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Università IUAV di Venezia

Corso di Laurea Magistrale A73-Architettura Costruzione e Conservazione a.a. 2013/2014

Castel Sant’Elmo (NA) la riprogettazione di un sito complesso: titolo tesi:

ipotesi e provocazioni

laureando: Federico Salvalaio relatore: prof.re Salvatore Russo

correlatori: prof.re Aldo Aymonino prof.re Marco Ferrari ph.D. Giosuè Boscato dott.ssa Alessandra Dal Cin dott.ssa Silvia Ientile

ringraziamenti: prof.re Camillo Gubitosi Officine Meccaniche Berengo s.p.a. dott.ssa Angela Tecce arch. Giosuè de Angelis laboratorio LaBSCo - IUAV laboratorio CiRCE - IUAV nota:

La tesi (grazie all’opportunità fornitami dall’Università IUAV e il suo LabSCo) si inserisce nell’ambito della convenzione sulla “Verifica della sicurezza sismica dei Musei Statali. Applicazione O.P.C.M. 3274/2003 s.m.i. e della Direttiva P.C.M. 12.10.2007”.

Convenzione Arcus - DG PaBAAC Rep. n. 113/2011 del 30/09/2011 Convenzione DG PaBACC - Consorzio ReLUIS Rep. n. 21/2011 del 28/10/2011 Venezia, 25 Marzo 2015

vista panoramica esterno Castel Sant’Elmo

vista panoramica dalle mura di Castel Sant’Elmo

0.2. mappe storiche

rappresentazione iconografica di Castel S. Elmo storia e vicende del castello

e lettura architettonica del castel S. Elmo in Napoli 1. Analisi Camillo Gubitosi prof.re

“estratto dagli “Atti” dell’Accademia Pontaniana - Volume XXII (Napoli 1973)”

Uno dei periodi più incisivi per la storia urbanistica di Napoli fu certamente la dominazione aragonese.

Infatti agli inizi del Cinquecento, fu scossa da un notevole fervore di rinnovamento urbano. Il personaggio principale, fu certamente don Pedro de Toledo vicerè, in carica dal 1532. La spedizione di Carlo VII di Francia contro Ferrante d’Aragona nel 1494, resero evidente la debolezza della cintura dal lato di settentrione, e cioè dalle colline che cingono la città. Infatti sul culmine della collina di S. Martino, sorgeva un edificio fortificato che nel 1329 già era nominato in documenti e detto Belforte.

Certamente non si trattava di un castello secondo il concetto medioevale, ma probabilmente di una residenza fortificata che sfruttava la posizione dominante del colle. Alla spedizione di Carlo VII però, succedette l’assalto in forza dei francesi guidati da Carlo V, che tentarono rovinosamente di prendere la capitale partenopea.

L’ambizione del Vicerè don Pietro di Toledo di legare il suo periodo del suo vice-reame ad opere imponenti, lo spinse ad ampliare il sistema difensivo aragonese, e sul culmine del Colle, fu decisa la costruzione del Castello di S. Elmo (o S. Telmo) a ridosso della Certosa di San Martino.

L’opera fu affidata per il progetto e la realizzazione all’architetto spagnolo Pirro Luigi Scribà di Valenza. L’impianto fortificato di S. Elmo può essere considerato un esempio tipico dell’ingegneria militare di inizio ‘500; dove l’urgenza delle applicazioni di nuove strategie difensive è avvertibile.

L’ingegneria militare cinquecentesca si viene a modificare rispondendo a motivi di ordine strategico, tenendo conto delle vie di comunicazione, delle probabili direttrici d’attacco e delle situazioni politiche ad ampio raggio. Ecco che Castel S. Elmo nasce già con la precisa impostazione di essere sede di artiglierie che per la posizione dominante potevano battere le zone circostanti per 360°; (le prime artiglierie, costituite in massima parte dalla bombarda), con il loro tiro fortemente curvo davano scarse possibilità di offesa e quindi di difesa; ma il ridursi del calibro, l’aumento della gittata, l’impiego di proiettili di ferro e la sostituzione con bocche di fuoco più mobili richiesero non più torri e merlature medioevali, ma grandi aree libere su cui disporsi le batterie, dando ampia possibilità di movimento ai pezzi che sparavano tra i merloni.

Castel S. Elmo fu eretto prevenendo poi un profondo fossato scavato nel tufo, che mentre come cava di tufo forniva la materia prima indispensabile a costruire il forte, nella sua specifica funzione aumentava l’altezza del coronamento, permettendo alle armi di battere una zona più ampia.

1569 - Napoli - G. Ballino (Venezia)

1700 - La città di Napoli - V. Coronelli (Venezia)

L’ingegneria militare doveva non solo tenere conto delle capacità distruttiva dell’artiglieria, ma delle traiettorie di tiro e quindi adeguando le tondeggianti forme dei torrioni con affilati bastioni triangolari, meno esposti ai tiri dell’artiglieria.

La costruzione fu progettata in un paio di anni, sin da quando Carlo V visitò Napoli nel 1535, e nel 1537 ne fu avviata la costruzione - per buona parte già conclusa nel 1538. Tale rapidità di progettazione ed esecuzione non poteva che produrre l’opera, che oggi sopravvive nella sua quasi totalità. Infatti il sito su cui sorge S. Elmo è un ammasso di roccia tufacea. S’intende per tufo giallo napoletano una formazione ipro-clastica, che si appoggia su ‘tufi antichi’ genericamente simili, su cui fu edificato il forte, estraendo i conci di tufo prima sul perimetro della costruzione, creando contemporaneamente il fossato e poi all’interno, ricavando immense cisterne. Certamente lo Scribà per S. Elmo ricercò la forma più semplice e razionale dei bastioni, impostando la pianta su una forma poligonale con sei cuspidi. Il poligono è allungato secondo un asse Nord-Sud, e sui lati lunghi si inseriscono due bastioni triangolari a protezione dei fianchi. S. Elmo rimane nel vasto panorama castellano della penisola un esempio quasi isolato per tipologia, impianto planimetrico e caratteristiche architettonico costruttive.

D’altra parte va rilevato che se il Castel si discosta tipologicamente dalle altre costruzioni similari, ciò è dovuto in buona parte alla sua particolare ubicazione. Infatti l’ipotesi di un attacco frontale era del tutto remota, dato che le pendici del colle di S. Martino sono (per tre versanti) scoscese ed oltre alle difficoltà del pendio non offrivano all’assalitore alcun riparo assicurando invece alle vedette del castello un immediato avvistamento del pericolo e quindi la difesa con tutti i tipi di arma da fuoco che potevano battere a piacimento con ogni gittata.

La realizzazione affrettata dell’opera mutilò il progetto di una fortificazione molto più ampia che si stendeva da est ad ovest. Infatti in alcuni disegni conservati in un archivio spagnolo mostrano il Castel S. Elmo circondato ad oriente ed occidente da due ampie cinte fortificate, una racchiudeva il convento di San Martino l’altra si allargava ad ovest a ventaglio con un impianto poligonale ai vertici del quale si protendevano tre baluardi, ciascuno con una diversa configurazione geometrica in pianta. Sul lato opposto introno al convento la configurazione era eguale.

E’ interessante rilevare che il caput rivolto verso oriente nel progetto risulta perfettamente allineato col vertice del pentagono principale della cinta fortificata e col vertice del bastione. Riaffiora l’ipotesi dello schema pentagonale collegato al pattern antropomorfico che lo stesso Francesco Giorgio di Martini lo lega alla casistica francese di altre fortificazioni (come riporta Violet le Duc.) A Sant’Elmo dunque l’Escribà, nella fretta della realizzazione, sperimentò per la prima volta, la conformazione a caput abbreviato volto ad oriente, in posizione nettamente dominante in nucleo principale della città, con l’eliminazione totale dei baluardi. Infatti le cannoniere sono ricavate in modo atipico nelle cortine, arretrate rispetto al filo delle murature e inserite in grandi vani archivolti, alcuni tagliati nella viva roccia, con specifiche funzioni statiche della parte della costruzione superiore. Articolazione classicamente rinascimentale, cioè pentagonale con baluardi: Forte Stella di Portoferraio, del Belvedere a Firenze, di Malamocco a Venezia e di Portolongone.

S.Elmo dal punto di vista costruttivo, risulta una abile utilizzazione del picco roccioso del colle che domina la città; la natura tufacea della roccia dette modo di creare sui lati sud ed ovest un fossato, che in realtà erano delle cave di pietra che andarono a formare cortine tufacee, col tipico sistema a sacco e con spessori variabili.

