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Comportamento strutturale degli elementi voltati in muratura

Cavallo, Alessio Domenico

Comportamento strutturale degli elementi voltati in muratura.

Rel. Giuseppe Pistone. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione), 2009

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Abstract:

Nell'introduzione a questo lavoro di sintesi finale del mio percorso accademico ritengo sia opportuno definire non solamente il criterio con cui è stato organizzata la ricerca ma anche le motivazioni che mi hanno condotto alla scelta di tale ambito. La decisione di una nuova analisi dei temi quali l'arco, la volta e la cupola in muratura potrebbe risultare difatti, al giorno d'oggi, argomentazione sterile, in quanto non volta all'esplorazione di nuovi possibili ambiti di studio. In realtà si deve considerare il fatto che frequentemente nei simposi internazionali vengono discusse nuove pubblicazioni correlate a quanto qui trattato: per questo motivo occorre un'elaborazione critica di tali nuovi materiali. È dunque opinione dell'autore che sia necessario, prima di una qualsiasi nuova indagine o elaborazione degli argomenti di studio di cui si dispone, dedicarsi ad un lavoro compendiario delle teorie riguardanti, ad ora, i temi in questione. In aggiunta a questo aspetto di analisi e ricerca di documenti recenti si è ritenuto confacente studiare le dottrine più longeve, non solo per la volontà di comprendere ulteriormente le tematiche di indagine, ma anche per avere uno sguardo orientato storicamente.

È appunto dall'esame e dal confronto di tali teorie sul comportamento strutturale degli elementi voltati in muratura, quali arco, volta e cupola, esplorate da un punto di vista cronologico, che si può dedurre una base concreta ed efficiente per successive opere di approfondimento. Per quanto concerne i criteri organizzativi, il lavoro è stato impostato sul seguente modello: nel primo capitolo si indagano le teorie inerenti all'arco in muratura, in quanto esso viene comunemente inteso come elemento alla base di volte e cupole; nel secondo capitolo dell'opera vengono analizzati gli studi sul comportamento delle volte in muratura: in particolare, si riporta quanto contenuto in un manoscritto spagnolo risalente al periodo compreso tra il XVII e il XVIII secolo e di recentissima pubblicazione. Il terzo capitolo infine è dedicato alle teorie riguardanti la cupola in muratura. Al fine di trattare in maniera più esaustiva il comportamento strutturale degli elementi voltati in muratura, si è deciso inoltre di aggiungere alla parte teorica presente in ogni

capitolo, una sezione (Analisi sperimentale) dedicata a casi studio significativi nei quali saranno evidenziati, caso per caso, ora il metodo proprio dell'analisi elastica ora il metodo relativo all'analisi limite, rispettando così l'impostazione caratterizzante l'analisi teorica.

Relatori: Giuseppe Pistone
Tipo di pubblicazione: A stampa
Soggetti: T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TA Consolidamento
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura (Costruzione)
Classe di laurea: NON SPECIFICATO
Aziende collaboratrici: NON SPECIFICATO
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/1663
Capitoli:

CAPITOLO I. L'ARCO IN MURATURA

ASPETTI TEORICI

1.1 .Le Traité Mecanique di Philippe De La Hire (1730)

1.2.Le Exercitationes di Bernardino Baldi (1621)

1.3.II modello di De Belidor (1729)

1.4.La teoria di Lorenzo Mascheroni (1785)

1.5.L'analisi limite e l'analisi elastica: il metodo di Alfred Durand-Claye(1867)1.6.Le teorie di Kooharian ed Heyman

1.7.L'analisi di Ochsendorf

ANALISI SPERIMENTALE DEL COMPORTAMENTO DEGLI ARCHI IN MURATURA

CAPITOLO II. LA VOLTA IN MURATURA

ASPETTI TEORICI

2.1.Le due memorie di Couplet (1731 -1732)

2.2.II contributo di Coulomb alla teoria delle volte prive di attrito (1773)

2.2.1 .La teoria di Coulomb sulle volte dotate di attrito e coesione

2.3.GH studi di Leonardo Salimbeni (1787)

2.4.1 successivi sviluppi teorici sull'analisi elastica del XIX secolo

2.5.Metodi di analisi per alcuni tipi di volte

2.5.1.La volta a botte

2.5.1.1. La volta a botte soggetta a carichi verticali

2.5.2.La volta a crociera

2.5.3.La volta a padiglione

2.5.4.La volta gotica o ogivale

2.6.Il "caso" di Joaquin Monasterio

2.6.1.Introduzione [3-11]

Bibliografia:

Belluzzi O., Scienza delle costruzioni, vol.III, Bologna, Zanichelli, 1941.

Benvenuto E., La scienza delle costruzioni e il suo sviluppo storico, Firenze, Sansoni, (I ed. 1981), 2006.

Carpinteri A., Scienza delle costruzioni, vol. I - II, Bologna, Pitagora, 1995.

Di Pasquale S., Scienza delle costruzioni, Milano, Tamburini, 1975.

Di Pasquale S., L'arte di costruire tra Conoscenza e Scienza, Marsilio, 1996.

