Politecnico di Torino
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Anno Accademico 2009/10
01MJUJE
Fondamenti di meccanica delle murature e dei sistemi di fondazione - statica e stabilità delle costruzioni murarie e monumentali
Dottorato di ricerca in Beni Culturali - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Chiorino Mario Alberto       25 0 0 0 2
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***    
Obiettivi dell'insegnamento
Finalità del corso:
Una larga parte del patrimonio culturale italiano e mondiale è costituita da costruzioni ed edifici monumentali in muratura. Il corso si propone di fornire i fondamenti per l'analisi delle condizioni di affidabilità e sicurezza di queste costruzioni necessaria ai fini della definizione delle azioni di prevenzione e manutenzione, e degli eventuali interventi di miglioramento/adeguamento strutturale, nel quadro delle corrette politiche di conservazione e restauro definite dai codici deontologici e culturali discussi nei corsi di base.
Poiché tale analisi si fonda oggi prevalentemente su modelli interpretativi, il corso illustra i criteri per la definizione e costruzione di modelli idonei alle varie scale - dal materiale alla costruzione, o a parti della stessa - e a diversi livelli di sofisticazione.
In considerazione del fatto che alcuni dei principali giacimenti di beni culturali si trovano in aree geografiche simicamente attive (ad es. Italia, India, ecc.), alcuni cenni di approfondimento vengono riservati al problema della valutazione e riduzione del rischio sismico con riferimento ai criteri discussi nei corsi di base. Un riferimento privilegiato è costituito dalla recente Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale.
Il corso si propone di offrire soprattutto degli orientamenti sulle diverse tematiche ed è pertanto indirizzato anche ai non specialisti. Particolare attenzione è posta al rapporto con gli altri saperi che concorrono al progetto complessivo di conservazione e restauro.

Aims of course:
A large part of Cultural Heritage, both in Italy and all over the world, consists of masonry buildings. The principal aim of the present course is to provide the fundamentals of safety and reliability assessment for these types of structures, which is needed to define prevention and maintenance as well as structural improvement measures. The terms of reference are represented by the cultural and deontological codes and charts analyzed in the basic courses.
As structural assessment is nowadays essentially based on interpretative models, the course discusses the criteria for the definition and implementation of proper models at various scales - from the material to the whole construction, or parts thereof ' and at different levels of sophistication.
Considering that some of the main cultural heritage ensembles are located in seismically active regions (such as e.g Italy, India, etc.), some further considerations and guidelines are developed in what concerns the problem of the evaluation of the seismic risk of architectural heritage, with reference to the general criteria discussed in basic courses and with particular regard to the recent Italian guidance documents.
The course intends primarily to offer general criteria and guidelines. Therefore it is directed also to non specialists. A particular attention is devoted to the relation with other specializations concurring in the global project of maintenance and restoration.
Programma
Contenuti del corso:
La prima parte del corso è dedicata all'illustrazione dei criteri generali per la modellazione della muratura come materiale eterogeneo, con riferimento all'ampia messe di risultati sperimentali esistenti. Alcuni cenni vengono riservati alle impostazioni più avanzate, condotte in campo non lineare e con attenzione ai parametri di danneggiamento, cui la scuola italiana ha dato contribuiti significativi negli anni recenti.
Segue l'illustrazione dei criteri per la realizzazione di modelli numerici interpretativi della risposta strutturale delle costruzioni nel loro insieme. Vengono discussi i limiti dei modelli costitutivi semplificati a base elastica, e di quelli unilaterali privi di resistenza a trazione, ed esaminati i problemi computazionali relativi all'applicazione di modelli sofisticati per il materiale nel caso di costruzioni geometricamente complesse. Vengono illustrati l'approccio dell'analisi limite, basato sull'idealizzazione di meccanismi di collasso a blocchi rigidi, e il conseguente procedimento di analisi cinematica, e l'approccio duale dell'analisi statica con il corrispondente concetto di sicurezza geometrica (safe theorem) di Koharian-Heyman. Un'ampia sezione è dedicata ai problemi di modellazione degli strati di fondazione, d'interazione suolo-struttura e di stabilità in campo geotecnico.
