Modellazione FE e analisi di sensitività di un edificio monumentale a struttura mista in muratura e C.A.: la Basilica Superiore del Santuario di Oropa = FE modelling and sensitivity analysis of a monumental building with a mixed structure in masonry and reinforced concrete: the Upper Basilica of the Sanctuary of Oropa

Il presente lavoro di tesi verte sulla modellazione meccanica FE e sulla successiva analisi di sensitività di un edificio monumentale, Basilica Superiore del Santuario di Oropa (Chiesa Nuova), caratterizzato da una struttura mista in muratura e C.A. L’analisi di sensitività è uno strumento molto utile per la modellazione di strutture storiche che presentano un alto livello di incertezza a causa dell’intrinseca eterogeneità della muratura, per i possibili danneggiamenti non visibili e per le complesse interazioni tra gli elementi strutturali (macroelementi). Lo studio condotto in questo elaborato di tesi, inserendosi all’inizio di un percorso di conoscenza che per step successivi consente di comprendere il comportamento statico e dinamico della struttura analizzata, verte sull’applicazione dell’analisi di sensitività su una complessa struttura monumentale, in modo da discriminare quali tra i parametri elastici (E,ν,ρo) caratterizzanti i singoli macroelementi della struttura, presentino un effetto significativo nei confronti della risposta modale della struttura. Per ottenere il risultato voluto, è stato necessario reperire gli elaborati progettuali e le informazioni storiche della Chiesa Nuova, in modo da ottenere un modello geometrico 3D (realizzato tramite software Autocad sulla base degli elaborati progettuali cartacei fotoraddrizzati) aderente con lo stato di fatto dell’edificio. La struttura risulta così definita da 7 macroelementi, ognuno dei quali è caratterizzato da un singolo materiale da costruzione. Successivamente per l’applicazione dell’analisi di Sensitività Locale, sono stati definiti i range di variazione delle caratteristiche meccaniche sulla base dei valori assunti da letteratura per tutti i macroelementi costituenti l’intero sistema strutturale. Per la valutazione dell’influenza di ciascun parametro nei confronti della risposta dinamica, gli intervalli sono stati definiti in modo che per i 7 Moduli Elastici (E), l’intervallo è tale che il valore massimo risulti trenta volte il valore minimo, per i Coefficienti di Poisson (ν) il valore massimo risulti dieci volte il valore minimo e per i valori di Densità (ρo) il rapporto tra il valore massimo e minimo sia pari a tre. Questo ha permesso di poter comparare i risultati in termini di varianza delle frequenze modali dei primi tre modi di vibrare. Il risultato dello studio di Sensitività Locale applicata alla Chiesa Nuova ha permesso di concludere che dei ventuno parametri elastici che caratterizzano la struttura, solamente quattro di essi influiscono nei confronti della risposta dinamica (E tamburo, E basamento, E Lanternino, ρo Cupole). È quindi stato possibile concludere su quali parametri concentrare l’attenzione per i successivi step di conoscenza basati sull’ analisi di Sensibilità Globale, Optimal Sensor Placement, Identificazione dinamica e Model Updating.