La capriata (o incavallatura o cavalletto) è un elemento architettonico, tradizionalmente realizzato con il legno, formato da una travatura reticolare piana posta in verticale ed usata come elemento base di una copertura a falde inclinate. La capriata ha il vantaggio di annullare le spinte orizzontali grazie alla sua struttura triangolare nella quale l’elemento orizzontale (catena) elimina le spinte di quelli inclinati (puntoni): rientra quindi tipicamente tra le strutture non spingenti dell’architettura.
Elementi
Due puntoni (o braccia o biscantieri): sono le travi inclinate che determinano la pendenza del tetto.
Catena (o corda o tirante): è l’elemento orizzontale che costituisce la base del triangolo e che supporta sforzi di trazione che altrimenti andrebbero a gravare, sotto forma di forza orizzontale sul punto di appoggio dei puntoni. Elemento di maggior lunghezza della capriata, era generalmente in un unico pezzo, ma a volte è stato realizzato da due elementi rettilinei connessi con un particolare incastro denominato “dardo di giove”.
Monaco (od ometto o colonnello): è l’elemento verticale presente all’interno della capriata e ha il compito di irrigidire la struttura; la riduzione della distanza tra il monaco e la catena indica chiaramente un problema alla struttura stessa.
Saette (o saettoni o contraffissi o razze o contropuntoni): sono gli elementi con inclinazione opposta a quella dei puntoni che limitano l’inflessione dei puntoni stessi, scaricando sul monaco la forza di compressione a cui sono sottoposte.
Controcatena: presente solo in capriate di grandi dimensioni, collega orizzontalmente i puntoni in punti intermedi e limita la lunghezza di libera inflessione di questi. Differentemente dal nome che ricorda quello di un elemento teso, non risulta soggetta a trazione ma a compressione, dal momento che forma una sorta di arco a tre conci con i sottopuntoni.
Sottocatena, sottopuntone: eventuali travi di rinforzo poste a contatto al di sotto o al di sopra – rispettivamente – della catena o dei puntoni.
Quando la capriata fa da ossatura di un tetto alla lombarda, su di essa vengono appoggiate delle travi perpendicolari. Quella alla sommità è detta colmareccio, mentre quelle che poggiano direttamente sui puntoni si chiamano arcarecci (o terzere quando suddividono la falda in tre parti). Su arcarecci e colmareccio sono poi appoggiate ulteriori travi perpendicolari, dette travetti o travicelli, che scendono in obliquo parallele ai puntoni. Sui travetti poggiano i listelli o correntini che a loro volta sostengono il manto di copertura che può essere realizzato in coppi o tegole curve, in coppi ed embrici, o in tegole stampate.
Nei tetti alla piemontese, invece, la capriata sostiene – mediante un gattello o mensola (vincolato al monaco) oppure con una traversa (vincolata a monaco e puntoni) – una trave di colmo posta a quota più bassa rispetto alla testa del monaco; su questa trave di colmo poggiano uno o più falsi puntoni per falda (che formano dei falsi cavalletti intermedi fra due capriate) complanari ai puntoni, sui quali poggiano degli arcarecci che possono sostenere dei travetti o direttamente i listelli a sostegno del manto.
Statica della capriata
La capriata ha la sua forza dalla sua struttura di ripartizione in triangoli. Basilare è la coesione tra i suoi vari elementi: puntoni e catena sono chiusi agli angoli da incastri (marginali semplici o a doppio dente cuneiforme) e rinforzati da più staffe in ferro che le tengono unite e ferme.
Nelle capriate in legno il monaco viene collegato alla catena in due modi differenti:
- con dei ferri ad U o delle cravatte collegate al monaco ma non alla catena realizzando un appoggio per quest’ultima, ma senza mettere in opera una connessione tra monaco e catena. Il monaco è debolmente teso ed ha essenzialmente il compito, oltre a quello di limitare la flessione della catena, di assicurare il collegamento tra saette e puntoni e la complanarità della struttura, in quanto collega tutte le aste. Questa connessione è comune dal tardo Rinascimento ed è quella che appare sulla manualistica ottocentesca, ad eccezione della tradizione francese. Tenendo presente il compito del monaco si comprende la possibile spiegazione del nome: il monaco è un elemento che non ha uno scopo apparentemente fondamentale (la statica non viene migliorata sostanzialmente) ma che regola e garantisce silenziosamente il buon andamento di tutto, come fanno i monaci con la preghiera e il loro lavoro intellettuale e materiale.
- con una connessione, più o meno rigida, paragonabile ad collegamento a cerniera, realizzando una travatura reticolare vera e propria. Questo tipo di connessione, propria del Medioevo, garantisce una maggiore efficienza, cosicché a parità di materiale, una capriata con collegamento monaco-catena a cerniera resiste a carichi superiori rispetto alla capriata utilizzata dopo il Rinascimento.
La capriata è soggetta a sforzi di trazione (il monaco e soprattutto la catena), compressione (le saette) e pressoflessione (i puntoni).
Nell’Ottocento la nascita della teoria classica delle reticolari ha fornito alcuni metodi grafici per la quantificazione (a costo di numerose semplificazioni) delle azioni negli elementi componenti la capriata (metodo delle sezioni o di Ritter, metodo di equilibrio dei nodi, metodo di Cremona).
Già dalla fine dell’Ottocento gli studi sulla teoria dell’elasticità (in particolare il teorema di Castigliano) avevano fornito strumenti adatti a un’analisi più corretta del problema. La complessità dell’impostazione fisico-matematica dello schema statico ne limitava però l’applicazione a casi eccezionali. Alcuni studi proposero formule pre-elaborate per determinate tipologie di capriata per eliminare l’onere dell’impostazione del problema, senza però poter eliminare la laboriosità dei calcoli.
Per questi motivi i metodi grafici sono rimasti in uso nella pratica corrente fino all’avvento dei computer.