Un contrafforte è una struttura costruita per sostenere o rinforzare l'altezza di un muro in muratura. I contrafforti contrastano la spinta laterale (forza laterale), impedendo a un muro di gonfiarsi e deformarsi spingendo contro di esso, trasferendo la forza a terra. I contrafforti possono essere costruiti vicino a un muro esterno o lontano da un muro. Lo spessore e l'altezza della parete e il peso del tetto possono determinare la progettazione di un contrafforte. I proprietari di case in pietra, indipendentemente dall'altezza, hanno realizzato i vantaggi ingegneristici e la bellezza architettonica del contrafforte volante. Guarda come funzionano e come si sono evoluti.
Edifici di pietra sono strutturalmente molto pesanti. Anche un tetto di legno in cima a un edificio alto potrebbe aggiungere troppo peso per le pareti da sostenere. Una soluzione è rendere le pareti molto spesse a livello della strada, ma questo sistema diventa ridicolo se si desidera una struttura in pietra molto alta.
Il "Dizionario di architettura e costruzione
" definisce il contrafforte come una "massa esterna di muratura posta ad un angolo o legata a un muro che rafforza o supporti. "Prima dell'invenzione della costruzione di telai in acciaio, i muri di pietra esterni erano strutturalmente portante. Erano bravi a compressione ma non così bene con le forze di tensione. I "contrafforti assorbono spesso spinte laterali dalle volte del tetto", spiega il dizionario.I contrafforti sono spesso associati alle grandi cattedrali d'Europa, ma prima del cristianesimo, gli antichi romani costruivano grandi anfiteatri che ospitavano migliaia di persone. L'altezza per la seduta è stata raggiunta con archi e contrafforti.
Una delle più grandi innovazioni del Gotico era il sistema di sostegno strutturale "contrafforte volante". Attaccata alle pareti esterne, la pietra ad arco era collegata a enormi contrafforti costruiti a partire dal muro visto sulla cattedrale gotica francese di Notre Dame a Parigi, Francia. Questo sistema ha permesso ai costruttori di costruire impennate cattedrali con enormi spazi interni, consentendo allo stesso tempo ai muri di mostrare ampie vetrate. I pinnacoli elaborati hanno aggiunto peso, che ha permesso ai contrafforti di trasportare ancora più spinta laterale dalla parete esterna.
Il nome contrafforte viene dal verbo buttare. Quando osservi un'azione di spinta, come gli animali che si dirigono, vedi che viene imposta una forza di spinta. In realtà, la nostra parola per contrafforte viene Butten, che significa guidare o spingere. Quindi, il sostantivo contrafforte deriva dal verbo omonimo. Al contrafforte significa sostenere o sostenere un contrafforte, che spinge contro ciò che ha bisogno di sostegno.
Una parola simile ha una fonte diversa. I monconi sono le torri di supporto su entrambi i lati di un ponte ad arco, come il ponte Bixby a Big Sur, in California. Si noti che esiste solo una "t" nel moncone sostantivo. Questo deriva dal verbo "abut", che significa "unire end-to-end".
Il medievale La città francese di Vezelay in Borgogna rivendica un esempio lampante di architettura romanica: la chiesa di pellegrinaggio Basilique Ste. Marie-Madeleine, costruita intorno all'anno 1100.
Centinaia di anni prima che i contrafforti gotici "iniziassero a volare", gli architetti medievali sperimentarono la creazione di impennati interni simili a Dio usando una serie di archi e volte. Il professor Talbot Hamlin osserva che "la necessità di resistere alle spinte delle volte e il desiderio di evitare uno spreco di pietra, ha portato allo sviluppo di contrafforti esterni - cioè porzioni più spesse del muro, posizionate dove potevano darle extra stabilità."
Il professor Hamlin continua spiegando come gli architetti romanici hanno sperimentato l'ingegneria del contrafforte, "a volte rendendolo come una colonna impegnata, a volte come una striscia sporgente come un pilastro; e solo gradualmente hanno capito che la sua profondità e non la sua larghezza era l'elemento importante... "
Il contrafforte volante può essere il più noto, ma nel corso della storia dell'architettura, i costruttori hanno progettato diversi metodi di ingegneria per sostenere un muro in muratura. "The Penguin Dictionary of Architecture" cita questi tipi di contrafforti: angolo, chiusura, diagonale, volo, laterale, molo e battuta d'arresto.
Perché tanti tipi di contrafforti? L'architettura è derivata e si basa sui successi della sperimentazione nel tempo.