A differenza del Castel dell’Ovo, il banco tufaceo fu accuratamente regolarizzato in prosieguo delle cortine, quest’accortezza rende invisibile da lontano (cioè dal basso della città) la differenza tra la roccia e la muratura per cui il castello assume un’imponenza ancora maggiore. Anche le grandi cannoniere archivoltate per le loro inusitate proporzioni appaiono da lontano quasi come cavità naturali. In realtà i grandi e profondi vani, che per un terzo alla base sono tagliate nella viva roccia, davano con la loro immensa e inusitata svasatura, la possibilità di un ampia zona di tiro lungo i fianchi delle cortine, dai fossati fino alle massime gittate.

Dal punto di vista funzionale, il Castel consta di due grandi livelli: - quello interno, ove un dedalo di corridoi adduceva alle casematte, cannoniere, depositi di munizioni, vettovaglie e cisterne; - l’altro era costituito dalla grande spianata che concludeva il castello, al centro del quale si elevavano due edifici, uno adibito in origine alla guarnigione e l’altro erano l’alloggio del castellano e i suoi subalterni con annessa piccola chiesa parrocchiale.

Interessante e quantomai ingegnosa è l’accesso sul alto nord-orientale, che penetrando all’interno della costruzione con andamento a rampa, si avvolge su se stessa; in maniera tale da garantire una facile difesa dall’interno della rampa stessa. In particolare la rampa di accesso, è costruita in modo tale da permettere ad un notevole numero di armati, attraverso feritoie, di tenere sotto tiro le rampe sottostanti.

1570 - Napoli - D. Bertelli (Venezia)

1704 - Journal du voyage en Italie - Antonio Bulifon

In realtà si può affermare che schematicamente la fortezza non è altro che una grande casamatta ad un piano, poggiato su un blocco tufaceo molto prominente e cinto da una cortina muraria, nella quale l’Escribà aprì dodici cannoniere binate inserite in profondi cavità archivoltate.

Sulla spianata di coronamento si formò una vasta piazza d’armi, cintata da una serie di cannoniere e merlature per l’artiglieria a lunga gittata.

Di notevoli dimensioni è la grande cisterna che fu scavata al centro del blocco tufaceo, il cui materiale fu adoperato poi per lo stesso castello.

1640 - Neapolis - F.B.Werner (Ausburg)

1775 - Napoli - Duca di Noja

Forte Stella - Portoferraio (LI)

Forte Belvedere - Firenze (FI)

2. Fasi costruttive di Castel S. Elmo

1170 - Documentata la presenza sul colle della Fortezza di Belforte, costruita dai Normanni nei pressi di una chiesa dedicata a S. Erasmo, in uso come residenza di membri della famiglia D’Anjou.

Non se ne conosce la configurazione originaria, probabilmente era una residenza fortificata con un ingresso marcato da torri. La tipologia residenziale a cui probabilmente apparteneva era quella di edificio a tre piani a pianta rettangolare con due torri all’estremità, protetto da una cortina muraria di difesa e circondato da un ampio fossato.

1500 - Ferdinando il Cattolico, giunto a Napoli nel 1506 constata le cattive condizioni delle fortificazioni napoletane; tuttavia i problemi degli spagnoli dopo la conquista dell’Italia meridionale sono numerosi: l’estrema povertà della popolazione, l’esposizione agli attacchi dei pirati, la necessità di rinnovo dell’amministrazione del regno, etc. quindi per i primi trent’anni la fortificazione della città rimane affidata alle vecchie strutture. Si ipotizzano diversi usi per Castel dell’Ovo e si trascura il fianco orientale difeso dalle mura, da poco costruite, mentre si giudica molto favorevole e più strategica la posizione di Castel Sant’Elmo.

Nel 1532 diviene Vicerè di Napoli Pedro da Toledo che rimarrà in carica per quasi un ventennio (fino al 1553) e, godendo della piena fiducia di Carlo V, potrà effettuare importanti trasformazioni sia alle strutture amministrative che a quelle difensive della città.

1537-1546: il castello raggiunge la sua configurazione attuale con una pianta a sei punte a opera dell’architetto militare Pedro Luis Escrivà di Valencia.

Si struttura su sue livelli principali, un livello interrato che racchiude le cannoniere, i depositi, il sistema di cisterne e tutte le necessarie gallerie di collegamento, e il livello sopra la Piazza d’Armi occupata da due volumi edilizi. Un edificio era destinato agli alloggi della guarnigione, l’altro blocco ospitava l’alloggio del castellano e dei suoi subalterni e una piccola chiesa, progettata da Pietro Prato.

1587: il deposito di munizioni del castello viene colpito da un fulmine ed esplode distruggendo la chiesa, il quartiere degli ufficiali e l’appartamento del castellano.

Nel 1599 i danni non erano ancora stati riparati quando Domenico Fontana redige una realzione per individuare la posizione della chiesa da ricostruirsi “nella piazza et non sopra la cortina che guarda verso il largo delle Vergini dove era prima”.

1599-1601 Vengono eseguiti lavori di ricostruzione sotto la direzione di Domenico Fontana (il castello inizia ad occupare un ruolo preminente in tutte le viste di Napoli già a partire alla Tavola Strozzi datata fine XV secolo).

20 Febbraio 1639 - “Piante de S[ant]to Elmo S[ant]to Martino et suo ristretto della maniera che oggi si ritrova”

1775 - Napoli - Duca di Noja

1600 - Vengono mosse varie obiezioni al progetto, che saranno ripetute poi per tutta la sua esistenza, vengono elaborati inoltre numerosi progetti e ipotesi per modificarlo, tuttavia il manufatto, per la sua configurazione stessa e per la vicinanza con al Certosa di San Martino, non consentiva trasformazioni radicali. Le varie proposte quindi riguarderanno sempre e solo il potenziamento delle strutture esistenti poiché gli spazi disponibili erano già stati tutti impegnati. La città all’epoca aveva subito una forte espansione verso occidente; il territorio incluso nella nuova cinta difensiva della città in realtà è solo in parte destinato allo sviluppo della città perché in gran parte avrebbe dovuto essere vincolato al servizio di castelli e circuiti difensivi. I napoletani tuttavia, incuranti dei divieti, occupano comunque tutte le aree rimaste libere, rendendo ancora più difficile nei tempi successivi altri interventi sostanziali al complesso. Le forti tensioni sociali del periodo emergono durante la rivolta di Masaniello, la fortezza comunque non viene conquistata e mantiene il suo ruolo di minaccia per i rivoltosi in città. La diffusione di armi sempre più potenti e lo sviluppo disorganizzato della città rendono sempre più difficile la posizione di Castel Sant’Elmo.

1700 - Nel 1706 viene redatta una relazione da parte di tecnici francesi con una descrizione dettagliata dei vantaggi e

delle criticità della costruzione, nella quale sono allegati anche accurati rilievi con note degli interventi che si ritenevano necessari per migliorare la costruzione. Quando arrivano gli Asburgo i castelli sono ancora in mano spagnola; iniziano allora le trattative con i vincitori e con i napoletani che chiedono in custodia Castel Sant’Elmo (ancora vivo il ricordo della rivolta di Masaniello in cui il forte sparava sulla città) e del Bastione del Carmine. La guarnigione a Castel Sant’Elmo resiste un periodo poi, accerchiata e con gli austriaci padroni del colle, si arrende e per alcuni mesi il forte viene usato come prigione per gli spagnoli. Le carenze di fondi non consentono di rinforzare le fortificazioni in età austriaca e nel 1734 il regno è invaso da Carlo di Borbone. Il nuovo sovrano investe risorse per il potenziamento della difesa ma Castel Sant’Elmo è ormai escluso e viene destinato solo a prigione. Nel 1799 il Castello è assalito dai patrioti napoletani, passato in mano dei lealisti e poi dei francesi di Championnet è infine investito dalla truppe del cardinale Ruffo. Le vicende confermano che, mutate le strategie e le armi da guerra, il castello è utile solo come presidio antisommossa e negli anni poi verrà infatti utilizzato solo come prigione (sarà infatti il luogo di prigionia dei patrioti della rivoluzione napoletana come Gennaro Serra, Mario Pagano, Luigia Sanfelice).

