Analisi strutturale delle volte della basilica superiore di San Francesco in Assisi

ASSISI ED I TERREMOTI 
 
3  
I ASSISI ED I TERREMOTI 
Ancora oggi, a quasi due anni di distanza, è vivo il ricordo del terremoto che ha 
colpito l‟Umbria e le Marche nel Settembre del 1997, che ha provocato danni notevoli ed 
estesi su una vasta area, addirittura incalcolabili se si considera la perdita di beni storici, tra i 
quali parte delle volte della basilica superiore di San Francesco. 
Il recente sisma, tuttavia, non è l‟unico che ha interessato il monumento assisiate. 
Già nel corso dei secoli si registrarono alcune scosse d‟intensità non inferiore all‟ultima, at-
torno alle quali si sviluppò tutta una serie d‟eventi minori. È sufficiente dare uno sguardo 
alle carte sismiche, per osservare come la zona dell‟Appennino centromeridionale sia ad al-
to rischio. 
La frequenza con cui i terremoti hanno coinvolto la basilica, ha fatto emergere 
l‟esigenza di approfondire il modo in cui essa reagisce in queste circostanze, focalizzando il 
nostro interesse sulle sue parti più vulnerabili: le volte. 
Sulla base di queste considerazioni si propone un‟analisi del loro comportamento 
considerando dapprima l‟edificio così com‟è arrivato ai giorni nostri. In sostanza si eviden-
ziano gli aspetti più importanti del quadro deformativo e tensionale provocato dal peso e 
dalle azioni sismiche, e gli elementi che hanno concorso a determinarlo. In quest‟ambito si 
sviluppano, poi, approfondimenti che riguardano i singoli componenti della struttura, ed il 
modo in cui interagiscono. 
Successivamente si studia l‟influenza che hanno avuto, sulle volte, i mutamenti 
Figura 1 - Mappa della pericolosità' sismica in Italia. 
La mappa, che riporta i valori di intensità macrosismica (T = 475 anni), dimostra chiaramente come 
la regione degli Appennini sia ad alto rischio.
ASSISI ED I TERREMOTI 
 
4  
strutturali provocati, nel corso degli anni, da interventi di consolidamento. Per raggiungere 
questo scopo si esaminano i tre stadi principali, rappresentativi dell‟evoluzione del monu-
mento, e si confrontano quindi i risultati ottenuti. 
L‟analisi, nei termini visti sopra, è preceduta da una descrizione che riguarda la basi-
lica nelle sue parti e nei suoi materiali, in cui si evidenziano i caratteri, di varia natura, che 
concorreranno poi alla definizione di un modello matematico che simuli, con la maggiore 
approssimazione possibile, il comportamento delle volte. Con la stessa finalità seguono an-
che le sezioni che descrivono le caratteristiche del sottosuolo, che costituisce il basamento 
della basilica, ed il recente evento sismico, con approfondimenti riguardo al suo meccani-
smo di sviluppo ed alla valutazione dei suoi effetti. 
Figura 2 – Attività sismica recente 1979-1997.
ASSISI ED I TERREMOTI 
 
5  
 
 
Figura 3 – Storia sismica d‟Assisi. 
Il grafico segnala i principali eventi sismici accaduti nel corso degli anni. 
Osservazioni sismiche disponibili per ASSISI (PG) 
Data Effetti In occasione del terremoto di: 
Anno Is(MCS) Area Epicentrale Ix Ms 
1349 7/8 Venafro 10/11 67 
1747 7 Fiuminata 9 62 
1751 7 Gualdo Tadino 10 67 
1832 7/8 Foligno 8/9 59 
1854 6/7 Bastia 7/8 52 
1878 4/5 Montefalco 8 55 
1881 4 Spoleto 5/6 42 
1897 3 Pietralunga 8 52 
1898 4 Rieti 8 52 
1902 3 Reatino 6/7 44 
1903 4 Valnerina 6/7 47 
1909 3 Bassapadana 6/7 54 
1914 3 Garfagnana 7 58 
1915 7 Assisi 7 47 
1915 5/6 Avezzano 11 70 
1916 3 Riminese 8 61 
1917 3/4 Monterchi-Citerna 9/10 56 
1918 4 Giano Dell`Umbria 6/7 47 
1920 3/4 Garfagnana 10 65 
1924 2/3 Senigallia 7/8 55 
1927 3 Castel Sant`Angelo 6 37 
1930 3 Senigallia 8/9 60 
1936 5 Foligno 6 37 
1936 5 Caldarola 7/8 42 
1950 4 Gran Sasso 8 56 
1951 5 Sarnano 7 50 
1979 5/6 Norcia 8/9 59 
Is = Intensità macrosismica al sito 
Ix = Intensità massima osservata 
Ms = Magnitudo calcolata sulle onde superficiali 
elaborazione su dati: CNR-Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti
LA DESCRIZIONE STRUTTURALE DELLA BASILICA DI SAN FRANCESCO 
 
