Il consolidamento strutturale della torre di San Dalmazio a Pavia. Valutazione dell’efficacia dell’intervento in relazione ai requisiti di resistenza al sisma

The San Dalmazio tower of Pavia, built in the XI century, was restored in the early 90s because investigations had revealed its static instability. The strengthening intervention consisted in the introduction of a truss iron tower within the masonry tower, connected by a network of post-tensioned steel stays. The original scaffolding holes, that are widely present in the four sides of the tower, were used to place post-tensioned steel rods, linked together by steel channels arranged on the inner perimeter of the tower in order to establish a hooping system of the wall not visible from the outside. The main objective of this thesis has been the assessment of the actions taken to restore the San Dalmazio tower; particular attention was paid to the evaluation of the response of the building subjected to wind and earthquake excitations. For this purpose two finite element models were developed: the first one reproduces the tower in its entire geometry, while the second one refers to a small portion of masonry structure. The models have been used to conduct linear-elastic analysis, which were useful for the characterization of the overall dynamic behaviour of the tower and for the quantification of the stress states produced by the different load cases. To evaluate the global collapse strength was adopted a simplified model where are taken into account the nonlinear mechanical properties of materials. The analysis’s results confirmed that the restoration of the San Dalmazio tower has significantly increased its safety level: masonry’s weakness was in fact limited by the confinement given by the rods inserted in the scaffolding holes, while the collaboration with the inner steel tower has lead to a significant increase in the collapse resistance against horizontal loads.

La torre di San Dalmazio di Pavia, costruita nel XI secolo, è stata oggetto di lavori di consolidamento strutturale nei primi anni ’90, in seguito ad indagini che ne avevano palesato la precarietà statica. L’intervento di messa in sicurezza ha previsto l’introduzione, all’interno della torre muraria, di una torre metallica a struttura reticolare, collegata alla costruzione esistente tramite una fitta rete di stralli post-tesi in acciaio. Le originarie buche pontaie, presenti in maniera diffusa nelle quattro pareti della torre, sono state invece utilizzate per inserire tiranti post-tesi in acciaio, collegati reciprocamente da profili metallici disposti sul perimetro interno della torre in modo da realizzare un sistema di cerchiatura della compagine muraria invisibile dall’esterno. Il presente lavoro di tesi ha avuto come obiettivo la valutazione dell’efficacia degli interventi adottati per il consolidamento della torre di San Dalmazio; particolare attenzione è stata riservata alla qualificazione della risposta dell’edificio alle sollecitazioni orizzontali generate dal vento e dal sisma. A tale scopo sono stati realizzati due modelli agli elementi finiti: un primo modello, che riproduce la torre nella sua intera geometria, ed un secondo che si riferisce invece ad una porzione ridotta di compagine muraria. Su di essi sono state condotte analisi di tipo elastico lineare, utili per la qualificazione del comportamento dinamico globale della torre e per la quantificazione degli stati tensionali presenti nei diversi casi di sollecitazione. Per la valutazione della resistenza globale di collasso è stato invece adottato un modello semplificato, nel quale si considerano le nonlinearità meccaniche dei materiali. I risultati delle analisi hanno confermato come l’opera di consolidamento portata a termine sulla torre di San Dalmazio ne abbia sensibilmente incrementato la sicurezza: la caratteristica fragilità della muratura è stata difatti contenuta grazie al confinamento dato dai tiranti inseriti nelle buche pontaie, mentre la collaborazione con la torre metallica ha portato ad un notevole aumento della resistenza globale di collasso ai carichi orizzontali.