1800 – Una relazione dei tecnici francesi datata 1806 riporta un tentativo di migliorare le difese della città. Nel 1822

20 Febbraio 1639 - “Piante de S[ant]to Elmo S[ant]to Martino et suo ristretto della maniera che oggi si ritrova”

1884 - Panorama des Naples

i militari austriaci rilevano alcune fabbriche napoletane (sono presenti anche alcuni disegni di Castel Sant’Elmo), la Certosa viene indicata come Casa degli Invalidi. Si illustra un armamento più moderno del colle, vi sono trinceramenti e batterie poste a ridosso di tre puntoni orientati verso l’area pianeggiante e verso al porta e un secondo perimetro che racchiude l’area della certosa. Gli austriaci tuttavia non diedero corso al progetto di rafforzamento della fortezza perché lo stato delle finanze non lo consentiva.

Con l’unità d’Italia, un regio decreto abolisce la servitù militare e l’antica fortezza, non essendo considerata più “opera difensiva dello stato”, viene adibita a carcere militare con la sola eccezione della polveriera sulla quale è imposta la servitù il 27 novembre del 1887.

Dal 1860 in poi, con la partenza dell’ultima guarnigione borbonica, Castel Sant’Elmo viene destinato a prigione militare; mantiene questa funzione fino al 1952 quando le istituzioni decidono di trasferirla a Gaeta.

Continua però a restare proprietà militare fino a quando nel 1976 un esteso porgetto di restauro, intrapreso dal Provveditorato alle Opere Pubbliche della Regione, non interviene a trasformarlo.

In 7 anni di lavori la costruzione viene liberata dalla superfetazioni, consolidata strutturalmente, vengono recuperate le opere (gallerie e camere) sotterranee e viene creato un grande auditorium da 700 posti.

Nel 1982 il sito passa sotto la Soprintendenza di Napoli.

0.3. rappresentazione iconografica tavola Strozzi fotografie del castello agli inizi del ‘900 fotografie dal castello oggi

tavola Strozzi- Napoli XV sec. - Museo Nazionale S: Martino (NA)

2

Napoli - varie vedute dal piazzale del castello

1 3

4

5

Napoli - varie viste esterne del Castello

1 3 2

4

5

Napoli - varie vedute del colle di S. Martino e del Castel S. Elmo

0.4

inquadramento area

individuazione principali fatti urbani

Certosa di S. Martino (1368)

galleria Umberto I (1827)

palazzo Reale di Napoli (XVII sec)

castel dell’Ovo (XIII sec)

CastelNovo - Maschio Angiolino (XIII-XV sec)

piazza del Plebiscito (1600)

0.5. localizzazione-rapporti lettura critica urbani

descrizione intervento anni ‘80 estratti dei quotidiani dell’epoca sull’opera

lavori eseguiti, costi, tempi e criteri 1. Restauro: Provveditorato alle Opere Pubbliche a cura del

- estratto da ‘Beni ambientali e culturali: atti della Rassegna LA SETTIMANA DEL CASTELLO” 16/24 Giugno 1979

OPERE: Gli interventi programmati e in parte realizzati consistono in: - realizzazione di una sala Riunioni ricavata nella zona sottostante la palazzina ex CArcere a 2 livelli tra quota Piazza d’Armi e quote galleria con lo sfruttamento in massima parte di due grosse cavità esistenti al di sotto della palazzina stessa; - carpenteria metallica relativa la strutturazione della Sala Riunioni [...]

CRITERI: “I criteri adottati nell’esecuzione di ripristino e consolidamento dei vari corpi di carattere monumentale che costituiscono l’insieme del castello, sono stati dettati ed improntati alle più scrupolose norme di intervento per restauri monumentali.”

Sala Riunioni: • Platea ed Antisala mq. 1300; di cui mq. 300 sfruttati a seguito di sgombero di cavità da materiali di riporto, rifiuto ed a deposito.

• Foyer mq. 550 • Atrio mq. 270 • Numero di posti in sala N. 1300 Serbatoi d’acqua (capacità di circa mc. 600)

LMO

T’E l SAN

caste

COSTI e TEMPI: Costi del restauro e della ristrutturazione: a conclusione dei lavori si prevede la spesa di 6 miliardi + IVA. La definitiva conclusione dei lavori e quindi la possibile apertura al pubblico è prevista per il 1981 - Ministero dei Lavori Pubblici Provveditorato Regionale alle Opere Pubbliche per la Campania, fondi della Cassa del Mezzogiorno e del Ministero ai Beni Culturali e Ambientali.

- Restauro curato da: dott. ing. Paolo Martuscelli, geom. Aldo Amoroso e Roberto Falcone.

- Consulenti per la sala convegni: proff. archh. Camillo Gubitosi e Alberto Izzo, prof. ing. Mario lo Cascio per le strutture - Imprese esecutrice: • “Giglio s.p.a.” - Napoli; • Cooperat. “La stradale”, • Geom. P. Segreti, Napoli; • Spinosa Luigi, Napoli; • Di Domenico Luigi, Napoli - Direttore del Cantiere: ing. G. Nardella con l’assistenza del geom. Bruno Casale.

PEDAMENTINA

opinioni degli altri, polemiche sul restauro 2. Le rassegna stampa da quotidiani e periodici

- estratto da ‘Beni ambientali e culturali: atti della Rassegna LA SETTIMANA DEL CASTELLO” 16/24 Giugno 1979

“Il Mattino” 3 Novembre 1977

corso VITT ORIO

Nell’articolo si parla dell’opera di restauro e del progetto del Provveditore Martuscelli: “Si vanno aprendo finestroni che erano stati murati, si rifanno elementi modellati in tufo, si completano archi di pietra vesuviana, sarà ripristinato anche il mastio dando assetto suggestivo a via Angelini” - Per il progetto: “nel masso tufaceo della immensa spianata si sta scavando un auditorium capace di 1400 posti che colmerà una lacuna nelle attrezzature culturali del Vomero”.

EMA NUE LE

“Voce dell Campania” 1 Gennaio 1978 - articolo di Renato Caprile Si cita una frase di Eduardo Vittoria: “ Un monumento non vive perchè è stato restaurato, vive in quanto è abitato ed utilizzato...”

“Paese Sera” 17 Febbraio 1978 - articolo di Franco Nocella

“ Nessuno tocca niente, non vi preoccupate” dice Paolo Martuscelli, ingegnere capo del Genio Civile, direttore dei lavori di restauro di Castel Sant’Elmo, “io lascio tutto immutato, come avete visto: qua ci potete fare tutto quello che volete”. L’incontro nel piazzale San Martino è stato occasione di una grossa scoperta, “questo castello è una vera città nella città” ha commentato Eduardo Vittoria.

“Questi i termini della polemica: il Genio Civile ha avuto, nella impostazione dei lavori, un margine di discrezionalità troppo ampio e il rischio di scelte irreversibili che limitano di fatto le libertà di valutazione per la destinazione d’uso del complesso da parte delle autorità competenti.

“Scena territoriale” Agosto-Settembre 1978 - articolo di Geppino Cilento

“...il progetto del nuovo teatro che si viene costruendo dentro S. Elmo, rimanda ad un altro aspetto dello spreco e del provincialismo culturale e di regime che oggi si viene affermando nella città...La strada progettuale operata per S: Elmo è stata quella di restaurare tutta la forma dell’architettura militare di questo monumento costruendo una nuova tipologia, appunto un teatro da 1400 posti”....

Una persona normale immaginerebbe un teatro ricavato direttamente e felicemente nella grandiosa spazialità strutturale dell’architettura militare di Castel Sant’Elmo.

Invece a questa persona normale va detto che il teatro è stato ricavato e progettato li dove non c’era, cioè sventrando l’estremità del colle di Sant’Elmo la massa tufacea al cui intorno si snoda il sistema spaziale di contrafforti, camminamenti e gallerie...

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TR N E C

RI O T S

0.6. Royaume de Naples 1705 - ridisegno e rilievo

1705 - Royaume de Naples - Inquadramento generale e colle San Martino

0.7. Royaume de Naples 1705 - ridisegno e rilievo

1705 - Royaume de Naples Pianta quota Fossato Prospetti

0.8. Royaume de Naples 1705 - ridisegno e rilievo

1705 - Royaume de Naples Pianta quota Gallerie - attuale Auditorium

A.1 pianta fossato

quota 220,70 m.s.l.m. - 15,66 m scala 1:250

+218,00

+223,75

+223,27

+224,27

VIA TITO NI

ANGELI

+215,20

+218,38

+225,48 +225,40

+223,27

+226,65 +219,62

+221,30

+226,35

+222,25

+220,70

+227,05 +226,15

+229,70

+229,25 231,90

0

10

50metri

211.43

210.35

235.35 243.67

236.50

A

G

A

E

E

235.36

3.72

5.59

G 235.35

41.98

234.90

235.35

3

38

3

8.20

4

235.36

4.

