Aspetti strutturali e monitoraggio della Cupola di Santa Maria … · 2017. 12. 10. · Aspetti...
Transcript of 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
1/50
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
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
2/50
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.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
3/50
Le cupole di Galeazzo Alessi
Basilica di Santa Maria Assunta in Carignano, Genova
Cattedrale di San Lorenzo, Genova
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
4/50
Le cupole di Galeazzo Alessi
San Vittore al Corpo, Milano
Basilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
5/50
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.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
6/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliDocumenti storici
Lione Pascoli, Vite de’ pittori, scultori ed architetti moderni. Roma, 1730.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
7/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliDocumenti storici
Francesco Milizia, Memorie degli Architetti Antichi e Moderni. Quarta edizione, Bassano, 1785. (Prima edizione 1781)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
8/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliDocumenti storici
Mons. Scipione Canonico Perilli, Relazione storica sul risorgimento della Basilica degli Angeli presso Asisi. Roma, 1842.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
9/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliDocumenti storici
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.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
10/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliDocumenti storici
Terremoto 1832. M 6.1 (???). Epicentro fra Cannara e Foligno
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
11/50
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.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
12/50
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”
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
13/50
Metodi geometrici (o dimensionali)
Be
fore
16
thce
nt.
17th
cen
t.18
thce
nt.
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)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
14/50
Metodi matematici
Be
fore
16
thce
nt.
17th
cen
t.18
thce
nt.
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)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
15/50
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
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
16/50
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
Be
fore
16
thce
nt.
17th
cen
t.18
thce
nt.
20th
cen
t.B
efo
re 1
6th
cen
t.17
thce
nt.
18th
cen
t.19
thce
nt.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
17/50
Due cupole a confronto
Basilica di Santa Maria Assunta in Carignano, Genova
Basilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
18/50
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
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
19/50
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
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
20/50
Rilievo del quadro fessurativo
Due cupole a confrontoBasilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
21/50
Rilievo del quadro fessurativo
Due cupole a confrontoBasilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
22/50
Rilievo del quadro fessurativo
Due cupole a confrontoBasilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
23/50
Giuseppe Valadier. L'Architettura Pratica. Tomo IV.Accademia Nazionale di San Luca. 1833.
Due cupole a confrontoApplicazione dei metodi dimensionali
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
24/50
Applicazione dei metodi matematici (Analisi Limite)Basilica di Santa Maria degli Angeli, Assisi
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
25/50
Ap
pli
cazi
on
e d
el m
eto
do
gra
fico
di G
uid
i
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
26/50
Metodi numerici (FEM). Analisi Statica.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
27/50
Metodi numerici (FEM). Analisi dinamica non lineare.Metodi numerici (FEM). Analisi dinamica non lineare.
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
28/50
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
29/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliCriticità strutturali
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
30/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliCriticità strutturali
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
31/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliCriticità strutturali
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
32/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliCriticità strutturali
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
33/50
Basilica di Santa Maria degli AngeliCriticità strutturali
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
34/50
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)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
35/50
Sistema di monitoraggio statico (2001-2003)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
36/50
Sistema di monitoraggio statico (2001-2003)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
37/50
Sistema di monitoraggio statico (2001-2003)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
38/50
Sistema di monitoraggio statico (2001-2003)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
39/50
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 2
Ch 12 Ch 11Ch 8 Ch 10Ch 9
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
40/50
Nuovo sistema di monitoraggio statico (2017-)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
41/50
Nuovo sistema di monitoraggio statico (2017-)
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
42/50
5 accelerometri uni-assiali (alta sensitività)
A1 –A2
A3
A4 –A5
Basilica di Santa Maria degli AngeliSistema di monitoraggio dinamico
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
43/50
Identificazione dinamica
Mode 1 - Fy1mFy1 = 1.766 Hz
Mode 2 - Fx1mFx1 = 1.808 Hz
Mode 3 - T1mT1 = 3.054 Hz
Mode 4 - Fy2mFy2 = 3.504 Hz
Mode 5 - Fx2mFx2 = 4.416 Hz
Mode 7 - Fx3mFx3 = 6.280 Hz
Mode 6 - Fy3mFy3 = 6.147 Hz
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
44/50
Sistema di monitoraggio dinamicoTracciamento continuo delle frequenze
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
45/50
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
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
46/50
Applicazione al campanile della Basilica di S.Pietro, Perugia
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
47/50
Applicazione al campanile della Basilica di S.Pietro, Perugia
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
48/50
Monitoraggio strutturale: esperienze in UmbriaCampanile di S.Pietro
Palazzo dei Consoli
Basilica di Santa Maria degli Angeli
Torre degli Sciri
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
49/50
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
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
50/50
Si ringraziano
Padre MaurizioFra AlessandroPadre Rosario
Fra DarioPadre Saul
Fra GianpaoloFra Massimo
Padre Cornelio…
Geom. Walter Bianchi
SabatinoUmberto
Alfio…
Aspetti strutturali e monitoraggiodella Cupola di Santa Maria degli Angeli di Assisi.
Dott. Ing. Nicola Cavalagli
Santa Mariadegli Angeli
9/12/2017
51/50
Grazie per l’[email protected]