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ntroduzIoneL’argomento della tesi è l’utilizzo dei dati ottenuti mediante un rilievo Laser Scanner per l’ana-lisi sismica e termica di un edificio storico in muratura.
Dopo un’analisi storico-morfologica del Comune di Livorno e del corpo principale dell’ex sta-bilimento balneare “Lo scoglio della Regina”, edificato verso la metà del 1800 sul lungomare livornese, viene presentato il percorso operativo che ha portato alla realizzazione dei modelli geometrici tridimensionali del fabbricato, partendo dai dati grezzi acquisiti con le operazioni di campagna.
Il rilievo tridimensionale ha un vasto campo di applicazione che va dall’architettura al moni-toraggio ambientale e alla conservazione dei beni culturali, grazie alla sua precisione è infatti possibile sia monitorare gli scorrimenti dei ghiacciai che ricreare modelli di opere d’arte per studiarne lo stato di conservazione e progettarne eventuali interventi di recupero, tale precisio-ne può essere sfruttata anche in campo strutturale creando un modello completamente fedele alla realtà così da ottenere risultati che sarebbe stato impossibile ottenere con un rilievo tradi-zionale; questa è l’idea che sta alla base della presente ricerca.
Il percorso di modellazione tradizionale, definito anche come modellazione diretta, parte da una formulazione concettuale dell’oggetto, che viene progressivamente definita nei suoi dettagli con le tecniche di rappresentazione proprie del disegno. Solo in un secondo momento questo sistema astratto viene trasformato in oggetto fisico, spesso con l’ausilio di sistemi di Computer
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Introduzione
Aided Design (CAD). Il Reverse modeling (modellazione inversa) può essere definito come un processo inverso a quello progettuale in senso canonico: l’oggetto fisico rappresenta il dato di partenza, mentre il modello digitale costituisce il prodotto finale del processo di modellazione. Per quanto riguarda questa tesi il prodotto finale è rappresentato dalla creazione di due modelli dalla nuvola di punti iniziale (point cloud): uno a alto numero di poligoni (High poly) che è stato utilizzato per la creazione di una mappa delle normali che è stata applicata al modello low poly con un procedimento descritto nei paragrafi successivi, il secondo a basso numero di poligoni (Low poly) utilizzato per la creazione di un modello shell per l’analisi strutturale e per l’applicazione delle immagini termografiche.
Il modello “Low poly”, ottenuto dalla decimazione del modello ad alta densità di poligoni rica-vato dalla nuvola di punti, una volta esportato in dxf è stato importato nel programma Sap2000 per l’analisi strutturale, come modello a elementi shell.
Per aver un confronto dei risultati è stato realizzato un modello dello Scoglio della Regina sem-plificato a telaio equivalente.
Dei due modelli è stata effettuata un’analisi dello spettro di risposta in linea con le normative vigenti (Decreto Ministero Infrastrutture Trasporti 14 gennaio 2008 (G. U. 4 febbraio 2008, n. 29 - Suppl.Ord.) “Norme tecniche per le Costruzioni”), sia allo stato non fessurato che fessura-to. Per ottenere il modello fessurato è stato dimezzato il modulo elastico del materiale muratura poiché accurate analisi non lineari ad elementi finiti, su pannelli di diversa snellezza e con di-versi livelli di compressione diagonale, effettuate per conto della Regione Toscana, hanno mes-so in evidenza che la riduzione di rigidezza è influenzata da questo parametro. Per determinare le caratteristiche meccaniche del materiale muratura, sono state utilizzate le prove eseguite sul fabbricato dal Laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Pisa.
È stata fatta inoltre una simulazione di piano rigido inserendo al livello delle coperture diafram-mi che riproducessero questo comportamento. Quindi, per i due modelli sono state studiate configurazioni diverse che sono:
- non fessurata; - fessurata;
- con diaframmi nel modello non fessurato; - con diaframmi nel modello fessurato.
Sono poi stati analizzati i risultati del momento fuori piano di ogni maschio murario di ogni caso e confrontati per evidenziare le differenze che intercorrono tra una modellazione a elemen-ti shell e una semplificata a telaio equivalente. Tutelemen-ti i risultaelemen-ti e le differenze in percentuale sono riportati nelle tabelle allegate.
Oltre al rilievo Laser scanner sono stati effettuati allo Scoglio della Regina due rilievi con termocamera. Data la particolare posizione dell’edificio e l’ora del giorno, il rilievo è stato effettuato essendo a conoscenza che i risultati non sarebbero stati soddisfacenti per un’analisi
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Introduzione
termica completa, ma lo scopo era essenzialmente quello di ricavare delle immagini termografi-che termografi-che fossero poi applicate al modello a basso numero di poligoni mediante una metodologia descritta nei capitoli seguenti.
Questa applicazione è stata fatta per dimostrare come con l’uso di un modello a basso numero di poligoni ricavato da un rilievo laser scanner permetta una più semplice interpretazione e lo-calizzazione delle immagini termografiche, oltre, data la misurabilità della superficie, a renderle metricamente corrette.