Gout P., Viollet Le Duc: sa vie, son oeuvre, sa doctrine, Paris, Champion Lille, Desclèe - De Brouwer, 1914.

Heyman J., The masonry arch. Ellis Norwood Limited, Chichester, United Kingdom, 1982.

Heyman J., The stone skeleton: structural engineering of masonry architecture, Cambridge, Cambridge University Press, 1995.

Heyman J., Equilibrium of shell structures, Oxford, Clarendon Press, 1977.

Heyman J., 1972, Coulomb's memoir on statics. An essay on the history of civil engineering, Cambridge, Cambridge University Press.

Hendry A. W., Statica delle strutture in muratura di mattoni, Bologna, Patron Editore, 1986.

Olivito R., Statica e stabilità delle costruzioni murarie, Bologna, Pitagora Editore, 2003.

Timoshenko S., Woinowsky-Krieger S., Theory of Plates and Shells, McGraw-Hill Book Company Inc., (I ed. 1940), 1959.

Von Simson O., La cattedrale gotica e il concetto medievale di ordine, Bologna, Il mulino, 1988.

PUBBLICAZIONI PRINCIPALI DIVISE PER ARGOMENTI TEMATICI

ARCHI

Analisi teorica

Parag C., DAS, Examination of Masonry Arch Assessment Methods, IABSE Symposium Structural Preservation of the Architectural Heritage, Rome, 1993, pp.385-392.

Raithel A., Clemente P., Occhiuzzi A., Geometrical Shape of Stone Arches, IABSE Symposium Structural Preservation of the Architectural Heritage, Rome, 1993, pp.485-486.

Quintas V., On Lines of Thrust and Stability of Masonry Arches, in Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings, San Sebastian, Computational Mechanics Publication, Boston,1997, pp.169-177.

Becchi A., Before 1695: The Statics Of Arches Between France and Italy, In Proceedings Of The First International Congess On Construction History, Madrid, 20th -24th January, 2003, vol. I, pp.353-361.

Foce F., Aita D., The Masonry Arch Between "Limit" and "Elastic" Analysis. A critical re-examination of Durand-Claye method, In Proceedings Of The First International Congress On Construction History, Madrid, 20th-24th January, 2003, vol. II, pp.895-908.

Romano A., Ochsendorf J.A., Circular, Pointed and Basket-Handle Arches: a Comparison of Structural Behavior of Masonry Spans, In Structural Analysis of Historical Constructions, New Delhi 2006, pp. 1205-1212.

Analisi sperimentale del comportamento degli archi in muratura

Melbourne C., Walker P.J., Load Test To Collapse of Model Brickwork Masonry Arches, In Proceedings Of The 8th International Brick/Block Masonry Conference, Dublin 19-21 settembre 1988, vol. II, pp. 991-1002.

Brencich A., Morbiducci R., Masonry Arches: Historical Rules and Modern Mechanics, In Structural Analysis of Historical Constructions, New Dehli 2006, pp. 243-250.

VOLTE

Analisi teorica

Heyman J., The Collapse of Stone Vaulting, in Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings III, Bath, Computational Mechanics Publication, Boston, 1993, pp.327-338.

Coste A., Gothic Vaults: a rationalist or a tectonic track for the role of the ribs?, In Proceedings Of The First International Congress On Construction History, Madrid, 20th-24th January, 2003, vol. I, pp.657-664.

Huerta S., Foce F., Vault theory in Spain between XVIIIth and XlXth century: Monasterio unpublished Manuscript "Nueva teorica sobre el empuje de bovedas", in Proceeding of the First International Congress on Construction History, Madrid, January 2003, Istituto Juan De Herrera, Madrid, 2003, vol. II, pp. 851.

Rabassa E., The single coursed ashlar vault, in Proceeding of the First International Congress on Construction History, Madrid, January 2003, Istituto Juan De Herrera, Madrid, 2003, vol. III, pp. 1679.

Sinopoli A., The Role Of Geometry In The Theories Of Vaulted Structures by Lorenzo Mascheroni (1785) , in Proceeding of the First International Congress on Construction History, Madrid, January 2003, Istituto Juan De Herrera, Madrid, 2003, vol. III, pp. 1865.

Arun G., Behaviour of Masonry Vaults and Domes: Geometrical Considerations, In Structural Analvsis of Historical Constructions, New Dehli, 2006, pp. 299-306.

Analisi sperimentale del comportamento delle volte in muratura

Cauvin A., Stagnitto G., Strenght Assestment of Ancient Masonry Vaults, IABSE Symposium Structural Preservation of the Architectural Heritage, Rome, 1993, pp.377-384.

Capozucca R., Gerboni D., Computer Modelling and Experimental Tests on a Masonry Vault Model, In Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings V, San Sebastian, Computational Mechanics Publication, Boston, 1997, pp.83-92.

Niederhagemann S., Long-term review to the Rehabilitation of the Collegiate Church in Konigslutter, Germany, Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings VII, Computational Mechanics Publication, Boston, 2001, pp. 275-282.

