Modellazione strutturale delle cupole in muratura: il caso della Chiesa della SS. Trinità di Torino = Structural modelling of masonry domes: the case of the SS. Trinità Church in Turin

Il presente lavoro di tesi ha come oggetto la definizione del modello numerico della cupola della chiesa della SS. Trinità in Torino allo scopo di analizzare e approfondire il comportamento strutturale dell’edificio. L’analisi del comportamento strutturale degli edifici storici, soprattutto se di rilevante valore artistico e architettonico, rappresenta oggi un prezioso strumento al fine di progettare e mettere in campo interventi di rinforzo e di tutela. Una premessa necessaria in questo tipo di analisi è lo studio della geometria del caso studio, in questo caso il sistema cupola-tamburo, poiché i risultati di tipo metrico e di rilievo geometrico consentono una migliore valutazione della risposta strutturale e una conseguente progettazione di modelli numerici più attendibili. Lo studio della geometria di questa cupola parte dall’analisi di un accurato rilievo condotto con tecnologia Laser Scanner che ha fornito di una nuvola di punti dell’intradosso della calotta. Le informazioni reperite dall’analisi di tipo geometrico hanno consentito l’elaborazione del modello geometrico ottenuto con software di modellazione sia bidimensionale che tridimensionale che è stato successivamente importato nel software a elementi finiti. La possibilità di trarre informazioni sull’effettiva conformazione della calotta dal rilievo laser scanner ha permesso di evidenziare delle deformazioni, di cui si è tenuto conto nell’elaborazione del modello numerico. Il modello della cupola è stato integrato con i dati relativi alla caratterizzazione dei materiali, desunti da letteratura. È stata quindi condotta un’analisi statica non lineare, che tiene così conto degli effetti del secondo ordine che si sviluppano a causa della non linearità geometrica del modello e di quella fisica relativa al materiale muratura. L’analisi è stata condotta sfruttando le potenzialità del codice ad elementi finiti (FEM) DIANA (DIsplacement method ANAlyser). Al fine di investigare le possibili cause che hanno portato alle depressioni dell’intradosso della calotta riscontrate nel rilievo, si è proceduto a creare un modello della cupola “indeformata”, che fosse quindi conformata secondo quella che è considerata una plausibile geometria di partenza. Il modello “indeformato” è stato utilizzato per svolgere un’analisi statica nella quale si è tenuto conto delle deformazioni viscose che la muratura può aver subito nel tempo. Questo lavoro di tesi, nonostante rappresenti uno studio preliminare del comportamento statico della cupola della SS. Trinità, rappresenta un esempio dell’importanza di un approccio multidisciplinare negli studi per l’analisi e la conservazione dei beni architettonici. Lo studio infatti ha approfondito le problematiche relative al maneggiare dati di diverso genere (nuvole di punti, dati geometrici, dati materici) e di renderli utilizzabili ed efficaci nell’implementazione di modelli numerici.