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Massetto, Stefano

Analisi dinamica e sismica della Chiesa della Madonnina delle Neve a Savigliano (CN).

Rel. Giuseppe Pistone, Rosario Ceravolo. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (costruzione), 2012

Questa è la versione più aggiornata di questo documento.

Abstract:

La ricchezza del patrimonio edilizio storico in Italia, così come il problema della sua conservazione e della valorizzazione è da sempre un tema di grande attualità. Una considerazione scontata ma mirata a sottolineare la necessità di preservare tale patrimonio, nonché l'attenzione che chi opera in tale contesto deve mantenere per conservare l'integrità e l'identità delle opere tramandateci nei secoli.

L'ambito del restauro delle costruzioni è indubbiamente vasto, e spazia da operazioni di consolidamento strutturale e di recupero di elementi danneggiati ai più minuziosi interventi di conservazione delle caratteristiche estetiche dei beni. Per l'appunto la questione del consolidamento è a sua volta un tema particolarmente attuale: esso riguarda certamente l'intento di tramandare l'opera ai posteri nella sua integrità strutturale, ma allo stesso tempo si confronta con il problema della sicurezza. Questa duplice istanza da soddisfare rende il restauro delle strutture una sfida tanto interessante quanto necessaria. Com'è noto, infatti, si è ormai presa coscienza della vulnerabilità del nostro patrimonio edilizio, in particolare di quello d'interesse storico-artistico, sia esso composto da edifici civili od ecclesiastici, costantemente esposto al logoramento prodot-tao dal tempo e da usi impropri (nonché da interventi inadeguati), così come al rischio sismico, del quale la dura realtà ci ha tristemente ricordato in questi ultimi anni.

Si può quindi affermare che la ricerca della sicurezza strutturale divenga un obiettivo fondamentale per la preservazione del patrimonio, ma ancora più per la salvaguardia dell'incolumità delle persone. In quest'ottica le linee guida deon-tologiche internazionali affermano che le strutture storiche richiedono l'anamnesi, la diagnosi, la terapia ed il controllo, ovvero la ricerca delle informazioni a disposizione, l'individuazione delle cause dei dissesti e dei degradi, la ricerca di strategie di recupero nonché il controllo della loro efficienza, specificando che il miglior rimedio è sempre la prevenzione.

In linea con tali propositi, inserendosi quindi nell'ambito d'interesse del restauro conservativo, del consolidamento e della riabilitazione, il seguente lavoro riguarda il processo di acquisizione della conoscenza strutturale dì un edificio di culto di valenza storico - artistica presente nel territorio della città di Savigliano in provincia di Cuneo.

In generale trae origine dall'approfondimento dei temi trattati durante i corsi congiunti seguiti durante l'A.A. 2010/2011 nell'ambito del Dottorato in beni culturali, per configurarsi, di fatto, come una tesi disciplinare nella quale a seguito di un processo di documentazione, è stato costruito un modello FE, come supporto ad una prova d'identificazione dinamica, a valle della quale è stata eseguita una taratura del modello numerico, permettendo di effettuare valutazioni sul comportamento strutturale e suggerire alcuni interventi di miglioramento della costruzione.

Peraltro l'utilizzo di questo tipo di metodi finalizzati alla diagnostica, presenta notevoli vantaggi, minimizzando l'invasività delle prove sperimentali sulla costruzione, riducendo i costi e permettendo di ottenere modelli di calcolo affidabili sulla base dei quali poter effettuare le valutazioni, nonché programmare e simulare interventi di recupero; Risulta, di fatto, una tecnica d'indagine particolarmente adatta soprattutto per gli edifici, come in questo caso, dei quali non si hanno per diverse ragioni, informazioni sufficienti sul comportamento meccanico delle partì, e per i quali s'intende limitare l'invasività delle prove e degli interventi.

Più in particolare la tesi è strutturata nel seguente modo:

Il secondo capitolo introduce i principali riferimenti normativi, delineando l'approccio metodologico con cui è stato affrontato il percorso di conoscenza della costruzione.

Il terzo capitolo propone un inquadramento generale della costruzione, in modo da indicare le caratteristiche principali e contestualizzarla nel territorio.

Il quarto capitolo riguarda la fase di rilievo geometrico e strutturale, la classificazione degli elementi resistenti, e la constatazione dello stato di conservazione degli stessi.

Il quinto capitolo delinea la storia della costruzione fin dalla sua origine.

Il sesto capitolo è inerente alla modellazione agli elementi finiti della costruzione, e mostra le caratteristiche con le quali è stato sviluppato il modello di calcolo.

Il settimo capitolo è incentrato sulle indagini diagnostiche sulle costruzioni ed in particolare sulla prova di identificazione strutturale dinamica eseguita sul bene oggetto di studio.

L'ottavo capitolo mostra la procedura di ottimizzazione finalizzata alla taratura del modello numerico in base ai dati provenienti dalle prove sperimentali.

Con il nono capitolo vengono infine introdotte delle valutazioni sul comportamento strutturale con differenti livelli di approfondimento, secondo le disposizioni delle vigenti normative, in base ai risultati del model-updatig, anche in relazione alla proposta d'interventi di consolidamento.