D-F

D-F

56 2.5 2

82

2.9

C

1.94

235.35

235.36

G

D-F C

235.36

E

3.01

235.37

1 3.4

C

1.60

2.10

9.47

9.4 1 3.0 0 0 6

235.36

3.9

3.3

E

G

1.40

33.27

2

C

2.

1.60

12.07

242.47 243.99

8.74

.9

24.53

9.65

44

241.90

D-F

4.

14

240.22

240.25

235.36

7.51

94

8.62

5.

8.26

20.72

5.

36.89

AREA

5.52

2.69

6.92

5.70

28.32

8.99

2.64

10.56

55.80

2.40

2.84

CONTROSOFFITTO

9.64

22.82

235.35

234.37

234.37

21.96

5.70

7.65

34.50

22.54

2.67

5.70

2.34

27.40

4.77

4.58

233.20

5.70

2.82

235.35

199.20

B

B

48.03

B

B

5.76

10.19

235.35

28.94

5.20

33.68

12.97

235.35

235.37

42.28

236.90

10.76

10.77

8.09

7.69

235.37

A

218.05

A

237.03

242.55

223.42

31.05 223.55

231.89

31.01

228.20

16.75

2.79 8.97

235.35

237.30

8.77

217.10

239.40

A.2.1 pianta auditorium

A.2.2 pianta aula sotterranea

quota 235 m.s.l.m. - 30 m scala 1:250

quota 241 m.s.l.m. - 34,68 m scala 1:250

0

10

40metri

0

10

40metri

31.14 15.8 2 15.

92 22.20 3.27

9.38

7.78

+248.41

8.02

+250,85

C

+247.29

G

6.57

D-F 27.60

C

E +247.77

9

D-F

D-F

7.89

+247.49

.6

3

+247.49

D-F

20

E

G

9.38

+250,00

3

25.

8

A .41 19

E

G

7

26.92

A

C

G

C

E

+248.16

+247.15

63.89

63.97

+250,20

48.11

+247.49

63.83

+247.44

36.15

+247.49

B

B

B

35

.11

B

12.79

5.97

22.41

+247.29

7.93

8.16

18

10

14.

.79

8.04

41.17

39.70

31.49

.36

29

A

2.73

14.91

45.63

46.83

29.18

A

25.22 30.90

.91

11.69

15

.5 3

17

8.91

12.58

1

15.8

A.3.1 pianta piazza d’armi quota 250 m.s.l.m. - 44 m scala 1:250 0

10

40metri

A.3.2 pianta piano primo

quota 259,70 m.s.l.m. - 54,66 m scala 1:250 0

10

40metri

+58.16 263.20

+54.66

259.90

259.90

258.10

+50.40 +48.90

+52.76

+52.68

259.70

+52.68

+50.20

255.80

+49.32

+47.08

255.24

256.54

254.30

+45.16

254.30

252.38

+34.68

+34.68 241.90

241.90

+36.50 241.9

+15.66 220.70

+0.00 205.04

+0.00 205.04

A.4.1 prospetto ovest scala

+52.20

+52.20

259.90

259.30

1:250

0

10

A.4.3 prospetto sud

50metri

scala

0

10

50metri

1:250

+52.80 259.9

+51.07

+49.28

258.10

++51.07 259.90

256.38

+44.68

+47.08

+47.08

+254.30

254.30

+34.68

+34.68

+34.68

241.90

241.90

+46.22 253.44

251.90

+34.68

+241.90

241.90

+18.27 225.48

+11.05

++10.47

217.70

218.34

+10.93

+9.88

+215.97

217.08

A.4.2 prospetto est scala

1:250

0

10

+0.00

0.00

+205.04

205.04

50metri

A.4.4 prospetto nord scala

1:250

0

10

50metri

+54,6 m

+259,70 s.l.m.

+54,6 m

+259,70 s.l.m.

+51 m

+255,30 s.l.m.

+50,0 m

+255,30 s.l.m.

+44,9 m

+250,85.l.m.

+44 m

+44,2 m

+44,0 m

+250,20 s.l.m.

+250 s.l.m.

+250,00 s.l.m.

+44,2 m

+30,0 m

+44,0 m

+250,20 s.l.m.

+250,00 s.l.m.

+250,00 s.l.m.

+37,5 m

+244,00 s.l.m.

+37,5 m

+244,00 s.l.m.

+35,0 m

+34,7 m

+241,52 s.l.m.

+241,00 s.l.m.

+235,30 s.l.m.

+235,30 s.l.m.

+243,43 s.l.m.

+243,00 s.l.m.

+30,0 m

+30 m

+36,9 m

+36,5 m

+31,0 m

+29,0 m

+29,6 m

+235,37 s.l.m.

+234,30 s.l.m.

+233,68 s.l.m.

+28,0 m

+233,20 s.l.m.

+28,6 m

A.5.1 sezione AA

scala 1:200

0

30metri

+234,00 s.l.m.

+233,20 s.l.m.

A.5.2 sezione BB

10

+29,3 m

+28,0 m

+233,60 s.l.m.

scala 1:200

10

0

30metri

+51,0 m

+255,30 s.l.m.

+46,0 m

+255,37 s.l.m.

+44,6 m

+250,85 s.l.m.

+45,4 m

+250,80 s.l.m.

+44,6 m

+250,10 s.l.m.

+44,5 m

+250,00 s.l.m.

+35,0 m

+241,60 s.l.m.

+30,0 m

+30,0 m

+235,30 s.l.m.

+235,30 s.l.m.

+30,0 m

+235,30 s.l.m.

A.5.3 sezione GG

scala 1:200

0

10

30metri

A.5.4 sezione DD

10

0

30metri

scala 1:200

+54,7 m

+259,70 s.l.m.

+50,3 m

+50,0 m

+255,89 s.l.m.

+255,30 s.l.m.

+49,0 m

+254,00 s.l.m.

+45,4 m

+45,6 m

+250,80 s.l.m.

+44,5 m

+250,00 s.l.m.

+44,5 m

+251,00 s.l.m.

+250,00 s.l.m.

+35,0 m

+241,60 s.l.m.

+30,0 m

+235,30 s.l.m.

A.5.5 sezione EE

scala 1:200

0

10

+30,0 m

+30,0 m

+235,30 s.l.m.

30metri

+235,30 s.l.m.

A.5.6 sezione FF 0 scala 1:200

+30,0 m

+235,30 s.l.m.

10

30metri

2

Tufo Giallo Napoletano

Calcestruzzo armato

Massetto in C.A. e pavimentazione

1 3

Rilievo LaserScan fonte: IUAV CIRCE - Centro di Servizi Interdipartimentali di Rilievo, Cartografia ed Elaborazione.

5

1

rilevamento massetto nei primi 30 cm

Rilievo stratigrafico tramite georadar fonte: IUAV LabSCo

presenza di rete elettrosaldata

2

rilevamento travetti del solaio in latero-cemento

2

1

4

3

1.

Interventi del XX secolo

1976 -1983 - Dismessa la destinazione di carcere, nel 1976 si avviano importanti lavori di restauro per il recupero e la rifunzionalizzazione del complesso.

Nel 1982 Castel Sant’Elmo viene dato in consegna alla Soprintendenza per Beni Artistici e Storici di Napoli, che prosegue i lavori recuperando nuovi spazi espositivi.

L’intervento di restauro, oltre alla sistemazione dei volumi sopra la Piazza d’Armi, ha compreso la trasformazione dei volumi ipogei di una delle cisterne del castello (quella in asse con i soprastanti locali museali, per distinguerla da quella già dismessa localizzata al di sotto della chiesa) e degli ambienti ad essa adiacenti, per la realizzazione di un auditorium.

Il volume della cisterna pre-esistente è stato ampliato verso nord ovest, probabilmente con nuovi sbancamenti nelle strutture in tufo.

