. Inoltre l’indicazione dello scienziato Veneziano anticipa quello che la moderna ingegneria antisismica definisce una schematizzazione della struttura a pendolo inverso, in cui la massa è localizzata in maggioranza in sommità. Cfr. Laner, F., Barbisan, U., 1986, Terremoto ed architettura. Il trattato di Eusebio Sguario e la sismologia nel Settecento, CLUVA, Venezia.
intuita da Sarti nell’osservare diversi cinematismi derivanti da eventi tellurici che avevano provocato il crollo dalla loro cima. Poleni intervenendo sull’argomento afferma che «... son più che le basse Fabbriche, le alte soggette al pericolo del danno medesimo. Succede nelle alte Fabbriche uno scuotimento…. come in certi moti degli alberi delle Navi… gli alberi di essa nelle alte loro parti sono obbligati a seguire un moto maggiore, che nelle basse. Questa similitudine …. farà conoscere quanto il pericolo dè danni negli Eccelsi Edificj sia maggiore che nelle umili Fabbriche…»133 intuendo il
concetto di periodo proprio di una costruzione che comporta, in generale, una maggiore oscillazione per fabbricati con altezze elevate, sebbene continua Poleni «…. non nego già esservi il caso, che oscillino, per ragione dè terremoti, alcune volte le Torri, e poi restino a piombo, come prima intiere…»134 ancora una volta l’osservazione fornisce la chiave di
decodificazione, l’oscillazione dipende oltre che dalle caratteristiche dell’azione sismica, dalla tipologia costruttiva, esprimendo ante-litteram il fattore di struttura di una costruzione. Ne deriva quindi, basandosi su tali conoscenze sulla prevenzione dei terremoti, la decisa raccomandazione nel regolamento antisismico borbonico di limitare l’altezza dell’edificio135 fino al
caso limite, per la sicurezza e la salvaguardia della vita umana in caso di scossa tellurica, evidenziato da Mori «…di rendere tutti gli abitatori in case a pian terreno…»136.
133 Poleni, G., 1748, Memorie istoriche, p. 77. 134 Ibidem, p. 78.
135 Il Regolamento borbonico, redatto immediatamente dopo il terribile terremoto del 1783, rappresenta la prima normativa antisismica d’Europa, tra le altre istruzioni comprendenti la tecnica costruttiva da utilizzare e indicazioni di vera e propria moderna protezione civile, prescrive «..l’altezza…da sopra allo zoccolo fino al gocciolatoio sia di palmi 28…» Istruzzioni sul metodo da tenersi nella riedificazione dei paesi diruti della Calabria, in Aricò, N., Milella, O., 1984, Riedificare contro la storia. Una ricostruzione illuminista nella periferia del regno borbonico, Gangemi, Napoli.
Anche Sarti ammonisce «...non dee praticarsi sollevandosi in alto col fabbricare…»137, a tal proposito riferisce che «...i popoli del Perù, i quali
ammaestrati dal bisogno, in cui si trovano di guardarsi alla meglio dei frequenti terremoti che soffrono, fabbricano le loro abitazioni di un solo piano, e quando occorra di costruirvi due piani, sogliono formare il piano superiore con dei tavolati molto leggieri..»138, raccomandando di ridurre i
carichi con l’aumento dell’altezza del fabbricato139.
Lo scienziato Pisano applica diversi concetti, dell’ormai codificata dinamica140 agli edifici, Sarti infatti dissertando sul comportamento a sisma
della costruzione osserva che «..Nelle fabbriche di maggiore altezza si presentano al terremoto due elementi, che ne ingrandiscono mirabilmente la forza, cioè la resistenza …. Quanto più si oppone di resistenza alla forza motrice, tanto più ella diventa energica nel suo operare: e quanto più i pendoli oscillano in grande, tanto più si allontanano dal centro detto di
137 Sarti, C., 1783, Saggio, op.cit., p. 175 138 Ibidem
139 Sono numerosi i trattati scritti da docenti napoletani che contengono l’indicazione di ridurre lo spessore della muratura proporzionalmente all’altezza del fabbricato. Istruzione dettata non da ragioni antisismiche, bensì dalla consapevolezza che la riduzione dei carichi consente una minore sezione resistente in campo statico.
