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Problematiche riguardanti gli effetti del cedimento indotto dallo scavo di gallerie metropolitane su fabbricati in muratura : il caso studio dell'edificio Industria ad Amsterdam

Gaude, Monica and Guglielmi, Emanuela

Problematiche riguardanti gli effetti del cedimento indotto dallo scavo di gallerie metropolitane su fabbricati in muratura : il caso studio dell'edificio Industria ad Amsterdam.

Rel. Stefano Invernizzi. Politecnico di Torino, Corso di laurea in Architettura, 2005

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Abstract:

Dotarsi di sistemi infrastnitturali capaci di soddisfare le esigenze di una popolazione in continuo movimento e risolvere il problema del traffico delle grandi metropoli, sta diventando oggi una necessità per la maggior parte delle città europee, sempre più congestionate. Proprio per questo motivo, una delle soluzioni adottate è quella di realizzare linee metropolitane sotterranee in grado di alleviare il traffico superficiale, rendendo così più vivibili le città e permettendo di raggiungere distanze maggiori in minor tempo. Ciò ha necessariamente comportato un crescente interesse da parte degli studiosi al problema dei movimenti indotti dallo scavo di tali gallerie, con l'utilizzo di software strutturali tecnologicamente avanzati. In particolar modo si è posta attenzione al danneggiamento statico ed estetico degli edifici storici in muratura più sensibili a siffatti movimenti.

Scopo di questa tesi è stato lo studio del comportamento meccanico dell'edificio storico in muratura del primo decennio del Novecento, L'Idustrieele Groote Club, prospiciente la Piazza Dam ad Amsterdam, coinvolto dai lavori di scavo per la realizzazione dei tunnel della nuova Linea Metropolitana e soggetto a cedimenti del terreno provocati da tali scavi.

Il nostro intento è stato quello di organizzare il lavoro suddividendolo in aree tematiche, per permettere una più semplice lettura. Ognuna di queste "parti" focalizza l'attenzione su questioni specifiche, affrontate al fine di analizzare in modo completo ed approfondito il tema oggetto di tale tesi. Si distingue una "PARTE I" di inquadramento storico e territoriale (Capitoli 1, 2 e 3); una "PARTE II" relativa alle conoscenze teoriche, fondamentali per affrontare il problema strutturale, e tecniche, riguardanti l'utilizzo dei programmi applicati al caso studio (Capitoli 4, 5 e 6); infine una "PARTE III" che tratta in modo dettagliato i metodi di valutazione del danno provocato dal cedimento indotto dagli scavi, nel caso specifico di Amsterdam e dell'Industrieele, ed in casi in cui è stato applicato un diverso approccio (Capitolo 7, 8 e 9).

I capitoli della tesi sono stati organizzati seguendo esattamente il processo logico e reale con cui ci si è approcciati al problema.

Si procede, quindi, dopo una prima analisi sullo scenario storico, territoriale ed architettonico dell'Olanda, e di Amsterdam in particolare (Capitoli 1 e 2), ad un avvicinamento virtuale all'ambito di studio: dalla Stazione Centrale alla Piazza Dam, ed infine all'Industrieele Groote Club, situato proprio in prossimità della traccia della nuova Linea Metropolitana, in via di realizzazione nella Capitale olandese, a cui è dedicato il Capitolo 3.

Il rilievo dell'edificio è stato un momento fondamentale del percorso di conoscenza che ci ha portato ad entrare in diretto contatto con lo stesso, per capirne la particolare struttura ed i materiali costituenti (Capitolo 4). L'esposizione prosegue con la descrizione del comportamento meccanico dei materiali impiegati: in particolare il calcestruzzo, la muratura ed il legno, con cui sono realizzati i pali di fondazione di molti edifici storici ad Amsterdam (Capitolo 5).

Segue la trattazione specifica del metodo numerico utilizzato per l'analisi: il metodo degli elementi finiti, F.E.M. (Capitolo 6), riguardante la discretizzazione della struttura al fine di poter determinare lo stato di sollecitazione complessivo della stessa, attraverso un determinato numero di elementi e nodi.

Per l'analisi del comportamento statico dell'Industrieele è stato utilizzato il codice DIANA, prodotto dall'ente olandese TNO in collaborazione con la TU Delft, avvalendosi dell'utilizzo del Server Castigliano del dipartimento di Ingegneria Strutturale del Politecnico di Torino. Tale programma di analisi è ampiamente descritto alla fine del Capitolo 6.

Nel Capitolo 7 si sono analizzati i metodi di valutazione utilizzati per stabilire il grado di danneggiamento delle strutture coinvolte da scavi in profondità. In particolare si è fatto riferimento all'approccio di analisi affrontato da Burland e Wroth (1974) e si è proceduto alla sua conversione al caso specifico di Amsterdam, andando a calibrare correttamente tutte le caratteristiche del terreno e dei differenti materiali.

Il nucleo centrale di questo lavoro affronta, invece, nello specifico la valutazione del danno nell'edificio storico in muratura Industria, coinvolto, come già accennato, dagli scavi di realizzazione dei tunnel della tratta Nord-Sud della Metropolitana (Capitolo 8).

