Modellazione numerica del comportamento meccanico delle volte catalane

Abstract

Il presente lavoro riguarda la modellazione numerica del comportamento costitutivo delle cosiddette volte in foglio (le bóvedas tabicadas) che rappresentano una delle tecniche edilizie tradizionali catalane più diffusamente impiegate da alcuni tra i più grandi architetti spagnoli (primo fra tutti Gaudí) alla fine del XIX secolo [1-3]. Tali volte risultano fondamentalmente costituite da strati alternati di spessore in generale pressoché uguale di mattoni e di malta. Questa particolare caratteristica viene studiata in questo lavoro nel quale si vuole confrontare la modellazione del comportamento costitutivo considerando il materiale come ideale omogeneo con quella ottenuta modellando il materiale come stratificato. Tale studio consente di valutare in modo più aderente alla realtà la capacità portante delle volte catalane, il ruolo svolto dai diversi strati di malta e, ai fini dell’eventuale riabilitazione strutturale, l’incremento della capacità portante della stessa struttura rinforzata aggiungendo un numero opportuno di strati dello stesso materiale. La caratterizzazione fisico-chimico-petrografica dei materiali viene effettuata prelevando opportuni campioni costituenti una struttura reale, mentre quella meccanica degli elementi strutturali viene effettuata attraverso prove di compressione centrata, flessione e presso flessione su elementi prelevati da strutture reali e rappresentativi di pannelli murari. Ancora, le caratteristiche meccaniche dei mattoni sono ottenute da prove di compressione e di flessione su provini estratti da elementi reali, mentre quelle della malta sono ottenute ai sensi delle vigenti normative in materia. Una volta determinato il comportamento costitutivo dei materiali le prove sperimentali vengono riprodotte utilizzando il programma agli elementi finiti ADINA 8.6.1 modellando il materiale sia come omogeneo che come stratificato con i parametri meccanici ottenuti in precedenza. Le modellazioni ottenute vengono implementate per effettuare analisi computazionali di volte reali sulle quali sono state preventivamente effettuate delle prove di carico. Il confronto tra i risultati ottenuti consente di valutare il ruolo svolto dagli strati di malta e la loro influenza sul comportamento complessivo del materiale.