1

2

3

3

3

4

Le preesistenze di strutture murarie superiori (a quota Piazza d’Armi), verosimilmente conservate all’atto della rifunzionalizzazione, hanno indotto i progettisti a concepire un’orditura principale in acciaio allineata sui maschi murari soprastanti da conservare: ciò si evince anche dalla notevole rigidezza esibita dalle travi metalliche a cassone saldato, con sezione di altezza circa 3 m, inserite al di sotto delle murature principali.

Tali cassoni metallici presentano maggiorazioni di inerzia in corrispondenza dei capitelli posti al di sopra delle pilastrature, anch’esse in acciaio e di sezione composta circolare geminata (diametro 600 mm): l’accoppiamento dei tubolari, realizzati mediante coils metallici a saldatura spiroidale, risponde evidentemente alla necessità di offrire appoggio torsionale alle soprastanti travi a cassone.

Presso uno dei due corridoi di servizio laterali sono visibili sei di queste configurazioni di appoggio cassone-capitello-pilastro.

Gli effetti di rigidezza differenziale del piano di imposta delle murature soprastanti prima/dopo l’intervento sono leggibili nel quadro fessurativo delle volte degli ambienti museali: probabilmente, nonostante l’elevata inerzia della nuova struttura metallica, essa ha indotto delle differenze sensibili nel sistema tensionale di interfaccia, che prima si rapportava in maniera equilibrata e congruente alle strutture in tufo.

La sequenza di fasi costruttive per la realizzazione dell’auditorium, in assenza di documentazione progettuale reperibile, può essere solo ipotizzata.

Data la minima presenza di collegamenti meccanici (bullonature) in corrispondenza delle travi a cassone, si può immaginare che siano state poste in opera per estesi conci successivi o sull’intera lunghezza assiemata fuori opera. É ipotizzabile quindi che superfici sufficientemente ampie fossero necessarie a livello del piano terra per la movimentazione e ciò induce a ritenere che i relativi spessori di solaio - perlomeno in tratti fuori dall’area di influenza della volta sotterranea di copertura della cisterna- siano stati demoliti.

Per la messa in quota finale dei cassoni nelle loro sedi sotto i muri principali si possono ipotizzare, seguendo un principio analogo, dei cantieri per campioni successivi e delle centinature provvisionali.

Di fatto, dai grafici delle sezioni verticali disponibili, la volta di tufo non risulta più presente. Sono chiaramente visibili invece in diversi locali tecnici le lamiere grecate usate come fondo cassero per i nuovi solai in cemento armato.

Si osserva, infine, la presenza di appendici isostatiche, ad interasse ravvicinato (circa 2 m) fissate da ambo le parti delle travi a cassone. Queste triangolazioni in profilo metallico a U, risultano collegate al solaio di piano terra e dunque alle strutture superiori da coppie di barre metalliche diam 20mm annegate nella soletta; una porzione di barra risulta visibile tra l’appendice e il solaio, pertanto senza funzione di appoggio ma con il ruolo di stabilizzazione/controventatura dei cassoni.

5 B.1. rilievo esistente

sezione longitudinale - trasversale rilievo fotografico tramite laserscanner rilievo stratigrafico tramite georadar

B.2.piano rilievo degradi-lesioni auditorium galleria trasversale - foyer

14A 13A

11A

12A

10A

5.59

2A

3A

LEGENDA: Macchia Alterazione che si manifesta con pigmentazione accidentale e localizzata della superficie; è correlata alla presenza di materiale estraneo al substrato.

1A

3.72

4A

7A

8A

235.36

6A 5A

9A

0.00

41.98

8 8.20

5.3

4

5.9

4B

7.51

8B

24.53 4

94

4.4 9.65

8.62

14.

6

4.5 2

2.52

2.8

33.27

6B

5B

3B

1.60

1.60

9.47

2.10

3.00

9.41

1.40

2.92

7B

3.01

3.90

1.94

6

3.41

12B

3.3

2.40

2.84

36.89

2.64

Mancanza Perdita di elementi tridimensionali.

2.69

6.92

5.52

10.56

8.99

55.80

28.32

5.70

4.58

2.67

5.70

7.65

5.70

34.50

22.54

22.82

2.34

27.40

4.77

9.64

5.70

2.82

21.96

11B

9B

10B

2B

48.03

5.76

10.19

1B

Patina biologica Strato sottile, omogeneo, costituito prevalentemente da microrganismi, variabile per consistenza, colore e adesiona al substrato.

28.94

5.20 33.68

42.28

12.97

Fessurazione passante Degradazione che si manifesta con la formazione di soluzioni di continuità e che può comportare lo spostamento reciproco delle parti.

10.77

10.76

8.09

5C

7.69

6C

4C

7C 31.05

Presenza diffusa di vegetazione Presenza di licheni, muschi e piante.

2.79

8.97

8C

16.75

31.01 8.77

3C

2C

9C

1C

Fessurazione superficiale Degradazione che si manifesta con la formazione di soluzioni di continuità e che può comportare lo spostamento reciproco delle parti.

Distacco Soluzione di continuità tra strati superficiali del materiale, sia tra loro ch erispetto al substrato; prelude in genere alla caduta degli strati stessi.

B.3. rilievo degradi - lesioni

edificio carcere alto

Museo del Novecento (piano terra) Biblioteca (piano primo)

1.1

3.1

6

1

9.1

9.1

8.1

8.1

7.1

7.1

6.2

6.1

5.2

5.1

4.2

4.1

3.2

3.1

2.2

2.1

1.2

1.1

10.3 10.1

10.2

10.4

1.2

5

3.2

2

4.1

2.1 4 B.1.9

7

3

B.1.2 B.1.3

B.1.4

B.1.8

B.1.3

B.1.1

8

5.1

7.1 13

12

B.1.3

B.1.7

B.1.4

B.1.3

B.1.6

B.1.5

5.2 9

11

B.1.4

B.1.5

15

6.2

B.1.7

9.1

18

10.3

10.1

B.1.1

B.1.6

14

6.1

10

B.1.3

8.1

B.1.8

16

B.1.2

C.1. sezioni strutturali spaccato esploso assonometrico sezione struttuale A A sezione strutturale B B

0.939

22.726 6.305

0.741

0.740

6.525

0.924

5.288

12.555

5.247

6.591

7.130

4.940

0.879

6.781

2.906

1.364

0.858

8.461

9.353

14.823 13.459

A

1.918

5.457

B

1.991

1.992

1.755

2.222

1.973

2.044

1.998

2.044

1.944

2.042

7.075

0.496

2.313

4.453

B A

1.200

24.751

*ipotesi 4.502

1.953

*ipotesi

0.628

29.295 29.923 27.688 32.158 37.240

2.235

0.930

4.807

4.622

0.781

5.075

1.951

sezione A A

0.496

scala 1:100

2.235

36.590 0.717

4.970

0.726

4.457

1.260

6.265

0.579

+26.75 m.

B

A

1.000

0.628

B +20.93 m.

A 5.731

5.549

5.590

34.282

5.633

5.605

6.083

2.960

2.940 2.030 2.832

1.526

+10.59 m.

15.040

0.775

9.146

7.563 +1.51 m. +1.20 m.

1.200

1.526

2.940

1.444

1.444

2.246

1.270 0.464

+15.18 m.

+0.00 m.

2.710 3.438 2.067

1.425

4.194 5.683

*ipotesi 1.425

4.294 5.719

1.425

4.295 5.690 31.329 35.634

1.425

4.309 5.700

1.425

4.275 5.700

1.425

2.420 3.133 1.651

sezione B B scala 1:100

C.2 ipotesi fasi cantierizzazione

63 m

36 m

5,1 m

12 m

4,2 m

27 m

3,0 m

1,5 m

01

5,6 m

9,2 m

13.5 m

- scavo massa tufacea

64.1 m

04. Posizionamento travi scatolari

01.Sbancamento + scavo del piazzale d’armi

Apertura di due scavi fino al raggiungimento della quota dell’attuale auditorium.

Asportazione materiale tufaceo poi riutilizzato nei vari interventi di restauro.

13k tons

35 tons

5,85 m3

28,2 tons

4,9 m3

2,7k tons

2712 m3

730 tons

304 m3

Le travi di acciaio (di lunghezza pari a 30 metri) a sezione composta, montate e saldate in opera in sezioni più piccole; poi posizionate e tramite l’uso di martinetti idraulici spinte, o fatte scorrere orizzontalmente fino al raggiungimento della lunghezza finale.