Un percorso di questo tipo si rende necessario in quanto, sebbene il lavoro svolto rientri nell'ambito d'interesse dell'analisi strutturale, esso non può essere risolto in termini di una mera operazione tecnica, in quanto trattandosi di uno studio avente come oggetto una costruzione d'interesse storico-artistico-culturale, deve necessariamente includere un processo di documentazione basato sull'interazione multidisciplinare. Questo tipo di approccio consente di integrare le potenzialità dei saperi tecnici con le necessità di preservazione dell'integrità materiale e culturale del patrimonio, permettendone il monitoraggio e la possibilità di intervenire, se necessario, in maniera più coscienziosa di quanto è stato (o non è stato) fatto in passato.

La possibilità di svolgere questo lavoro e partecipare all'esperienza della prova dinamica sulla costruzione è stata resa concreta da disponibilità concomitanti. In particolar modo si ringraziano per la disponibilità e per la collaborazione: Il Prof. Ing. G. Pistone e Il Prof. Ing. R. Ceravolo del Politecnico di Torino, i Phd L. Zanotti Fragonara del Politecnico di Torino e G. Abbiati dell'Università di Trento.

Relatori: Giuseppe Pistone, Rosario Ceravolo
Soggetti: G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GG Piemonte
S Scienze e Scienze Applicate > SH Fisica tecnica
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura (costruzione)
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2785
Capitoli:

1. Introduzione

2. Metodologia e riferimenti normativi

2.1. La Direttiva P.C.M. 09/02/2011

2.2. Bibliografia Cap. 1-2

3. Inquadramento del bene

3.1. Caratteristiche generali

3.1.1.Qualificazione giuridica del soggetto proprietario, denominazione dei bene, toponomastica, coordinate geografiche, confinanti, periodo di realizzazione, destinazione d'uso attuale

3.1.2. Documentazione fotografica

3.1.3. Descrizione morfologica sommaria

3.1.4. Presenza di elementi di pregio, salutazione di interesse culturale

3.2. Livelli di protezione e fattori di sensibilità

3.2.1. Caratteristiche dimensionali principali ed eidotipo

3.2.2. Localizzazione: ambito territoriale, caratteristiche ambientali e geografiche, caratteristiche ambientali antropiche

3.2.3. Terreno e fondazioni: caratteristiche orografiche, geomorfologiche, modifica dei suoli

3.2.4. Analisi dell'aggregato edilizio: complesso architettonico, accessibilità ed utilizzo

4. Rilievo geometrico, strutturale e dello stato di conservazione

4.1. Cenni sul rilievo di un edificio storico

4.2. Metodo e finalità

4.3. Rilievo geometrico e strutturale della Madonnina della Neve; descrizione complessiva

4.3.1. Fondazioni

4.3.2. Strutture di elevazione

4.3.3. Orizzontameli

4.3.4. Collegamenti verticali

4.3.5. Classificazione elementi

4.4. Rilievo dello stato di conservazione

4.4.1. Fessurazioni e distacchi

4.4.2. Schedatura dello stato di conservazione

4.5. Bibliografia Capitoli 3-4

5. Indagini storiche ed interventi pregressi

5.1. Cenni sulla storia di Savigliano

5.2. Storia della chiesetta della Madonnina della Neve

5.3. Considerazioni sulla costruzione

5.4. Bibliografia Capitolo 5

6. Modellatone agli elementi finiti

6.1. Cenni sul FEM e sul calcolo automatico

6.2. Modellazione di un edificio in muratura con codice ANSYS, aspetti di base, criticità ed esercitazioni preliminari

6.3. Modello FE della chiesa della Madonnina della Neve

6.3.1. Evoluzione del modello

6.4. Bibliografia Capitolo 6

7. Indagini diagnostiche e prove sperimentali

7.1. Tipologie di indagine e prove sulla costruzione

7.2. Tipologie di indagine e prove sul terreno

7.3. Cenni sull'identificazione strutturale

7.4. Prova sperimentale ed identificazione dinamica della chiesa della Madonnina della Neve

7.4.1. Analisi modale preliminare

7.4.2. Verifica del disaccoppiamento modale

7.4.3. Strumentazione e modalità di acquisizione

7.4.4. Prova sperimentale e setup di acquisizione

7.4.5. Identificazione dinamica della struttura: Structural Dynamic identification Toolbox

7.4.6. Analisi modale sperimentale

7.5. Bibliografia Capitolo 7

8. Model-updating

8.1. Model-Updating della Madonnina della Neve

8.2. Bibliografia Capitolo 8

9. Valutazione del comportamento strutturale e proposta di interventi

9.1. Definizione del fattore di confidenza Fc

9.2. Valutazione LV1, dello stato di fatto

9.2.1 Definizione dell'azione sismica

9.2.2. Analisi speditiva, valutazione LV1

9.2.3. Calcolo indice di sicurezza Is con riferimento alla Direttiva del 2007

9.3. Proposta di interventi di miglioramento del comportamento della chiesa

9.3.1 Cordolo perimetrale e catene trasversali

9.3.2. Intervento sul campanile

9.3.3. Ripristino della continuità degli elementi danneggiati

9.4. Valutazione LV1, con interventi

9.5. Valutazione LV2/LV3

9.5.1. Analisi multimodale con spettro di risposta

9.5.2. Verifica di ribaltamento della facciata

9.5.2.1 Verifica di ribaltamento della facciata:stato di fatto

9.5.2.2 Verifica di ribaltamento della facciata: con interventi (cordolo)

9.6. Bibliografia capitolo 9

10. Conclusioni

11. Bibliografia completa

12. Elenco allegati

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