CONTRAFFORTE

CONTRAFFORTE (fr. contrefort; sp. contrafuerte; ted. Strebepfeiler; ingl. buttress)

I contrafforti sono elementi costruttivi di essenziale importanza per il sostegno di vòlte o cupole, in cui le azioni spingenti sono localizzate da nervature o costole, disposte secondo i meridiani o secondo le diagonali. La funzione statica dei contrafforti è quella di offrire opportuna resistenza alle spinte dovute alle vòlte, e che agiscono alla sommità di essi.

Al momento di rovesciamento dovuto alla spinta, agente spesso a notevole altezza dalla base del contrafforte, si oppone il momento dovuto al peso insistente sul contrafforte e al peso proprio di esso, che talora, nel caso di sistemi più complessi, è inoltre soggetto alle spinte contrastanti di altre strutture spingenti, di opportuni rinfianchi, ecc. Il profilo più razionale del contrafforte sarà quello che seguirà più da vicino l'andamento della curva delle pressioni, risultante dalla successiva composizione delle spinte e delle forze verticali agenti alle varie sezioni del contrafforte. In molti casi tuttavia si conferiscono ai contrafforti profili alquanto diversi, e il materiale risulterà in alcune parti meno razionalmente sfruttato.

Alla funzione statica dei contrafforti si associa costantemente, negli edifici, una ben definita espressione architettonica, che si comincia a delineare fin dall'aspetto esteriore che questi elementi strutturali conferiscono, per esempio, alla configurazione dei muri. I contrafforti sono, infatti, molto spesso esterni ai muri di perimetro: si dicono allora speroni, e costituiscono sporgenza sulla facciata. Talora invece sono disposti all'interno, mentre la parete esterna è continua. Quest'ultimo caso era abbastanza frequente negli edifici romani, in cui i muri erano conformati internamente secondo una serie di nicchie che ne suddividevano la parete interna.

Nell'architettura romana esempî classici di disposizioni a contrafforti si riscontrano nel Pantheon (contrafforti interni), e nei templi di Baalbek in Siria e nella sala detta di Minerva Medica in Roma (contrafforti esterni). Nel Pantheon il muro cilindrico, avente uno spessore di circa 6 m. su cui poggia la cupola di m. 43,50 di diametro, è suddiviso da 8 grandi nicchie che determinano fra loro altrettanti contrafforti interni. Negli altri due edifici, invece, pure a pianta circolare, i contrafforti sono esterni, e collegati e racchiusi da curve concave formanti nicchie, nel primo, e da curve concave formanti esedre, nel secondo. Pure caratteristiche dei grandi edifici romani, comprendenti coperture a vòlta che si sopraelevano notevolmente, sono i cosiddetti contrafforti-diaframmi, disposti all'interno dell'edificio e aventi la funzione statica di contenere le azioni esercitate dalla copertura più elevata. Grandiosi esempî di tali strutture si hanno a Roma nelle Terme Diocleziane e nella basilica di Massenzio. Nelle prime, anzi, i contrafforti-diaframmi, a maggior garanzia della solidità, fanno capo ad alte torri, che, creando una forte pressione verticale, racchiudono sicuramente entro il perimetro dell'edificio tutte le spinte. La disposizione di simili torri verrà poi adottata nell'architettura gotica.

Nel periodo bizantino venne sostanzialmente mantenuto il concetto costruttivo seguito già dai Romani nel contraffortare il perimetro all'azione delle spinte esercitate dalle vòlte interne. All'azione del piedritto perimetrale si aggiunge nelle basiliche bizantine anche quella delle masse murali interne che lasciano dei vuoti coperti da vòlte contrastanti con la cupola principale. Di tale concetto di contraffortamento interno (derivante in particolare dal classico esempio dell'edificio detto di Minerva Medica in Roma) è luminoso esempio S. Sofia in Costantinopoli.

Nel primo periodo romanico si cercò dapprima di contrastare le spinte delle vòlte e d' impedire il rovesciamento dei muri continui di piedritto assegnando a questi spessori molto forti e adottando frequentemente le catene per elidere le spinte delle coperture. Nel periodo lombardo, però, con l'adozione della vòlta a crociera, il problema della concentrazione della spinta su piedritti venne più razionalmente risolto disponendo robusti contrafforti esterni in corrispondenza dei peducci delle vòlte, ottenendosi così una notevole riduzione nello spessore del muro. Tale soluzione acquistò speciale espressione nelle chiese a navata centrale sopraelevata. Nelle navate laterali, la resistenza alle spinte è fornita da opportuni contrafforti; nelle navate centrali viene analogamente contraffortato il muro di perimetro mediante speroni che si appoggiano in falso sulle reni delle vòlte minori delle navate laterali. In tal modo le dimensioni dell'intero pilastro interno risultano più forti nella parte superiore che non verso la base. I contrafforti sono così ridotti a speroni verticali a debole risalto, che vengono talora collegati in testa da una serie di arcatelle esterne, sporgenti dal muro di perimetro, mediante le quali viene in qualche modo interessato solidalmente quest'ultimo alla resistenza alla spinta, creando contemporaneamente notevoli partiti decorativi. A differenza dell'architettura romana, in cui le murature di contraffortamento venivano per lo più poste all'interno degli edifici (il contrafforte a sperone era usato di preferenza per semplici muri di sostegno), l'architettura romanica tende a disporle all'esterno, sgombrando così lo spazio nell'interno degli edifici. Il contrafforte romanico presenta talora sezione cilindrica, in forma di colonna addossata al muro, più spesso presenta forma rettangolare più o meno appiattita. Esso costituisce in sostanza un semplice sovraspessore del muro in corrispondenza delle parti in cui sono localizzate le azioni della copertura.