Rispetto al precedente Basilique Ste. Marie-Madeleine, la chiesa di pellegrinaggio francese di Condom, Gers Midi-Pyrénées è costruita con contrafforti più raffinati e sottili. Non passerebbe molto tempo prima che gli architetti italiani estendano il contrafforte dal muro, come Andrea Palladio fatto a San Giorgio Maggiore.
L'architetto rinascimentale Andrea Palladio divenne famoso per aver portato i classici progetti architettonici greci e romani in un nuovo secolo. Anche la sua chiesa di San Giorgio Maggiore a Venezia, in Italia, mostra il contrafforte in evoluzione, ora più snello ed esteso dal muro rispetto alle chiese di Vezelay e Condom in Francia.
Costruito tra l'XI e il XIV secolo, L'église Saint-Pierre a Chartres, in Francia, è un altro bell'esempio del contrafforte gotico volante. Come la più nota cattedrale di Chartres e Notre Dame de Paris, Saint Pierre è una struttura medievale costruita e ricostruita nel corso dei secoli. Nel XIX secolo, queste cattedrali gotiche entrarono a far parte della letteratura, dell'arte e della cultura popolare dell'epoca. L'autore francese Victor Hugo usò l'architettura della chiesa nel suo famoso romanzo del 1831 "Il gobbo di Notre Dame:"
"Nel momento in cui il suo pensiero era così fissato sul prete, mentre l'alba imbiancava i contrafforti volanti, egli percepì sulla più alta storia di Notre-Dame, nell'angolo formato dalla balaustra esterna mentre gira il presbiterio, una figura a piedi."
Anche quando i metodi e i materiali di costruzione avanzarono per rendere superfluo il contrafforte, l'aspetto gotico della chiesa cristiana fu radicato nella società. Lo stile della casa in stile neogotico risale al 1840 fino al 1880, ma il rilancio dei disegni gotici non è mai diventato vecchio nell'architettura sacra. Costruita tra il 1907 e il 1990, la chiesa cattedrale di San Pietro e San Paolo è più comunemente chiamata la Cattedrale nazionale di Washington. Insieme ai contrafforti, altre caratteristiche gotiche includono oltre 100 doccioni e oltre 200 vetrate.
Il contrafforte si è evoluto da una necessità ingegneristica a un elemento di progettazione architettonica. Gli elementi simili a contrafforti visti sulla Cattedrale Metropolitana di Cristo Re a Liverpool non sono certamente necessari per sostenere la struttura. Il contrafforte volante è diventato una scelta progettuale, come omaggio storico ai grandi esperimenti della cattedrale gotica.
Architettura come questa chiesa cattolica romana sottolinea la difficoltà di assegnare uno stile architettonico a un edificio questo edificio degli anni '60 è un esempio di architettura moderna o, con il suo omaggio al contrafforte, è gotico Rinascita?
In architettura, ingegneria e arte si fondono. Come può resistere questo edificio? Cosa devo fare per creare una struttura stabile? L'ingegneria può essere bella?
Queste domande poste dagli architetti di oggi sono gli stessi puzzle esplorati da costruttori e designer del passato. Il contrafforte è un buon esempio di risoluzione di un problema di ingegneria con un design in evoluzione.
Chiesa della missione di San Francesco d'Assisi a Ranchos de Taos, il New Mexico è costruito in Adobe nativo e progettato secondo la tradizione dei coloniali spagnoli e dei nativi americani. Tuttavia, le spesse mura di adobe sono rinforzate da contrafforti - non dall'aspetto gotico, ma a forma di alveare. A differenza dei parrocchiani delle chiese rinascimentali gotiche o gotiche francesi, i volontari di Taos si riuniscono ogni giugno per riaffiorare l'adobe con una miscela di fango e paglia.
I contrafforti rimangono un importante elemento strutturale negli edifici moderni. Per anni il Burj Khalifa a Dubai è stato il grattacielo più alto del mondo. Come stanno quei muri? Un innovativo sistema di contrafforti a forma di Y ha permesso ai progettisti di costruire un grattacielo che è salito alla sua altezza da record. Skidmore, Owings & Merrill LLP (SOM), che ha anche progettato One World Trade Center a Lower Manhattan, ha affrontato la sfida ingegneristica a Dubai. "Ogni ala, con il suo nucleo in cemento ad alte prestazioni e colonne perimetrali, sostiene le altre tramite un nucleo centrale a sei lati o un mozzo esagonale", SOM ha descritto il suo piano a forma di Y. "Il risultato è una torre estremamente rigida torsionalmente."
Architetti e ingegneri hanno sempre desiderato costruire l'edificio più alto del mondo. L'antica arte del contrafforte ha sempre contribuito a far sì che ciò accadesse, in ogni secolo di storia dell'architettura.