6  
II LA DESCRIZIONE STRUTTURALE DELLA BASILICA DI SAN FRANCE-
SCO 
Il periodo che segnò, nella storia dell‟arte, il trapasso dallo stile romanico al gotico, 
fu quello in cui visse il grande Santo che ha dato ad Assisi nome ed importanza universali. 
Sulla tomba di San Francesco sorse la duplice basilica avente, al piano inferiore, ca-
ratteristiche romaniche, essendo invece dominata nella zona superiore da un “moderato” 
gotico, che testimonia l‟adattamento dello stile francese al gusto italiano. Ambedue sono ad 
unica navata di quattro campate e transetto, con abside semicircolare nella cripta, poligona-
le nella basilica, coperte da volte a crociera, a grossi costoloni rettangolari nell‟inferiore, av-
volta in una cupa penombra, a leggere nervature nella superiore, decisamente più illuminata. 
Ai bassi piloni dell‟una fanno contrasto le slanciate colonnine a fascio dell‟altra. Chiunque 
ne sia stato l‟architetto, la basilica d‟Assisi divenne, nell‟Umbria, il modello delle maggiori 
chiese francescane erette nel „200, a cominciare da Santa Chiara. 
Ben presto iniziarono i restauri, di carattere artistico ed architettonico più che strut-
turale, che, quasi senza soluzione di continuità, si svilupparono nel corso degli anni. Degni 
di menzione sono i grandiosi lavori di consolidamento e d‟ampliamento della mole conven-
tuale di San Francesco, condotti sotto il pontificato di Sisto IV, con la direzione d‟alcuni 
architetti toscani preferiti da quel papa. Tra gli interventi, il principale è senza dubbio rap-
presentato dallo sperone, una straordinaria struttura di rincalzo ai cedimenti dei chiostri so-
vrapposti. 
Di qui si giunge nell‟anno 1958, in cui la legge speciale per Assisi consentì al Genio 
Civile di Perugia di intervenire sul convento e sulla basilica. Fu dunque rifatto il pavimento 
e demolita la struttura originaria
1
 dell‟intercapedine sotto il transetto, sostituendola con un 
impianto di cemento armato e laterizio. Degli stessi materiali è costituita la copertura a fal-
de, che rimpiazzò la precedente orditura di legname. Nel 1961 furono compiute cementa-
zioni alle sostruzioni della facciata. Se da una parte ciò ha consolidato le fondazioni, 
                                                 
1
 La struttura consisteva in tavoloni di quercia poggianti su enormi travi, lunghe fino a 13 metri, sor-
retta da una fitta serie di puntoni. 
Figura 4 – Il complesso della basilica di San Francesco in Assisi.
LA DESCRIZIONE STRUTTURALE DELLA BASILICA DI SAN FRANCESCO 
 
7  
dall‟altra ne ha cancellato ogni possibile informazione (si deve pensare, infatti, che si sono 
iniettati sotto i muri della facciata qualcosa come 15.000 quintali di cemento attraverso 153 
fori orizzontali e verticali). 
Lo stile gotico della basilica superiore ben si sposò con la volontà di ingrandire il 
preesistente impianto architettonico in Assisi. L‟ampliamento strutturale fu subordinato ad 
un‟attenta riduzione dei carichi, in quanto un forte incremento di questi ultimi poteva mi-
nare l‟integrità delle fondazioni e degli organismi preesistenti. Tale necessità consigliò di e-
vitare una struttura massiccia, in favore di una disposizione d‟elementi resistenti concentrati 
in alcuni punti. Così si realizzarono setti longitudinali esili, ed una copertura a volte a cro-
ciera in mattoni. Le azioni verticali, legate a quest‟ultima, sono “convogliate” a terra dai pi-
lastri, mentre torri, archi rampanti e contrafforti contrastano le spinte orizzontali. 
In realtà i pesanti muri d‟ambito ricompaiono anche nel nuovo schema, ma spostati 
all‟esterno e ruotati di 90°, sotto forma di contrafforti. In altre parole, se si ruotassero que-
sti ultimi in modo da renderli longitudinali, da trasversali quali devono essere, si vedrebbe 
ricostruita la massiccia parete romanica, con la sola differenza d‟averla spostata molto più 
all‟esterno, in modo da consentire una muratura vera e propria più leggera. 
Sotto il profilo del consumo di materiale resistente, che costituiva un elemento di 
valutazione essenziale presso gli antichi artefici, le due strutture, romanica e gotica, si equi-
varrebbero, ove applicate ad un edificio d‟altezza limitata, tendendo a divergere sempre più 
all‟aumentare di questa, fino all‟impossibilità di procedere oltre con il primo schema statico. 
Figura 5 – I contrafforti nello stile gotico. 
La figura, che mostra il confronto tra edifici di diverso stile, evidenzia la “rotazione” subita dalle pesanti 
murature.
LA DESCRIZIONE STRUTTURALE DELLA BASILICA DI SAN FRANCESCO 
 
