Identificazione del danno su torri in muratura basata su modelli numerici e dati di vibrazione ambientale = Damage identification in masonry towers based on numerical models and ambient vibration data

La presente tesi ha come obiettivo la modellazione numerica della struttura della torre campanaria della Vecchia Chiesa Parrocchiale di Sant’Antonio Abate, ubicata a Montà d’Alba (CN). L’indagine si focalizza su tre distinti stati del sistema strutturale: •??Stato integro; •??Stato danneggiato; •??Stato migliorato. Un ulteriore scopo del lavoro consiste nella calibrazione dei modelli numerici mediante dati ottenuti da campagne di caratterizzazione dinamica in-situ (Operational Modal Analysis - OMA), eseguite sia sullo stato danneggiato sia su quello migliorato. In una prima fase, grazie a rilievi geometrici effettuati sul campo e all’analisi di elaborati grafici relativi all’edificio, è stato possibile ricostruire, con il massimo grado di fedeltà, la geometria strutturale del campanile, ottenendo un modello geometrico e topologico tridimensionale. Successivamente, dopo aver definito accuratamente le proprietà geometriche e meccaniche dei vari elementi costruttivi, si è proceduto all’implementazione dei codici numerici necessari alla realizzazione dei modelli meccanici per ciascuno dei tre stati sopra delineati. Una volta sviluppati i modelli numerici, sono state condotte analisi statiche lineari (considerando esclusivamente i carichi gravitazionali) e analisi agli autovalori e autovettori, con particolare attenzione a quest’ultima tipologia di analisi. Infine, una volta ottenute le frequenze naturali e le forme modali relative al modello numerico corrispondente allo stato danneggiato, è stato effettuato un confronto tra tali risultati e i dati sperimentali acquisiti mediante identificazione strutturale in-situ. Tale confronto ha avuto l’obiettivo di validare il modello numerico attraverso operazioni di model-updating. Minimizzando una funzione di costo, definita in termini di errore relativo tra le frequenze naturali e le forme modali del modello numerico e quelle sperimentali, sono stati individuati i parametri ottimali del modello, con particolare riferimento allo stato danneggiato. La calibrazione del modello nello stato danneggiato rappresenta la fase iniziale nel processo di validazione dell’efficacia degli interventi di miglioramento previsti, il quale comporterà una successiva calibrazione del sistema nello stato migliorato e un confronto in termini di parametri meccanici e modali. Il modello calibrato relativo allo stato integro (ottenuto a partire dal modello dello stato danneggiato, al quale è stata integrata la riproduzione del crack-pattern osservato in-situ) costituirà il riferimento assoluto per valutare il benessere strutturale del campanile nelle condizioni danneggiato e migliorato.