Aspetti strutturali e monitoraggio della Cupola di Santa Maria … · 2017. 12. 10. · Aspetti...

Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.

Dott. Ing. Nicola Cavalagli

Santa Mariadegli Angeli

9/12/2017

Aspetti strutturali e monitoraggio della

Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi

Ing. Nicola Cavalagli, PhDDip. di Ingegneria Civile ed Ambientale

Università degli Studi di Perugia

9/12/2017

L’inizio…

Galeazzo Alessi (1512-1572)

AID Monuments. Conoscere, Progettare, Ricostruire. Vol I. (Edt. C. Conforti, V. Gusella). Atti del Convegno AID Monuments, Perugia, 24-26 maggio 2012. Aracne Editrice. 2013.

AID Monuments. Conoscere, Progettare, Ricostruire. Vol II.Galeazzo Alessi Architetto-Ingegnere. (Edt. C. Conforti, V. Gusella). Atti del Convegno AID Monuments, Perugia, 24-26 maggio 2012. Aracne Editrice. 2013.

Special Issue: AID Monuments Conference, Perugia, Italy (May 2012). Vol. 9, Issue 2, 2015.

Bollettino per i beni culturali dell’Umbria. Anno 5, Numero 9. 2012.

9/12/2017

Le cupole di Galeazzo Alessi

Basilica di Santa Maria Assunta in Carignano, Genova

Cattedrale di San Lorenzo, Genova

9/12/2017

Le cupole di Galeazzo Alessi

San Vittore al Corpo, Milano

Basilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi

9/12/2017

Basilica di Santa Maria degli Angeli, AssisiRilievo Architettonico

L. Martini (2012). Alessi disegnato. Rilievo architettonico delle opere umbre di Galeazzo Alessi. Tesi di Dottorato, Università degli Studi di Perugia.

9/12/2017

Basilica di Santa Maria degli AngeliDocumenti storici

Lione Pascoli, Vite de’ pittori, scultori ed architetti moderni. Roma, 1730.

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Francesco Milizia, Memorie degli Architetti Antichi e Moderni. Quarta edizione, Bassano, 1785. (Prima edizione 1781)

9/12/2017

Mons. Scipione Canonico Perilli, Relazione storica sul risorgimento della Basilica degli Angeli presso Asisi. Roma, 1842.

9/12/2017

Francesca Vignoli, La fabbrica alessiana e il cantiere di Santa Maria degli Angeli dal XVI al XIX secolo, in ‘La Basilica di Santa Maria degli Angeli. 1. Storia e Architettura’, Electa, 1989, pp. 97-159.

9/12/2017

Terremoto 1832. M 6.1 (???). Epicentro fra Cannara e Foligno

9/12/2017

Comportamento strutturale delle cupole in muraturaL’importanza della conoscenza per la conservazione e il restauro

Chiesa di Santa Caterina d’Alessandria, L’Aquila.Danni a seguito del sisma del 6 aprile 2009.

9/12/2017

Metodi Analitici (teoria della membrana)

Cupola emisfericaHeyman J. On shell solution for masonry domes. Int. J. Solids Structures. 3:227-241, 1967.

Studio di un singolo “spicchio”

9/12/2017

Metodi geometrici (o dimensionali)

Fontana C. Il Tempio Vaticano e sua Origine. 1694

Francesco di Giorgio Martini (1478-1481)Leon Battista Alberti (1546)Palladio (1581)Serlio (1584)

Scamozzi (1615)

Fontana (1694)

Borra (1748)Vittone (1760)Pini (1770)

9/12/2017

Metodi matematici

Le Seur T., Jacquier F. and Boscovich R.G. Parere di tre mattematici sopra i danni che si

sono trovati nella cupola di S.Pietro sul fine dell’anno 1742, Roma. 1742.

Le Seur et al. (1742)The Three Mathematicians

Boguer (1734)Bernoulli J. (1744)Bossut (1778)

Poleni (1748)

Mascheroni (1785)

Borra (1748)

9/12/2017

Il continuo dibattito…

Serlio (1584)Scamozzi (1615)

Fontana (1694)

Borra (1748)Vittone (1760)Pini (1770)Lamberti (1774)

De La Hire (1673)

Bélidor (1728) Couplet (1728)

Bouguer (1734)

The three mathematicians (1742)Poleni (1748)

Frisi (1770)Bossut (1778)

Mascheroni (1785)Salimbeni (1787)

Venturoli (1817)

Metodi Matematici Metodi dimensionali

9/12/2017

Eddy (1878)Lévy (1888)Wolfe (1921)Guidi (1928)

CNR, Architectural Manual.Edt. M. Ridolfi (1953)

Eddy - New Constructions in Graphical Statics. (1877)

M. Lévy - La statique graphique et ses applications aux constructions.

Tome IV. (1888)

Schwedler J.W. (…….)