8  
II.1 La basilica inferiore 
La basilica inferiore di San Francesco presenta un transetto tripartito, con corti 
bracci laterali ed una navata, sorretta da tre campate quadrate leggermente irregolari, che 
termina con un ingresso a mo‟ di transetto. Quest‟ultimo, come pure le cappelle longitudi-
nali e trasversali, è stato aggiunto in un secondo tempo. 
L‟interno della basilica inferiore è completamente coperto da basse volte, a calotta 
nell‟abside, a botte nei bracci del transetto, a crociera con nervature rettangolari nella nava-
ta. Le prime due sono inserite nel muro senza alcun appoggio, mentre i costoloni e gli archi 
trasversali delle volte a crociera terminano su pilastri tripartiti, di forma cilindrica. 
Affrontando quest‟indagine strutturale, elemento che appare immediatamente evi-
dente è la preponderanza delle masse, dei “pieni”, effetto sicuramente enfatizzato dalla sen-
sazione di depressione indotta dal soffitto. L‟altezza di colmo, infatti, tenuto conto della 
pendenza della pavimentazione, è mediamente superiore ai dieci metri, contro una larghez-
za che raggiunge i dodici. Ad accrescere quest‟impressione contribuisce l‟imposta assai bas-
sa degli archi su pilastri le cui dimensioni arrivano a superare di poco i due metri. 
Identificare la composizione materiale della basilica inferiore non è impresa sempli-
ce, a causa della presenza delle pitture. Indagini eseguite sui due peducci di partenza dei 
diagonali della volta esapartita (nascenti dalla muratura est), portano a ritenere che le volte 
della basilica inferiore siano composte da travertino o pietra similare. 
Si può ben accettare quest‟ipotesi se si pensa al notevole sovraccarico strutturale 
Figura 6 – Planimetria della basilica inferiore.
LA DESCRIZIONE STRUTTURALE DELLA BASILICA DI SAN FRANCESCO 
 
9  
imposto dalla basilica superiore, nonostante le simili dimensioni delle nervature dei due or-
ganismi possano invece suggerire che, come le crociere superiori, anche quelle inferiori sia-
no composte da mattoni sagomati. 
I quattro pilastri della navata che si fronteggiano, hanno il profilo delle cornici con 
lobo più appiattito verso ovest, più convesso verso est. Quelli che fiancheggiano l‟ingresso 
reggono solo l‟arco trasversale e i due diagonali della prima volta, mentre quelli della 
successiva volta pentapartita cadono al di fuori, nascendo direttamente dalla muratura. Su 
ambedue i pilastri, gli archi cadono a filo esterno del fusto, mentre su quello della parete 
sud, l‟arco trasversale cade in aggetto di circa 10 centimetri, e perfino oltrepassa l‟orlo della 
cornice. I pilastri del quadrato sono più o meno rotondi: quelli del lato ovest sono più arro-
tondati di quelli degli angoli absidali, grazie soprattutto a successive modifiche. A ovest so-
no sistemati in modo tale che su di essi si possano appoggiare l‟arco absidale, l‟arco trasver-
sale del transetto e i costoloni del quadrato, questi ultimi più massicci rispetto agli altri. 
A fronte delle volte della navata, quelle della galleria d‟ingresso testimoniano un 
risoluto distacco: sono meno montanti ed hanno nervature non solo diagonali, ma anche 
intermedie, non usate neppure nella basilica superiore. 
Le cuciture presenti tra i lobi dei pilastri, e tra questi ed il muro, suggeriscono la 
presenza di una sconnessione. I primi costituiscono probabilmente un‟aggiunta strutturale 
Figura 7 – Basilica inferiore, scorcio del transetto. 
Figura 8 – Basilica inferiore, campata d‟ingresso, veduta da sud.
LA DESCRIZIONE STRUTTURALE DELLA BASILICA DI SAN FRANCESCO 
 