8780m3 5000m3

5,8 m

03

5,8 m

6,2 m

5,6 m

5,8 m

11,8 m

- scavo massa tufacea esistente - posizionamento colonne struttura

1m 33 m

02. Scavo gallerie per posizionamento colonne+travi portanti

Apertura di 6 gallerie di lunghezza 25 metri, per un’altezza di 13 al di sotto dei volumi esistenti. Vengono mantenuti degli speroni di massa tufacea in corrispondenza dei maschi murari del carcere al di sopra dello scavo.

massa tufacea di sostegno 05. Asportazione Ammorsamento teste dei maschi murari 8.2k tons

Asportazione della massa tufacea tra gli spazi scavati, con relativo getto di travi in C.A. (vedi foto) con conseguente ammorsamento tra le teste dei maschi murari sovrastanti e la nuova struttura in acciaio tramite controventi diagonali.

(1800m3)*6 =8288 m3

04 36,4 m

- posizionamento travi scatolari in opera

1,2 m

12,2 m

sezioni con presunte lavorazioni assonometrie esplicative didascalia+foto degli interventi

28,7 m 5,6 m

9,2 m

03. Posizionamento colonne a sezione composta

(1.4 tons)*12 = 16.8 tons

Vengono posizionate al centro delle aperture nella massa tufacea le 12 colonne a sezione composta acciaio-calcestruzzo.

480 m3

solettone in C.A. su lamiera grecata 06. Getto Per concludere l’ammorsamento tra la nuova e la vecchia struttura, vengono posizionate delle lamiere grecate

06

(cassero a perdere) e successivamente effettuato il getto del solettone in C.A. Queste operazioni dovrebbero aver richiesto l’asportazione di parte del solaio e pavimentazione originale, per consentire il getto dei cordoli dall’alto.

- ammorsamento teste maschi murari con cordoli in C.A.

06

05

04

03

02

01

C.3

dettagli costruttivi

3000

4200

1200

12000

spaccato assonometrico

dettagli carpenteria metallica

2237mm

1500mm 1219mm

2281mm

D

A B

C

15

00

C

2956

B

31 m

m

60

97

7 33

5

B

96

28

58

56

F

75

2956mm 2809mm

A

C

C B

E

A

31 3 82

24

B

F

D C

A

161

3

+

A

profilo L lunghezza 1500mm n.4 per ogni controvento Rivettato ai montanti

36889 mm2 0,03 m3

B

10,35 kN ~ 1 tons

A

TELAIO PRINCIPALE profilo rettangolare lunghezza 2660mm n.2 montanti controvento interno saldati ai rispettivi traversi saldati in opera alle lastre verticali della trave cassone

150

C

lastra acciaio 1247x60x34.454 mm

2809

calcestruzzo

interno

D

lastra acciaio 2809x30x34.454 mm

80

30

D

75

8,00 kN

C

30

252595.14 mm2

0,33m3

A

15

2,35 kN

283.5 mm

B

122

esterno

acciaio

9118 mm

9118

getto in calcestruzzo

profilo rettangolare lunghezza 900mm n.3 per ogni controvento Rivettato ai montanti

TELAIO PRINCIPALE profilo rettangolare lunghezza 1051 mm n.2 traversi controvento interno saldati ai rispettivi montanti saldati in opera alle lastre orizzontali della trave cassone

E

F

1247

Colonna a sezione composta: acciaio (spessore 20mm)

75

12

D

C.4

modellazione FEM

modello CAD+FEM analisi condizioni vincolari analisi carichi (propri+portati)

02.A

CATALOGAZIONE ELEMENTI MODELLO FEM - software STRAUSS elemento

numero

58246

Nodi

3842

Beams

descrizione Punto in cui convergono o da cui si generano uno o più elementi

Elemento lineare monodimensionale.

Nel modello FEM rappresentano gli elementi delle colonne; i profili dei controventi interni alle travi e quelli esterni. colore: ROSSO

20251

Plates

Elemento bidimensionali con uniformità di sezione.

Nel modello FEM rappresentano tutte le murature in tufo giallo; le flangie delle travi principali e i piatti di irrigidimento delle stesse. colore: GRIGIO CHIARO

01.A Modello 3D CAD

28294

Bricks

Realizzazione del modello mediante software CAD prima dell’export e ri-elaborazione con software FEM “Strauss”.

Elemento tridimensionali con variazioni di sezione.

Nel modello FEM rappresentano gli orizzontamenti (sia il solettone in C.A.; che i solai in tufo giallo) e le volte tufacee

03.A

Analisi carichi: pesi portati + pesi propri struttura

ELEMENTO

MASSA [kg]

VOLUME [mm3]

AREA [mm2]

P.1.1 Muratura PTerra

2,762938x105

1,841959x1011

2,046621x108

639 tufo giallo

P.1.2 Muratura PPrimo

2,544946x105

1,696631x1011

2,262175x108

696 tufo giallo

P.1.3 Solaio 1

1,112812x105

7,418749x1010

464 tufo giallo

P.1.4 Solaio 2

1,780624x105

7,419268x1010

464 tufo giallo + C.A.

P.1.5 Volte

1,631329x105

1,087553x1011

1040 tufo giallo

P.2 Carcere Basso

8,023751x104

4,223027x109

16 tufo giallo

P.3 Platea C.A.

7,297458x105

3,040608x1011

1,793248x106

9,192782x1011

P.4.1 Colonne

6,668054x104

8,472750x109

3,440000x104

40 acciaio

circolare

P.4.2 Profili controvento interni (diagonali)

5,791447x102

7,358891x107

1,401693x105

263 acciaio

angolare

P.4.3 Profili controventi interni (montanti-traversi)

6,029058x103

7,660811x108

1,008001x105

144 acciaio

rettangolare

P.4.4 Controventi esterni

1,636890x103

2,079911x108

1,434422x105

192 acciaio

sezione H

P.4.5 Montanti travi

3,033647x104

3,854697x109

1,284899x108

1508 acciaio

P.4.6 Flange Travi

1,510349x104

1,919122x109

1,919122x108

352 acciaio

1,203656x105

1,529423x1010

3,204021x108

9,345724x1011

7,512817x108

subTotale

subTotale

LUNGHEZZA [mm]

NUMERO [n]

MATERIALE

SEZIONE

1440 C.A. 4,308795x108

colore: GRIGIO SCURO

02.B CARATTERISTICHE MECCANICHE - FISICHE dei MATERIALI

Modello FEM

“Finished Elements Model” Importato il modello CAD all’interno del software Strauss, si applica l’assegnazione degli elementi strutturali in base alle categorie riconosciute dal software: - BEAMs, - PLATEs, - BRICKs.

1,105x105

Carico Neve

6,150x104 2,083614x106

TOTALE

modulo elastico E [MPa]

materiale

ACCIAIO

Colonne Membrature travi; Controventi interni; Controventi esterni.

CALCESTRUZZO

2,10x105

densità ρ [kg/mm 3]

7,86x10-6

P.1.4 P.1.5

2,47x104

P.2

P.1.2

2,40x10-6

P.1.3

resistenza compressione fc=20MPa

Soletta; Pavimentazione PTerra; parte Solaio PPrimo.

TUFO GIALLO NAPOLETANO

4,188116x105

P.1.5 P.1.1

2,47x104

2,40x10-6

Muratura C. Alto; Muratura C. Basso; Volte PTerra; Solaio PTerra; Solaio PPrimo.

P.3

P.4.5

01.B

Carichi Variabili

P.4.4

46

P. .

IDENTIFICAZIONE DINAMICA SPERIMENTALE - fonte: LabSCo IUAV EXP Modo1 = 4.27 Hz - Dz

1,4%

FEM Modo1 = 4.21 Hz - Dz P.4.1

Y

Z

03.B Carichi variabili

secondo N.T.C. 2008 - valori dei carichi d’esercizio per le diverse categorie di edifici

X

E1

categoria Biblioteche, Archivi superficie: 706m2

C3

A --nota-Il volume del carcere basso, per semplicità computazionale è stato semplificato a una serie di bricks lineari che ne riproducono il carico e la massa.