140 Huygens, un orologiaio, nel 1671-73 è il primo ad aprire alla dinamica con l’analisi del moto pendolare.
Tra le diverse raccomandazioni di prevenzione sismica Sarti suggerisce che «….Le muraglie di faccia di una casa, che attaccano con quelle di un’altra casa collaterale, non devono, né possono essere di differente costruzione né in riguardo alla loro altezza, né in riguardo alla loro grossezza, numero di aperture, e qualità dei materiali, per non rendersi di due gravità specificatamente diseguali, giacchè nel caso di uno scuotimento o di un urto il moto loro risulterà differente ed ineguale…» Sarti, C., 1783, Saggio di congetture, op. cit.. Ribadisce nuovamente il concetto che l’azione del sisma è direttamente proporzionale alla massa ed alla rigidezza della struttura investita, intuendo in aggiunta, che due fabbricati contigui, al fine di scongiurare il martellamento murario, devono garantire un’oscillazione sincrona. Tale spostamento è possibile unicamente se le costruzioni abbiano caratteristiche costruttive, di altezza e di aperture simili.
gravità…»141 l’oscillazione causa l’allontanamento dal baricentro e quindi
realizza per il setto murario condizioni di maggiore vulnerabilità al ribaltamento; inoltre con particolare rigore, enunciato di moderna ingegneria antisismica, intuisce che una maggiore rigidezza dell’elemento strutturale implica un accumulo del lavoro dei carichi sottoforma di energia elastica con conseguente generazioni di tensioni elevate, difficilmente tollerabili dalla struttura portante.
Il deciso consiglio di limitare l’altezza nasce dalla corretta esigenza di abbassare il baricentro della costruzione, Hamilton, scienziato e ambasciatore inglese a Napoli, raccomanda che «…le case formassero tante piramidi troncate in tal modo … sarebbe assai più difficile che il centro di gravità venisse sbalzato fuori dalla base, e le case andassero in rovina…»142.
L’identica deduzione è riscontrabile in Vivenzio, le illustrazioni delle Case formate di legno143 infatti rappresentano in alzato un fabbricato centrale con
altezza maggiore e due costruzioni minori laterali, veri e propri contrafforti che descrivono una forma trapezoidale con un conseguente, se solidali strutturalmente, abbassamento del baricentro totale e importante beneficio nel funzionamento antisismico del sistema.
Fig. 38 Vivenzio, G., 1783, Istoria e Teoria dè Tremuoti in generale, Napoli.
141 Sarti, C., 1783, Saggio di congetture, op. cit., p.178.
142 Hamilton, G., 1783, Relazione dell’ultimo terremoto, op. cit. 143 Cfr. Ruggieri, N., 2013, Case formate di legno, op. cit.
L’analisi della stabilità muraria è un argomento costantemente presente nella letteratura scientifica del ‘700 che trattava di edifici civili. In campo dinamico, la ricerca aveva riconosciuto nel sisma la causa dell’azione ribaltante nella maggioranza dei crolli successivi ai terremoti. La speculazione scientifica però aveva circoscritto il campo d’investigazione al ribaltamento murario in regime statico, osservando ad esempio che «….i Corpi Solidi posti verticalmente mai non cadono, né cader possono se prima la normale o sia Perpendicolare che supponesi tirata dal loro centro di gravità non esce fuori della loro Base…»144 intuendo che si realizza una
situazione d’instabilità con la perdita di equilibrio se la risultante dei carichi propri ricade all’esterno della base. Tuttavia i maggiori scienziati dell’epoca, da De La Hire, De Belidor, a Coulomb e Mascheroni concentrano le loro ricerche nella quantificazione della spinta proveniente dalle volte, azione ribaltante che i trattasti borbonici erano consapevoli di maggiore onere nell’eventualità di evento tellurico.
Un’alta vulnerabilità delle volte145 in regime dinamico quindi recepita dalle
normative Borboniche che vietano correttamente la realizzazione di tale elemento costruttivo: organismo spingente146 che sotto l’azione del sisma
potrebbe facilmente superare il momento resistente dei piedritti e causarne il ribaltamento. La realizzazione delle volte era consentita unicamente al livello interrato dove l’azione spingente poteva essere assorbita dal terreno.
144 Gallo, A., 1784, Relazione data all’Illustrissimo Senato, op. cit.
145 La Gaiola, il sistema ad intelaiatura lignea sviluppatosi in Portogallo all’indomani del terribile terremoto di Lisbona del 1755, prescriveva invece al piano terra solai caratterizzati da volte in muratura, raccomandazione con il dichiarato obiettivo di ridurre il rischio derivante da incendi nella costruzione.
146 Sarti riportando le considerazioni di Plinio riguardanti la sicurezza delle volte nell’eventualità di terremoto, critica l’autore di Historia Naturalis in quanto «….l’esperienza, e la ragione par, che provi il contrario…». Tuttavia il giudizio di Sarti è in parte inopportuno, Plinio infatti sembra volesse intendere elementi costruttivi realizzati di calcestruzzo con comportamento quindi di tipo membranale e presenza di componente orizzontale della forza unicamente se la volta risulta lesionata. Cfr. Di Pasquale, S., 1996, L’arte del costruire Tra conoscenza e scienza, Marsilio Editori, Venezia.