10  
al vecchio schema della basilica originaria
2
, ed in più presentano un apparecchio murario 
irregolare. 
Lungo i lati della navata si sviluppano cappelle di tardo compimento. Importanti 
sono le differenze riscontrabili tra le due file, anche se la struttura può sembrare simile: le 
cappelle del fianco meridionale sono piuttosto differenti l‟una dall‟altra, cosa che non acca-
de per le opposte, anche perché non interrotte dal campanile e dalla sacrestia. Le attuali co-
perture delle cappelle si devono all‟intervento del Genio Civile di Perugia, avvenuto nel 
1958. Un‟unica falda di cemento armato e laterizio ricalca lo schema di un intervento pre-
cedente, avvenuto già nell‟800. Come dimostreranno le successive analisi, l‟effetto di “pun-
tellamento”, che la copertura esercita sulla navata della basilica superiore, influenza note-
volmente la sua risposta ad azioni orizzontali, come il sisma. 
Le cappelle settentrionali sono allineate in serie, inframmezzate da collegamenti 
corrispondenti alle testate dei contrafforti esterni; sono coperte con volte a crociera in mat-
toni. In tutte, i costoloni sono ad arco fortemente oltrepassato, per dare maggior slancio 
alla crociera. Vi è una netta traslazione delle cappelle da ovest ad est rispetto ai contrafforti 
esterni, dovuta al fatto che lo spazio interno a disposizione è più corto, per la presenza della 
torre angolare del transetto. Di conseguenza i finestroni non sono centrati fra i contrafforti, 
ma spostati verso est. 
La muratura esterna delle cappelle settentrionali è assai più spessa di quella delle 
meridionali, nonostante l‟altezza di queste sia poco maggiore. Inoltre, nella fila a nord, sono 
                                                 
2
 G. ROCCHI, La Basilica di San Francesco ad Assisi, Sansoni Editore, 1982. 
visibili le fondazioni delle torri, costituite da un tamburo dell‟altezza di circa un metro. 
Giunti spontanei, formatisi nel corso degli anni, interessano sia il lato sud, sia il 
nord. Si possono raccogliere in due sistemi che, trasversalmente, coinvolgono l‟intera basi-
lica, e che si collocano all‟altezza della connessione tra facciata e navata, e tra quest‟ultima 
ed il transetto. La loro genesi è legata alla diversa articolazione e massa che, tanto il transet-
to, quanto la facciata, hanno rispetto alla navata. Non a caso, attraverso rilevazioni fotocli-
nometriche, condotte lungo tutto l‟arco del 1961, si accertò il progressivo spostamento del-
la parte frontale della basilica superiore verso il piazzale, in direzione della scalinata laterale 
esterna. A questo fatto si fece fronte con interventi di cementazioni dell‟intera zona interes-
sata dal fenomeno.
LA DESCRIZIONE STRUTTURALE DELLA BASILICA DI SAN FRANCESCO 
 
11  
II.2 La basilica superiore 
Passando ad osservare la basilica superiore, si riscontra da subito un significativo 
mutamento dei caratteri architettonici. L‟abside del transetto è di forma poligonale, e la na-
vata, che è più lunga e più larga di circa 1.5 metri, si suddivide in quattro campate, più una 
breve botte all‟ingresso. La maggiore larghezza dell‟organismo sovrastante si deve alla scala-
tura degli spessori, che interessa la muratura nella zona di passaggio tra i due piani. Poco 
sotto le finestre, si nota una risega della larghezza corrispondente ad un cammino di ronda. 
La maggiore lunghezza invece è resa possibile dall‟edificazione sopra la campata d‟ingresso 
della basilica inferiore, e dallo sfruttamento dell‟intercapedine della facciata. 
Le campate hanno volte a crociera ogivali e danno l‟impressione di essere quadrate, 
ma in realtà sono tutte di dimensioni diverse. Esse non corrispondono esattamente a quelle 
dell‟edificio sottostante. Il quadrato si restringe distintamente verso l‟abside. 
In aggiunta, la basilica superiore è circa otto metri più alta dell‟inferiore; ne risultano 
così proporzioni e dimensioni più grandiose. I pilastri della navata, formati da cinque co-
lonnine uguali, poggiano su poderosi zoccoli, e dai loro capitelli partono i costoloni e gli ar-
chi trasversali, simili per dimensioni. In questo modo la delimitazione tra le campate viene 
quasi completamente annullata nelle volte e, grazie anche alle vele molto basse, si ottiene 
l‟impressione che vi sia uno spazio unico che, solo in un secondo tempo, è cadenzato dai 
pilastri a fascio. 
Il pavimento dell‟edificio superiore si estende su tutta la superficie dell‟inferiore, ed 
Figura 9 – Planimetria della basilica superiore.