B

condizione MOLLA elastica Rigidezza: 7,5x103 N/mm

condizione INCASTRO

qk= 6,00kN/m2 q1= 4023 kN

ambienti privi di ostacoli per il movimento, come musei superficie: 1257m

02.C CONDIZIONE VINCOLARE AL CONTORNO

> >

2

>

qk=5,00kN/m2

>

q2= 6285 kN

03.C Carico neve

secondo N.T.C. 2008 qs=µsxqskxCexCt

µs qsk Ce Ct

= = = =

0,60 1,00 1,00 0,80

qs=0,48 kN/m2 *1257m2

= 604 kN

1507

C.5

risultati analisi modello FEM

2

risultati analisi statica lineare ottimizzazione sezione trave principale

y 2431 x

567

2957

823

1

567

y

2

1613

x

1

Risultati analisi statica lineare del modello FEM

Global Moments of Area (mm ) 14 IXX : 2,795222x10 14 IYY : 1,083469x10 14 IXY : 1,739343x10

PRINCIPAL AXES 4 Moments of Area (mm ) 11 I11 : 1,102227x10 10 I22 : 1,333422x10 1 Angle (deg) : -9,000000x10

LOCAL AXES 4 Moments of Area (mm ) 10 Ixx : 1,333422x10 11 Iyy : 1,102227x10 3 Ixy : 1,133611x10

colonna

Section Modulus (mm ) 8 Z11 + : 1,546812x10 8 Z11 : 1,546825x10 7 Z22 + : 4,392689x10 7 Z22 : 4,393060x10 3

Radius of Gyration (mm) 2 rx : 1,504105x10 2 ry : 4,324440x10

2

Norme Tecniche Costruzioni 2008 art 4.2.4.2.2.

Freccia max ammissibile è pari ad 1/500 della luce della trave 60mm

3

Radius of Gyration (mm) 2 r1 : 4,324440x10 2 r2 : 1,504105x10

2

6,238000 x10 3 1,464000 x10 5 3,178550 x10

PRINCIPAL AXES 4 Moments of Area (mm ) 11 I11 : 4,183882 x10 10 I22 : 6,971017 x10 0 Angle (deg) : 0,000000 x10

3

Plastic Modulus (mm ) 7 Sxx : 7,469958x10 8 Syy : 2,373321x10

trave: caratteristiche geometriche sezione

Centroid (mm) Xc : Yc : 2 : Area (mm )

Section Modulus (mm ) 7 Zxx + : 4,393060x10 7 Zxx : 4,392689x10 8 Zyy + : 1,546812x10 8 Zyy : 1,546825x10

Plastic Modulus (mm ) 8 S11 : 2,373321x10 7 S22 : 7,469958x10

Shear Area (mm ) 5 SA1 : 5,334927x10 5 SA2 : 1,541147x10

luce libera della trave: 29875mm

4

Centroid (mm) 4 Xc : 1,355132x10 4 Yc : 2,177671x10 2 5 Area (mm ) : 5,894014x10

3

03. A quadro normativo attualmente vigente in Italia: 2015

02.B

colonna: caratteristiche geometriche sezione

trave principale

01.

-17,542

02.A

3

Section Modulus (mm ) 8 Z11 + : 2,857843 x10 8 Z11 : 2,857843 x10 8 Z22 + : 1,117508 x10 8 Z22 : 1,117508 x10 3

Global Moments of Area (mm ) 12 IXX : 1,099646 x10 11 IYY : 1,933960 x10 11 IXY : 2,902790 x10

LOCAL AXES 4 Moments of Area (mm ) 11 Ixx : 4,183882 x10 10 Iyy : 6,971017 x10 -5 Ixy : 3,868341 x10 3

Section Modulus (mm ) 8 Zxx + : 2,857843 x10 8 Zxx : 2,857843 x10 8 Zyy + : 1,117508 x10 8 Zyy : 1,117508 x10 3

Plastic Modulus (mm ) 8 S11 : 3,327234 x10 8 S22 : 1,386408 x10

Plastic Modulus (mm ) 8 Sxx : 3,327234 x10 8 Syy : 1,386408 x10

Radius of Gyration (mm) 3 r1 : 1,147295 x10 2 r2 : 4,683101 x10

Radius of Gyration (mm) 3 rx : 1,147295 x10 2 ry : 4,683101 x10

2

Torsion Constant (mm ) 11 J : 1,797344 x10

4

Torsion Constant (mm ) 22 J : 2,316630x10

Shear Area (mm ) 5 SA1 : 1,344726 x10 5 SA2 : 1,717140 x10

4

04. Verifica sezione reagente trave principale luce libera della trave: 29875mm

ipotesi 1

stato attuale

ipotesi 2

ipotesi 3

verifica abbassamento:

ηmax = 5/384 (qL4)/ EJxy condizione APPOGGIO-APPOGGIO; con: E = 2100000 kg/cm2; Jxy = (B H3)/12

y

y

x

anni realizzazione dell’opera:

x

2957

b.

x

2500

struttura metallica.”

- Art. 2 (Progettazione, direzione ed esecuzione) : “La costruzione delle opere di cui all'articolo 1 deve avvenire in base ad un progetto esecutivo redatto da un ingegnere o architetto o geometra o perito industriale edile iscritti nel relativo albo, nei limiti delle rispettive competenze. [...] Per le opere eseguite per conto dello Stato, non è necessaria l'iscrizione all'albo del progettista, del direttore dei lavori e del collaudatore di cui al successivo articolo 7, se questi siano ingegneri o architetti dello Stato.”

- Art. 4 (Denuncia dei lavori): “Le opere di cui all'articolo 1 devono essere denunciate dal costruttore all'ufficio del genio civile, competente per territorio, prima del loro inizio. Le disposizioni del presente articolo non si applicano alle opere costruite per conto dello Stato o per conto delle regioni, delle province e dei comuni, aventi un ufficio tecnico con a capo un Ingegnere.”

2000

y

legge 5 Novembre 1971 n. 1086 “Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso e a

>

legge 2 Febbraio 1974 n. 64

“Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche” - Art. 3. (Opere disciplinate e gradi di sismicita): “Tutte le costruzioni la cui sicurezza possa comunque interessare la pubblica incolumita', da realizzarsi in zone dichiarate sismiche ai sensi del secondo comma lettera a) del presente articolo, sono disciplinate, oltre che dalle norme di cui al precedente articolo 1, da specifiche norme tecniche che verranno emanate con successivi decreti dal Ministro per i lavori pubblici. [...]” - (nota: N.T. emanate nel 1985) - Art. 8. (Edifici con strutture intelaiate): ”S'intendono per strutture intelaiate quelle costituite da aste rettilinee o curvilinee, comunque vincolate fra loro ed esternamente. In esse potranno essere compresi elementi irrigidenti costituiti da: a) strutture reticolate in acciaio, calcestruzzo armato normale o precompresso; b) elementi-parete in acciaio, calcestruzzo armato normale o precompresso.

Gli elementi irrigidenti devono essere opportunamente collegati alle intelaiature della costruzione in modo che sia assicurata la trasmissione delle azioni sismiche agli irrigidimenti stessi. Il complesso resistente deve essere proporzionato in modo da assorbire le azioni sismiche definite dalle norme tecniche di cui all’articolo 3. [...]”

- Art. 17. (Denuncia dei lavori, presentazione ed esame dei progetti): “ Il progetto deve essere esauriente per planimetria, piante, prospetti e sezioni ed accompagnato da una relazione tecnica, dal fascicolo dei calcoli delle strutture portanti, sia in fondazione che in elevazione, e dai disegni dei particolari esecutivi delle strutture. Al progetto deve inoltre essere allegata una relazione sulla fondazione, nella quale dovranno illustrarsi i criteri adottati nella scelta del tipo di fondazione, le ipotesi assunte, i calcoli svolti nei riguardi del complesso terreno-opera di fondazione. [...]”

50%

1507

03.A

H0 =

2500 mm

f0= 18,36 mm

% = -15,42%

>

03.B

H1 =

2000 mm

f1= 30,26 mm

% = -32,37%

>

03.C

H2 =

1500 mm

f2= 57,35 mm

% = -50,56%

1500

in Italia nel periodo: 03. B quadro normativo vigente 1976-1983 a.

C.6

analisi telaio + ottimizzazione

analisi risultati telaio maggiormente sollecitato ottimizzazione della struttura a parità di reazioni

01. Risultati FEM

analisi statica lineare modello

Il grafico qui a fianco rappresenta i risultati dell’analisi statica lineare applicata al modello FEM in funzione agli spostamenti degli elementi in dY: come si evince dallo stesso, la parte più sollecitata (rappresentata in BLU - e quindi oggetto di ulteriore analisi) della struttura corrisponde all’unione del corpo a due piani del carcere alto con quello ad un solo piano.