La statica grafica per l’analisi delle cupole in muratura

9/12/2017

Due cupole a confronto

Basilica di Santa Maria Assunta in Carignano, Genova

Basilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi

9/12/2017

Due cupole a confrontoBasilica di Santa Maria Assunta in Carignano, Genova

Milano

Chiesa di S. Maria dei

Miracoli

Assisi

S. Maria degli Angeli

Caratteristiche tecniche

• Materiale: muratura di mattoni pieni in laterizio;

• Dimensioni della cupola interna: diametro interno

13,36 m; altezza 8,98 m; spessore alla base 0,94 m;

• Dimensioni della cupola esterna: diametro

interno 16,47 m; altezza 10,79 m; spessore alla base

0,48 m;

• Altezza totale (lanterna): 59,73 m;

• Altezza del tamburo: 11,25 m

9/12/2017

Caratteristiche tecniche

• Materiale: muratura di mattoni pieni in

laterizio;

• Dimensioni della cupola: diametro interno

20 m; altezza 14,22 m; spessore alla base 1,80

m; spessore in sommità 0,70 m

• Altezza totale (lanterna): 74,7 m;

• Altezza del tamburo: 20,0 m

Due cupole a confrontoBasilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi

9/12/2017

Rilievo del quadro fessurativo

9/12/2017

Giuseppe Valadier. L'Architettura Pratica. Tomo IV.Accademia Nazionale di San Luca. 1833.

Due cupole a confrontoApplicazione dei metodi dimensionali

9/12/2017

Applicazione dei metodi matematici (Analisi Limite)Basilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi

9/12/2017

Metodi numerici (FEM). Analisi Statica.

9/12/2017

Metodi numerici (FEM). Analisi dinamica non lineare.Metodi numerici (FEM). Analisi dinamica non lineare.

9/12/2017

Basilica di Santa Maria degli AngeliCriticità strutturali

9/12/2017

6 Fessurimetri

3 LVDT

Ch 1. Vecchia Facciata

Ch 2. Filo navata - Entrata

Ch 3. Filo navata - Centrale

Ch 4. Filo Arco Porziuncola

Ch 5. Tamburo S. Giuliana

Ch 6. Cupola

Ch 7. Arco Sacrestia

Ch 8. Transetto sinistro

Ch 9. Cappella S.Diego

Dati acquisiti con continuità

dal 13 Aprile 2001

al 28 Settembre 2003

Frequenza di acquisizione: 4 registrazioni/giorno

Basilica di Santa Maria degli AngeliSistema di monitoraggio statico (installazione AD 2000)

9/12/2017

Sistema di monitoraggio statico (2001-2003)

9/12/2017

6 Fessurimetri

3 LVDT

1 Laser

2 Inclinometri

Ch 1. Vecchia Facciata

Ch 2. Arco tra facciate

Ch 3. Tamburo S. Giuliana

Ch 4. Cupola

Ch 5. Arco Sacrestia

Ch 6. Transetto sinistro

Ch 7. Cappella S.Diego

Ch 8. Laser Navata Centrale

Ch 9. Filo #1 Facciate

Ch 10. Filo #2 Facciate

Ch11. Inclinometro #1

Ch12. Inclinometro #2 Dati in acquisizione dal 27 giugno 2017

Frequenza di acquisizione: 1 registrazione/30 min

Basilica di Santa Maria degli AngeliNuovo sistema di monitoraggio statico (installazione AD 2017)

Ch 12 Ch 11Ch 8 Ch 10Ch 9

9/12/2017

Nuovo sistema di monitoraggio statico (2017-)

9/12/2017

Nuovo sistema di monitoraggio statico (2017-)

9/12/2017

5 accelerometri uni-assiali (alta sensitività)

A1 –A2

A4 –A5

Basilica di Santa Maria degli AngeliSistema di monitoraggio dinamico

9/12/2017

Identificazione dinamica

Mode 1 - Fy1mFy1 = 1.766 Hz

Mode 2 - Fx1mFx1 = 1.808 Hz

Mode 3 - T1mT1 = 3.054 Hz

9/12/2017

Sistema di monitoraggio dinamicoTracciamento continuo delle frequenze

9/12/2017

Benedictine Abbey built in 996 AC

Bell-tower built in the 13° Century

Demolished and rebuilt in 1390

Restoration in XV Century

Final design by B. Rossellino

Restored in 1932, 1951 and 2001

Collegio del Cambio (1390) B. Bonfigli (1479)

Applicazione al campanile della Basilica di S.Pietro, Perugia

9/12/2017

Monitoraggio strutturale: esperienze in UmbriaCampanile di S.Pietro

Palazzo dei Consoli

Basilica di Santa Maria degli Angeli

Torre degli Sciri

9/12/2017

Gruppo di ricerca

Prof. V. GusellaProf. Massimiliano Gioffré

Prof. F. Ubertini

con il prezioso contributo diIng. P. Picchio

Ing. S. TrequattriniIng. L. BotticelliSig. G. BrunozziSig. F. Fruganti

Sig.ra S. Cecchetti

Ing. M. TrequattriniIng. A. Bonaca

9/12/2017

Si ringraziano

Padre MaurizioFra AlessandroPadre Rosario

Fra DarioPadre Saul

Fra GianpaoloFra Massimo

Padre Cornelio…

Geom. Walter Bianchi

SabatinoUmberto

Alfio…

9/12/2017

Grazie per l’attenzione!nicola.cavalagli@unipg.it

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Dati Strutturali 2008

Fondi Strutturali Eu