In stretta relazione con le tematiche trattate nel 1° Indirizzo, viene ripreso il problema della calibrazione dei modelli predittivi attraverso un confronto fra le risposte dei modelli stessi e quelle sperimentalmente rilevate sulle costruzioni.
Per quanto attiene al problema della conservazione in condizioni di sicurezza del patrimonio culturale in area sismica, il corso evidenzia come sia necessario disporre di strumenti di analisi a diverso livello di approfondimento, applicabili a due diverse scale: la valutazione della vulnerabilità del patrimonio culturale a scala territoriale, e la valutazione della sicurezza e la progettazione degli interventi sul singolo manufatto. Vengono illustrati alcuni lineamenti relativi a sismologia e sismicità storica, propagazione delle onde e effetti locali di sito, analisi in campo dinamico e modelli e metodi per la valutazione del rischio simico di alcune costruzioni tipiche del patrimonio culturale, quali gli edifici dei centri storici, chiese, torri, campanili e minareti, ponti in muratura ecc.
In parallelo ai lineamenti di carattere generale il corso prevede l'illustrazione di alcuni casi studio notevoli relativi a costruzioni monumentali significative oggetto di studi recenti e, in taluni casi, di interventi di miglioramento/riabilitazione strutturale: Ponte Mosca e ponti in muratura di area piemontese, Palazzi Accademia delle Scienze e Carignano a Torino, Torre di Pisa, Minareto di Jam (Afghanistan), siti storici e monumentali dell'India meridionale (Kanchipuran), ecc. Particolare attenzione viene dedicata all'edificio monumentale del Santuario di Vicoforte, caratterizzato da una grande cupola ellittica assoggettata ad un intervento di rafforzamento strutturale in anni recenti. Con riferimento ad un protocollo di intesa con il Ministero per i Beni e le Attività Culturali, l'edificio monumentale di Vicoforte, già oggetto di analisi nel 1° Indirizzo per gli aspetti relativi al monitoraggio, viene assunto come caso studio anche all'interno del presente corso al fine di testare l'applicabilità della recente Direttiva del Presidente del Consiglio dei Ministri per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale.

Course contents:
The first part of the course is dedicated to the discussion of the general criteria for modeling masonry as a non homogeneous material, with reference to the extended set of available experimental data. Some indications are given on advanced refined non linear modeling techniques with account for damage parameters, with particular attention to the recent contributions in this field of Italian scholars.
The attention is then given to the criteria for the establishment of models of the construction as a whole. The limitations of simplified linear elastic and of rigid-no tension models are analyzed. The application of refined material models to the numerical analysis of geometrically complex structures, trough discretizations techniques, and the corresponding computational loads are discussed. The limit analysis approach, based on the idealization of rigid-block collapse mechanisms, and the corresponding kinematical analysis procedures are presented, as well as the dual approach of static analysis and the corresponding criterion of geometrical safety (safe theorem) by Koharian-Heyman. A wide section is dedicated to the illustration of the modeling criteria for foundation layers and for soil-structure interaction.
The problem of model updating is analyzed in strict connection with the subjects discussed in the 1st Indirizzo.
In what concerns the problem of conservation of cultural heritage in seismic areas, evidence is given to the need of disposing of different methods of analysis with different levels of refinement to be applied at two different scales, respectively: the seismic risk assessment of historical urban nuclei, and the detailed evaluation of the seismic vulnerability of specific monumental structures. Some basic elements of dynamic analysis and of seismic risk assessment are outlined.
In parallel with the theoretical fundamentals, a few case studies are illustrated of important architectural heritage buildings subjected to recent studies and, in some cases, to strengthening interventions: Mosca's Bridge and masonry bridges in Piedmont, Academy of Sciences and Carignano palaces in Turin, Pisa Tower, Minaret of Jam (Afghanistan), historical centres in South India (Kanchipuran), etc. A special attention is devoted to the monumental construction of the Sanctuary of Vicoforte, which is characterized by a large elliptical dome subjected to strengthening in recent times. With reference to an agreement with the Italian Ministry of Cultural Heritage, Vicoforte monument, already analyzed in the 1st Indirizzo in what concerns monitoring strategies, is adopted in this course as a reference case study for testing the applicability of the recent Italian Guidelines for the evaluation and reduction of seismic risk.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma provvisorio per l'A.A.2009/10
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