Studio strutturale e geotecnico del Duomo di Milano. Analisi numeriche in campo non lineare

Il presente lavoro di Tesi Magistrale è finalizzato in primo luogo alla caratterizzazione geotecnica dei terreni appartenenti all’area circostante il Duomo di Milano, a partire da risultati di prove geotecniche in sito preesistenti. Emerge fin da subito uno degli aspetti più importanti di questo lavoro, quello di arricchimento e ricerca del dato, ma anche organizzazione di tutte quelle serie di informazioni (geotecniche/strutturali) sparse e confuse sulla storia del Duomo. Grazie alle informazioni di preziose indagini eseguite sul territorio milanese è stato possibile definire un modello geotecnico di riferimento per le analisi, determinare i parametri necessari ed, infine, ottenere una descrizione del comportamento meccanico dei terreni. Il modello è stato arricchito di tutte le strutture facenti parte del sottosuolo, integrandone in particolare l’informazione strutturale riguardante le opere di fondazione. Un’attenta analisi delle piante del Duomo e dei dati a disposizione delle varie componenti della struttura in elevazione ha permesso di calcolare l’andamento delle pressioni che, a partire dalla sommità dei piloni, arrivano a concentrarsi sulle superfici dei plinti, quindi sul terreno a partire dalla quota del piano di posa. Ricostruito il modello tridimensionale del terreno sottostante il Duomo, ci si è posti l’obiettivo di valutare lo stato di sforzo del terreno e i cedimenti indotti dagli imponenti carichi che la cattedrale gotica trasferisce al terreno stesso attraverso il massiccio sistema di fondazione su cui si erge. Lo studio dei cedimenti del dominio in esame è stato affrontato prendendo in considerazione diversi metodi di analisi e confrontando di volta in volta i risultati ottenuti da analisi numeriche con l’ausilio del software Midas GTSNX con i risultati analitici o con le misure disponibili. Particolare attenzione è stata rivolta alla descrizione del comportamento costitutivo del terreno, dapprima con modelli semplificati, sia nella geometria che nella natura del legame, e successivamente con domini più ampi e modelli costitutivi elastoplastici ben più sofisticati dei tradizionali modelli elastici lineari. È stato condotto uno studio di subsidenza, valutando la reale variazione del livello freatico dell’ultimo secolo, considerando variabili generalizzate in grado di separare il contributo volumetrico da quello deviatorico. Inoltre, per una descrizione principalmente qualitativa dell’area del Duomo, sono stati analizzati i domini pertinenti sia al Tiburio sia all’intero sistema di fondazione della Cattedrale, focalizzando l’attenzione principalmente sullo status plastico del terreno e sul campo di spostamento.