Negli edifici, e soprattutto nelle chiese, del periodo gotico, la soluzione del problema raggiunge la più alta perfezione. Il tetto, sia della navata centrale sia delle laterali, veniva sostenuto da capriate di legno sovrastanti alle vòlte e da esse indipendenti. In tal modo la vòlta rimaneva soggetta soltanto al peso proprio, e il peso della copertura veniva trasmesso direttamente ai muri sui quali dava una semplice pressione. Le crociere rialzate, accentuate da nervature, trasmettevano le loro spinte a contrafforti esterni anche per mezzo di archi rampanti, talora in doppio ordine, che scavalcavano le navate laterali. I contrafforti esterni erano poi prolungati in alto con pinnacoli e torri. Tra un contrafforte e l'altro le pareti perimetrali si vuotavano quasi completamente, e venivano sostituite da grandi finestrate. Non essendo però assoluta la localizzazione delle spinte nelle nervature, e quindi il convogliamento di esse ai piedritti e ai contrafforti, i piedritti vennero talora collegati per mezzo di archi i quali formano in testa a quelli una bordura rigida, capace di opporsi alle spinte parziali date dai pannelli della copertura.

Il contrafforte gotico assume l'aspetto d'uno sperone sporgente, a profilo più aderente al suo comportamento statico. Le sezioni crescono dalla sommità alla base, seguendo in modo più razionale l'andamento della linea delle pressioni dovute alle spinte e alle azioni verticali del peso. Il paramento interno è verticale, e quello esterno risulta profilato a successivi gradini, e talora a linea continua. Il contrafforte gotico presenta così migliore uso del materiale specialmente nella parte superiore, ove al contrario lo sperone romanico, non sempre rastremato, presentava talora spreco di materiale

La larghezza al piede del contrafforte gotico, specialmente nel caso di alte coperture, nelle quali la spinta della vòlta, agendo a notevole altezza dal suolo, dava alla base del contrafforte notevoli momenti e forti eccentricità, riusciva però eccessiva e richiedeva troppo estese occupazioni di terreno. Si addivenne così al criterio di aumentare il momento resistente col sopraelevare i contrafforti mediante pinnacoli o torri di altezze anche notevoli. Il contrafforte poté così riprendere la forma a paramento esterno pressoché verticale, o a gradoni tuttavia appena accennati. Nelle zone più lontane dalla linea delle pressioni, il contrafforte veniva spesso alleggerito ricavandosi in esso vie di servizio continue, che assunsero talora, rispetto al contrafforte, l'aspetto di veri tagli verticali, che dividevano il contrafforte in due parti, di cui l'esterna rappresentava il vero organo di controspinta. All'incrocio di due muri esterni ad angolo, veniva disposto nei primi periodi un contrafforte in prosecuzione di ciascun muro; nelle costruzioni più tardive si riscontra invece la disposizione a unico contrafforte disposto secondo la diagonale.

L'arco rampante, prima ricordato, venne nascosto, nel primo periodo gotico (sec. XII), nella copertura delle navate secondarie; tale organo prese in seguito forma propria e rimase libero nello spazio, contribuendo all'equilibrio dell'ossatura cui conferì carattere particolare. Staticamente esso presenta in sostanza l'inconveniente d'irrigidire eccessivamente le costruzioni, le quali, per loro natura, erano passibili di piccole deformazioni. L'introduzione degli archi rampanti modificò anche le dimensioni dei pilastri della navata centrale, la cui massa poté essere diminuita notevolmente, essendo eliminate in parte le spinte delle sovrastanti vòlte, che gli archi stessi scaricavano sul piedritto perimetrale. Per aumentare in tal caso il momento resistente dei contrafforti esterni, su di essi venivano innalzati pinnacoli in falso verso la parte interna, parzialmente appoggiati sull'arco rampante. Talora l'intero paramento interno del contrafforte era disposto superiormente in falso.

Nelle grandi cupole del Rinascimento il problema del contraffortamento è risolto in vario modo. La cupola di S. Pietro in Roma è, all'altezza del tamburo, decorata con 16 speroni esterni, formati da doppie colonne di travertino, costituenti veri e proprî contrafforti esterni, in corrispondenza dei quali si elevano 16 costole, alle quali sono appoggiati gli spicchi delle due calotte, di cui la cupola è costituita.

Molte altre cupole posteriori (es.: cupola della cattedrale di S. Paolo a Londra) presentano caratteri costruttivi analoghi a quelli delle grandi cupole della Rinascenza nelle quali i primi concetti costruttivi romani vennero sviluppati con nuovo senso di grandiosa monumentalità.

Bibl.: A. Gosset, Les coupoles d'Orient et d'Occident, Parigi 1890; A. Choisy, Histoire de l'architecture, Parigi 1899; L. Reynaud, Traité d'architecture, 2ª ed., Parigi 1860-63; G. Giovannoni, La tecnica della costruzione presso i Romani, Roma s. a.