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La forma più elementare di costruzione, che riprende archetipicamente le strutture offerte dalla natura, come ad esempio le grotte, è quella delle pierres levées e delle pierres couchées, (letteralmente “pietre diritte” e “pietre coricate”), identificabili con i menhir e i dolmen delle costruzioni megaliti, di cui Stonehenge è uno tra i più celebri esempi.
Questo sistema è precursore del sistema piedritto-architrave o colonna-architrave, il paradigma sul quale poggia buona parte dell’evoluzione della tecnologia edilizia dei secoli successivi.
Di più, per avere un’idea del grado di evoluzione costruttiva del periodo analizzato, potrebbe essere analizzata e tracciata la storia del rapporto altezza/base dell’edificio. Tale rapporto dipende dal coefficiente di attrito interno delle costruzioni, e la sua evoluzione vede un costante innalzamento, sino a quello dei grattacieli in vetro acciaio di altezza superiore ai 500 metri dell’ultima parte del secolo xx.
In epoca preistorica, tra il v e il i millennio a.C., le strutture megalitiche basate sul paradigma piedritto-architrave avevano forte valenza simbolica, e come tali inserite nelle costruzioni religiose, cosa che poi si ritroverà nell’architettura classica, nella quale sull’architrave si appoggeranno il fregio e la cornice (che spesso è fatta coincidere con il timpano).

Altra struttura costruttiva primitiva è quella del tholos (solitamente con funzione funeraria). Questa struttura è, in qualche modo, più rozza del sistema piedritto-architrave. Tale struttura è ottenuta per successive rastremazioni di corsi circolari di conci, la cui stabilità è assicurata dal carico di terra che grava su di essi.
La disposizione sovrapposta delle pietre per formare i corsi circolari era fatta in modo che il piede del baricentro di ciascun elemento di un livello superiore ricadesse all’interno dei limiti dell’elemento inferiore. Questa tecnica, però, presentava il problema di un forte scarico dei pesi sulle pareti laterali che, senza adeguati sostegni, sarebbero collassate; in assenza di elementi architettonici utili a sopperire a questo problema strutturale, i tholos furono edificati interrati o circondati da un terrapieno.

In epoca romana, oltre alla ripresa degli elementi fondamentali (colonna e architrave), ormai perfezionati in epoca greca (divenuti colonnato e tetto a falde), si avrà l’introduzione di un nuovo rivoluzionario elemento, fondamentale nell’evoluzione delle tecniche per la costruzione di edifici: l’arco.
Propriamente l’arco fu utilizzato per la prima volta dagli Etruschi, ma fu con i Romani che ebbe la sua massima espressione arrivando fino alla sua evoluzione tridimensionale: la volta.
La volta, che è la giustapposizione di più archi, ha nel Pantheon romano uno dei migliori e più celebri esempi, non solo per le sue dimensioni (cupola: 43,44 m di diametro) e per le sue proporzioni auree, ma anche per il magistrale uso dei materiali.
I Romani, infatti, apportarono numerosi miglioramenti nell’uso dei materiali e in particolare adottarono come agente legante il betunium.
Il betunium è un antesignano del calcestruzzo, nel quale il legante è la pozzolana mista a calce. Questo conglomerato era impiegato per realizzare fondazioni, murature spesse, e per riempire di mattoni i cassettoni delle cupole formati dall’intersezione dei costoloni di muratura lungo i meridiani e i paralleli delle cupole.
Proprio il Pantheon è un esempio dell’impiego di questo conglomerato, al cui interno si ritrovano cocci di laterizio e di altro materiale, cosicché la sue preparazione era anche l’occasione per smaltire notevoli quantità di materiali di risulta. E’ da sottolineare anche che i Romani riuscirono a rendere di uguale efficienza leganti con materiali di luoghi diversi, in quanto la loro architettura tendenzialmente era portata a usare materiali disponibili in loco.