Si è poi pensato di fare una breve analisi sui metodi utilizzati in altre capitali europee: il caso di Londra, che negli anni passati ha affrontato il problema della valutazione del danneggiamento negli edifici prospicienti la tratta del prolungamento della Jubilee Line, e quello di Torino, argomento d'attualità vista l'inaugurazione a breve termine della prima Linea Metropolitana (Capitolo 9).

Relators: Stefano Invernizzi
Publication type: Printed
Uncontrolled Keywords: muratura - cedimento - scavo - gallerie - amsterdam
Subjects: A Architettura > AN Civil engineering, transport, communications
G Geografia, Antropologia e Luoghi geografici > GE Geografia
Corso di laurea: Corso di laurea in Architettura
Classe di laurea: UNSPECIFIED
Aziende collaboratrici: UNSPECIFIED
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/626
Chapters:

Presentazione

Prefazione

PARTE I - Il contesto

Premessa

1.Olanda: tra terra e mare

1.1 Il territorio e l'acqua

1.2 L'arte del mattone

1.3 Il problema del traffico

2.Amsterdam e la Piazza Dam, ambito di indagine

2.1 Introduzione

2.2 Accenni storici

2.3 Costruire sull'acqua

2.4 Arrivo ad Amsterdam

2.5 Dalla Stazione Centrale all'lndustrieele

3.La North/South Line

3.1 Perché una nuova linea della metro

3.2 LaNoord/Zuidlijn

3.3 Le tecniche costruttive

3.4 II monitoraggio

PARTE II - Gli strumenti

Premessa

4.II rilievo. Utilizzo di ARCHIS

4.1 Introduzione

4.2 Approccio al rilievo fotogrammetrico

4.3 Il rilievo fotografico

4.4 ARCHIS

5.Meccanica dei materiali e della frattura

5.1 Resistenza, Duttilità, Energia di Frattura

5.2 Proprietà dei materiali

5.2.1 La muratura

5.2.2 Il calcestruzzo

5.2.3 Il legno

5.3 I fondamenti della Meccanica della. Frattura

5.3.1 Premesse

5.3.2 Criterio energetico di Griffith

5.3.3 Metodo di Westergaard

5.3.4 Modo II e Modi misti

5.3.5 Relazione tra GIC e KIC

5.3.6 Zona plastica all'estremità di fessura

5.3.7 Effetti dimensionali e transizione duttile-fragile

5.3.8 Modello della fessura coesiva

6. Il Metodo degli Elementi Finiti

6.1 Il Metodo degli Elementi Finiti

6.1.1 Sistema ad un grado di libertà

6.1.2 Principio di minimo dell'Energia Potenziale Totale

6.1.3 Il Metodo di Ritz-Galerkin

6.1.4 Principio dei Lavori Virtuali

6.1.5 Condizioni al contorno di tipo cinematico

6.2 Il Codice DIANA

6.2.1 Fasi del programma

6.2.2 Gli Elementi Finiti più frequenti

6.2.3 Tipi di analisi

6.2.4 I modelli

6.2.5 Ottimizzazione delle soluzioni

PARTE III - La valutazione

Premessa

7.Tecniche empiriche di valutazione del danno

7.1 Introduzione

7.2 Metodi di valutazione

7.3 Movimento del suolo dovuto a scavi

7.4 Classificazione del danneggiamento

7.5 Concetti di deformazione limite a trazione

7.6 Deformazioni in semplici travi rettangolari

7.7 Valutazione del rischio di danneggiamento

8.L'Industrieele Groote Club: modellazione numerica

8.1 Il caso studio dell'lndustrieele

8.2 Analisi geometrica

8.3 Risultati numerici dell'analisi Non-Lineare

8.3.1 Analisi Non-Accoppiata

8.3.2 Analisi Semi-Accoppiata

9.Londra e Torino: diverse tipologie di approccio

9.1 La metropolitana di Londra

9.2 Metodi di valutazione

9.3 Il caso studio del Ritz Hotel

9.4 La Linea 1 della Metropolitana di Torino

9.5 Indagini propedeutiche ed investigative

9.6 Strumenti di analisi

Conclusioni

Bibliografia

Appendici

Appendice A: La Non-Linearità

Appendice B: Tipi di analisi e modelli

Appendice C: Le fondazioni su pali

Appendice D: ARCHIS: applicazione al caso studio

Appendice E: DIANA: applicazione al caso studio

Appendice F: Calcoli numerici sui cedimenti indotti

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Tables:

Tav. 0: Pianta piano terra

Tav. 1 : Pianta piano tipo

Tav. 2: Pianta delle fondazioni

Tav. 3: Prospetto su Piazza Dam

Tav. 4: Prospetto su Via Zuidzijde

Tav. 5: Prospetto su Via Zuidzijde: progetto originale

Tav. 6: Prospetto su Via Beurspoontje

Tav. 7: Prospetto su Via Rokin

Tav. 8: Prospetto su Via Rokin: progetto originale

Tav. 9: Sezione A-B

Tav. 1O: Sezione C-D

Tav. 11: Sezione E-F

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