Il ruolo della statica nelle costruzioni e nell’architettura.
La statica è la parte della meccanica che studia quali sono le condizioni tali da rendere in equilibrio un corpo sottoposto a delle forze in modo che non si sbilanci o non si deteriori.
Questo è particolarmente importante quando si progettano strade, edifici, ponti, strutture ma anche qualsiasi tipo di oggetto.
Dato che qualsiasi oggetto è sottoposto a qualche tipo di forza, la statica viene anche definita come la scienza dell’equilibrio delle forze.
La statica viene studiata come una scienza dalla fine del 1700. Nei secoli e millenni passati, i costruttori e gli architetti impararono a fare questi calcoli ad intuito e avvalendosi all’esperienza accumulata. Ecco perché certe strutture erano molto simili.
I greci si servivano dei sistemi trilitici già al tempo dell’impero persiano: consisteva nell’appoggiare l’architrave su due colonne molto vicine tra loro, per evitare che la trave si rompesse.
In seguito, i romani utilizzarono il sistema ad arco; questo permise ai pilastri di stare anche molto lontani tra loro e risparmiare sui numeri delle colonne. Questo tipo di struttura venne usato fino al 1800, quando si sperimentarono i muri portanti, e i sistemi a scheletro in acciaio e poi in cemento armato.
Nell’immagine sotto è possibile vedere il ponte Röthlisberger, completato nel 1889, che collega i paesi Paderno d’Adda e Callusco d’Adda.
Lo studio delle leggi della statica è servito, e serve, sempre per trovare nuovi metodi economici, ma sicuri, per costruire. Dato che l’architettura consiste proprio nel realizzare spazi per l’uomo (che siano immobili ma anche strade, ponti, e altro), conoscere e sapere applicare queste leggi è molto importante
Per garantire l’equilibrio di una costruzione, è essenziale progettare prima la sua struttura, o scheletro, che serve a garantire il suo equilibrio nonostante le forze che la sollecitano (tra cui i pesi, ma anche il vento, la neve e tutto ciò che potrebbe succedere). Lo studio della struttura è chiamato schema statico, perché i suoi vari elementi vengono analizzati singolarmente e collettivamente per garantire l’equilibrio della costruzione.
Le varie parti della struttura vengono collegati con dei vincoli (paragonabili ai legamenti delle ossa), che servono a far sì che la struttura non si muova quando è sottoposta a sollecitazioni. I vincoli possono essere appoggi, cerniere e incastri. Quando la struttura ha i giusti vincoli (né troppi né pochi) è definita isostatica, indicando che ogni sua parte è adeguatamente in equilibrio.
Quando si esamina la sicurezza della struttura, bisogna accertarsi che gli sforzi che essa può sopportare siano maggiori a quelli che sicuramente verrà sottoposta.