Valcarel J.P., Dominguez J., Marin E., Escrig F., Structural Behavior of Gothic Vaults, In Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings Vili, Computational Mechanics Publication, Boston, 2003, pp. 241-249.

Carpinteri A., Invernizzi S., Lacidogna G., Structural assessment of a XVII Century Masonry Vault, In Structural Analysis of Historical Constructions, New Dehli 2006, pp. 545-552.

CUPOLE

Analisi teorica

D'Ayala D., D'Asdia P., Limit analysis of block masonry shell structures, to appear in Proceedings of Symposium IABSE Structural Preservation of the Architectural Heritage, Rome, 1993, pp. 353-360.

D'Ayala D., Analytical Method for the Assestment of the Safety Levels of Domes, in Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings III, Bath, Computational Mechanics Publication, Boston, 1993, pp. 347-355.

Rapallini, M., Tesi di dottorato di ricerca di in Storia delle Scienze e delle Tecniche Costruttive - Strutturistica dell'Architettura - VI Ciclo - La statica delle cupole in muratura da Giovanni Poleni a William Prager, Firenze, 1994.

Paradiso M., Rapallini M., Tempesta G., Masonry domes. Comparison between some solutions under no-tension hypothesis, in Proceeding of the First International Congress on Construction History, Madrid, January 2003, Istituto Juan De Herrera, Madrid, 2003, vol. III, pp. 15-71.

Calderini C., Lagomarsino S., Un modello di danneggiamento anisotropo per la muratura storica, Atti del XVII Convegno AIMETA, Firenze, 11-15 Settembre 2005.

Lau W.W., Master in Science of Building Technology, Equilibrium Analysis of Masonry Domes, Department of Architecture del Massachusset Institute of Technology, Boston, Giugno 2006.

Analisi sperimentale del comportamento delle cupole in muratura

Aoki T., Hidaka K., Kato S., Structural Stabiity and Profile in the Dome of Santa Maria del Fiore, Florence, In Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings I, Firenze, Computational Mechanics Publication, Boston, 1989, pp.211-220.

Ignatakis C., Stavrakakis E., An Analytical Model for Aximmetric Structures using the Finite Element Method, In Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings I, Firenze, Computational Mechanics Publication, Boston, 1989, pp.211-220.

Hidaka K., Aoki T., Kato S., Structural Stability and Profile in the Dome of Hagia Sophia, Instanbul, In Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings I, Firenze, Computational Mechanics Publication, Boston, 1989, pp.267-276.

Ceretto W., De Stefano A., Nasce V., Hagia Sophia: A 'Laboratorium' Monument, In Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings II, Siviglia, Computational Mechanics Publication, Boston, 1991, pp. 87-95.

Bartoli G., Blasi C., De Robertis N., Foraboschi C., Monitoring System of the Brunelleschi's Dome in Florence: Interpretation of the Recorded Data, in Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings II, Siviglia, Computational Mechanics Publication, Boston, 1991, pp. 209-221.

Blasi C., Gusella V., Historical Evolution of the Cracks of the Brunelleschi's Dome in Florence: Experimental Data Analysis and Numerical Structural Model, in Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings II, Siviglia, Computational Mechanics Publication, Boston, 1991, pp. 223-234.

Barberis U., Borri A., Sorace S., A Non Linear 3-D F.E. Approach To The Analysis of Masonry Domes, In Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings II, Siviglia, Computational Mechanics Publication, Boston, 1991, pp. 329-341.

Bartoli G., Blasi C., Gusella V., Monitoring of the Brunelleschi Dome, in IABSE Symposium, Structural Preservation of the Architectural Heritage, Rome 1993, pp. 213-220.

Chiarugi A., Fanelli M., Giuseppetti G., Diagnosis and Strengthening of the Brunelleschi Dome, in IABSE Symposium, Structural Preservation of the Architectural Heritage, Rome 1993, pp. 441-448.

Ranaweera M.P., Stress Analysis of an Ancient Stupa in Sri Lanka in connection with its Conservation, In Structural Repair and Mantenance of Historical Buildings VII, Computational Mechanics Publication, Boston, 2001, pp.81-90.

Escrig F., Compan V., Sanchez J., Vàlcarel J.P., Shells and membranes in the architecture of the XVIII century, in Proceeding of the First International Congress on Construction History, Madrid, January 2003, Istituto Juan De Herrera, Madrid, 2003, vol. II, pp. 817-827.

Chiorino M.A., Roccati R., D'Addato C., Aoki T., Calderini C., Spadafora A., Monitoring and Modelling Strategies for the World's Largest Elliptical Dome at Vicoforte, In Structural Analysis of Historical Constructions, New Dehli 2006, pp. 1167-1176.

Calderini C., Chiorino M.A., Lagomarsino S., Spadafora A., Non Linear Modelling of the Elliptical Dome of Vicoforte, In Structural Analysis of Historical Constructions, New Dehli 2006, pp. 1177-1186.

Varma M.N., Jangid R.S., Achwal V.G., Tension Rings In Masonry Domes, In Structural Analysis of Historical Constructions, New Dehli 2006, pp. 1187-1194

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