Parte 9: conclusioni e sviluppi futuri
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Parte 9: conclusioni e sviluppi futuri.
In questa tesi sono presentate le analisi eseguite e i rilievi effettuati alla cupola del duomo di Massa Marittima per la comprensione del dissesto in atto e per la progettazione di interventi di rinforzo statico e sismico. Le modellazioni sono state effettuate con due programmi agli elementi finiti che implementano in maniera diversa il comportamento elastico non lineare del materiale.
In particolare, lo studio svolto ha consentito innanzitutto di comprendere il funzionamento statico della cupola e il ruolo dei diversi elementi costruttivi che la compongono. A questo proposito, i risultati dell'analisi rivelano che la forma dell'intradosso e la presenza del rinfianco ad archetti consentono che l'equilibrio della struttura si attui senza il ricorso alla trazione, condizione sufficiente per la stabilità della cupola pensata appoggiata rigidamente alla base del tamburo.
L'analisi statica della cupola appoggiata sulla sottostruttura, costituita da archi, trasversali e longitudinali, e pilastri, ha invece mostrato l'esistenza di un dissesto e ne ha rivelato le cause, offrendo l'entità delle risultanti dei carichi nelle zone critiche. In sintesi, sulla base dei rilievi che hanno guidato le modellazioni analitiche è stato dedotto che i dissesti sono legati all'insufficienza delle strutture ad arco, in particolare dell'arco trasversale collocato sotto il lato della cupola disposto verso il fronte della chiesa. Il materiale in muratura di mattoni, più deformabile della muratura di pietra, e la mancanza di efficaci contrasti ai lati di questo arco hanno infatti provocato il cedimento della cupola dal lato facciata, con rotazione intorno a un asse orizzontale, con conseguente lesionamento del tamburo. La particolare disposizione dei vincoli alle imposte dei due archi ha determinato un quadro fessurativo asimmetrico che l'analisi ha chiaramente evidenziato.
Infine il modello di calcolo, validato dal riscontro delle zone critiche risultanti dal calcolo con quelle che presentano nella realtà sintomi di dissesto, ha consentito di calibrare un intervento di consolidamento efficace e rispettoso del valore storico-artistico dell'edificio.
Per quanto riguarda il comportamento sismico dell'intero fabbricato, una valutazione della vulnerabilità sismica dell'edificio con metodi tabellari convenzionali ha dipinto una situazione che merita attenzione a causa delle numerose strutture spingenti non contrastate.
Parte 9: conclusioni e sviluppi futuri
268 Inoltre, l’analisi modale estesa a tutto l'edificio ha mostrato l'esistenza di un modo di vibrare che coinvolge circa un quinto della massa totale e interessa la facciata, la cupola e la parte absidale. In particolare, la cupola ha un moto oscillatorio in direzione longitudinale che, da un lato, incrementa il carico sugli archi, quindi anche la spinta alle imposte, e dall’altro genera trazioni che tendono ad amplificare le molteplici lesioni già presenti nella muratura del tamburo.
Nel corso di studi futuri saranno completate le valutazioni statiche e sismiche sul comportamento degli altri elementi strutturali della chiesa come la volta quadripartita dell'abside, le volte a crociera del presbiterio e quelle della navata centrale, oltre che degli archi trasversali del presbiterio.
L'analisi sismica dell'intero edificio potrà essere approfondita utilizzando lo stesso modello globale e completata attraverso lo studio dei meccanismi di collasso.
Lo studio eseguito apre anche la porta a un confronto tra i due programmi di calcolo: Strauss7, largamente diffuso e consolidato nell’ambito del calcolo delle strutture, e il codice NOSA, strumento appositamente dedicato alla risoluzione di problemi con materiale masonry-like. Dal confronto è emersa la capacità di NOSA di ottenere una soluzione equilibrata con valori di resistenza a trazione prossimi allo zero e ben inferiori a quelli richiesti da Straus7. Un approfondimento riguardo alle peculiarità dei due strumenti di calcolo potrà mettere in evidenza il vantaggio di un legame costitutivo che comprende le non linearità di comportamento del materiale, rispetto ad un criterio che si limita a contenere i valori di trazione locali attraverso espedienti numerici.
In definitiva, questo lavoro mostra l'importanza delle indagini multidisciplinari per la comprensione del funzionamento statico che, da sole, hanno suggerito le origini del dissesto, orientando l'analisi. La modellazione, a sua volta, validata dal riscontro con l'evidenza, ha costituito un importante strumento di previsione del comportamento della struttura in situazioni diverse e future di carico e vincoli.
