Analisi dinamica lineare del Santuario di Lovere : delle sante Bartolomea Capitanio e Vincenza Gerosa

The purpose of this thesis is to analyze the global dynamic behaviour of the Sanctuary of Sisters of Maria Bambina in Lovere (BG). Over the years this Sanctuary was object of works of static strengthening in order to limit the damages due to differential foundational failures. The objective of this work is to evaluate the dynamic behaviour of the Sanctuary in case of seismic load to verify the correct design of the consolidation works. To valuate in an accurate way the local tensional state of the structure, a model of the Sanctuary was created using a 3D finite element model. The choice of tetrahedral finite element is required by the geometrical complexity of the building which cannot be modeled by equivalent frames or by structural macroelements. A study of the eigenfrequencies was at first conducted on the EF model, varying the mesh dimension. During this phase it was necessary to filter the frequencies of the not significant modes. Once the main modes were defined, a linear dynamic analysis was conducted on the Sanctuary, through the simulation of the seismic force with a design spectrum that was calculated according to NTC 2008. The definition of the seismic spectrum was also in accordance with the contents of “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, 2011”. The analysis was conducted with the aim to draw conclusions on the tensional state of the consolidated structures of the building and to compare, in a future study, these results with the stresses derived from a non-linear analysis. The low range tensional results of the linear dynamic analysis confirm that the behaviour of the structure, subject to a conventional design spectrum, remains in the elastic stress field and this shows the correctness of the use of a linear analysis. However, further studies in a non-linear field are suggested, in accordance to the contents of “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, 2011”.

Il seguente lavoro di tesi è finalizzato ad un’analisi del comportamento dinamico globale del Santuario di Lovere (BG). Tale Santuario negli anni ha subito interventi di consolidamento statico volti a limitare lo stato di danno causato da cedimenti fondazionali del terreno. Obiettivo di questo lavoro è quello di valutare il comportamento dinamico del Santuario sollecitato da un sisma di progetto e verificare il corretto dimensionamento degli interventi di consolidamento statico eseguiti. Si procede dunque alla modellazione numerica del Santuario utilizzando la tecnica degli elementi finiti utilizzando quelli tridimensionali per poter valutare in modo accurato lo stato tensionale locale. La scelta di utilizzare elementi finiti tetraedrici è dettata dalla complessità della geometria dell’edificio, poco riconducibile a telai equivalenti o a macroelementi strutturali. Sul modello FEM viene dapprima condotto uno studio delle frequenze proprie naturali al variare della discretizzazione utilizzata. In tale lavoro si sono dovute inoltre analizzare le diverse frequenze che sono state filtrate al fine di eliminare quelle non significative. Definiti i modi principali si è condotta sul Santuario un’analisi dinamica lineare simulando la forzante sismica con uno spettro di progetto, calcolato secondo le norme tecniche del 2008. La definizione degli spettri è stata inoltre svolta ottemperando alle indicazioni presenti nelle “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, 2 Dicembre 2011”. L’analisi è stata condotta in particolar modo a scopo conoscitivo - indagativo al fine di poter trarre conclusioni sullo stato tensionale delle strutture consolidate del Santuario e per poter poi comparare i risultati ottenuti con quelli di una tesi successiva che studierà il quadro sollecitazionale derivante da analisi dinamiche non lineari. I modesti risultati tensionali ottenuti dall’analisi evidenziano che il comportamento della struttura, sollecitata dal sisma convenzionale, permane in campo elastico e ciò convalida l’utilizzo di un’analisi elastica lineare. Nonostante ciò si auspicano ulteriori studi in campo non lineare, in accordo con quanto suggerito dalle “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, 2 Dicembre 2011”.