La causa di questa anomala distribuzione di spostamenti (di norma in strutture simili localizzata nella mezzeria) è da ricercarsi nella condizione vincolare differente della struttura stessa.

02.C

Telaio deformato con carico limite 150kN/m2

La scelta di analizzare questo telaio è dovuta al risultato che l’analisi statica lineare ha espresso in funzione del maggior spostamento in dY: tale risultato che dimostra un’insolita distribuzione degli spostamenti (di norma in questo genere di strutture localizzati nella mezzeria) è causato dalla particolare condizione vincolare della struttura stessa.

L’analisi si concentrerà dunque sul telaio e la sua rispettiva parte di carichi ripartiti.

La rappresentazione grafica degli spostamenti in dY è stata amplificata di un 10% per rendere visibilmente percettibile l’abbassamento della struttura sottoposta al suo carico limite.

2

P M 15

0,

5

ax ~1 m co a

i

car

m / N 0k

513

7m

m

A

02.A

Analisi deformazioni telaio

mm

69

Il grafico con la relativa legenda esprime in termini cromatici la differente distibuzione delle deformazioni in dY nelle membrature che compongono la struttura

2 34

03. Verifica capacità portante colonna y

x

2

1

Centroid (mm) 4 Xc : 1,355132x10 4 Yc : 2,177671x10 2 5 Area (mm ) : 5,894014x10

4

Global Moments of Area (mm ) 14 IXX : 2,795222x10 14 IYY : 1,083469x10 14 IXY : 1,739343x10

PRINCIPAL AXES 4 Moments of Area (mm ) 11 I11 : 1,102227x10 10 I22 : 1,333422x10 1 Angle (deg) : -9,000000x10 3

Section Modulus (mm ) 8 Z11 + : 1,546812x10 8 Z11 : 1,546825x10 7 Z22 + : 4,392689x10 7 Z22 : 4,393060x10

Verifica sforzo normale

Verifica instabilità euleriana

Altezza colonna: 8600 mm Condizione vincolare di Incastro › H/2 = 4300 mm

Carico su ogni colonna = 9,19x105 kg = Carico1 su ogni colonna = 9,55x105 kg =

04. telaio all’aumentare dell’ 02.B Analisi applicazione del carico

3

Section Modulus (mm ) 7 Zxx + : 4,393060x10 7 Zxx : 4,392689x10 8 Zyy + : 1,546812x10 8 Zyy : 1,546825x10

03.B

03.A

modulo elastico: Es=2’100’000 kg/cm2 Ec=250’00 kg/cm2

LOCAL AXES 4 Moments of Area (mm ) 10 Ixx : 1,333422x10 11 Iyy : 1,102227x10 3 Ixy : 1,133611x10

Pcr = (�2 E Jmin) / l2

= 1,77x107 kg ~ 17’731 tons

CARICO: 1,103*107 kg / 12 colonne = 9,19*105 kg con aggiunta del carico 150 kN/m2: su un area di influenza pari a 240 m2 Carico totale: 36000 kg

919 tons 955 tons

σ = N/A = 9,19x105 / 5,89x103 =

= 1,56x102 kg/cm2 σ1= 9,55x105 / 5,89x103

σadm= 3,40x103 kg/cm2 »

Schematizzazione carico restante che la struttura potrebbe sopportare ai limiti imposti dalla normativa vigente (NTC 2008)

Il grafico mostra l’applicazione di un carico kN/m2 fino al raggiungimento del limite massimo di spostamento ammissibile, che secondo la NTC 2008 è pari ad in fmax = 6cm - 1/500 della luce

150kN/m

2

1,62x102 kg/cm2

D.1. proposta progettuale

- nuova accessibilità: riapertura vecchia rampa di accesso - percorso museale che si sviluppa lungo le vecchie postazioni di artiglieria e cannonniere, con squarci e viste panoramiche sulla città di Napoli e il suo splendido golfo.

- a culmine della mostra, nel cuore del castello, i due spazi che prendono nuova vita: l’attuale e abbadonato auditorium e le cisterne acquifere.

7 5

1

6 6

3

0

8

A

4

C

7

2

B

2

5

5

4

4 3 2 1

3 2

livello 235m 5

8 6 7

B

4 3

0

6

1

3

C

2

A 1

5

4

4

3

5

2

1

6

stato attuale

1. proposta progettuale

Riapertura al pubblico dell’accesso originale al castello, che attraverso la rampa ascendente porta fino all’ingresso, che permette poi al visitatore di venir guidato nel piano sotterraneo dove furono alloggiate le cannoniere e le armi da fuoco di difesa del castello.

interno sotterranee Castel Sant’Elmo

fotomontaggio percorso espositivo

D.2. pianta prospettica - scala 1:100 riferimenti progettuali

350m3

321m3

287m3

5.0

27.

3

350m3

15.3 5.2

321m3

287m3

5.0

27.

3

15.3

5.2

33.6 11.9

21.7

16.8

13.8

350m3

3.2

6.9

9.8

sala conferenze 100m2 50 posti a sedere

9.4

7.2

10.7

321m3

10.1

7.5

287m3

sala polivalente 200m2 100 posti a sedere

16.3

15.5

6.2

33.6

10.7

sala conferenze 100m2 50 posti a sedere

21.7

sala conferenze 200m2 100 posti a sedere

16.8

6.7

7.5

9.4

11.9

16.8

6.9

12.5

14.2

0.5

13.8

1.0

12.5

3.2

16.3

3.2

9.8

6.2

2.7

5.9

15.5 33.6

5.0

5.9

11.9

10.1

7.5

9.4

2.2

7.2

3.2

13.8

13.1

7.6 20.7

bar 80m2

33.3

sala polivalente 200m2 100 posti a sedere

16.3

15.5

7.5

12.6

6.2

7.5

14.2

6.7

6.7

7.5

1.0

2.9

14.2

5.0 13.1

6.5

2.7

5.9

10.7

7.6 20.7

0

5

2.9

riferimenti progettuali:

10.7

6.5

270m3

padiglione SiderComit - Luciano Baldessari (1958)

NYC Highline - Diller+Scofidio (2009)

volumetrico destinazioni d’uso dei nuovi volumi di progetto

270m3

ingresso Castelgrande - Bellinzona- A. Galfetti (1970)

Piscina Mirabilis - Napoli

25metri

D.3. sezioni longitudinali A + B scala 1:200

11.6

23.9

15.2

30.7

5

25

metri

16.2

0

8.8 32.2

9.8 26.6

sezione A A

9.5

scala 1:200

34.7

12.2

3.1

1.2

2.2

7.2

15.8

11.5

22.4

sezione B B scala 1:200

D.4. sezioni trasversali C + D scala 1:200

5.2

3.3

4.1

3.0

10.0

sezione B B

0.8

scala 1:200

2.5

5.0 3.1

8.1

4.2

16.2

3.2

1.5 9.4

sezione D D scala 1:200

2U 200x60x10

2U 200x60x10

2U 200x60x10

2U 200x60x10

.5

7

2L

75

x6

.5

2U 200x60x10 2U 200x60x10

10

x6 .5

x6 .5

75

.5 x6

.5 x6

2L

75

75

75

2L

2L

2L

.5

x6

75

2U 200x60x10

10

0x60x

2U 20

2L

2 U 300x100x15

2L

4 U 300x100x15

.5

6 5x

2 U 300x100x15

x6

0x60x

2U 20

75

2.7

2 U 300x100x15

x6 .5 75

4 U 300x100x15

2 U 300x100x15

4 U 300x100x15

2 U 300x100x15

4 U 300x100x15

4.7

4 U 300x100x15

2L

.5 x6 75

.5 x6 75

75 x6 .5

75 x6 .5

2L

2L

2L

5 6.

2L

x 75

2U 200x60x10

2 U 200x60x10

4 U 300x100x15

2L

2U 200x60x10

2L

4 U 300x100x15

2U 200x60x10

10

0x60x

2 U 200x60x10

5.7

7.7

2U 20

3.1

2U 200x60x10

7.5

2829

2494

3164

12651

2972

2960

N

D E

M F

4 U 300x100x15 299

2

380

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

H

1471 4 299 8

2U

300

1355

3184

2168

384

2

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

4 U 300

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

4 U 300x100x15

2 U 200x60x10

4 U 300x100x15

4 U 300x100x15

2 U 200x60x10

4 U 300x100x15

2 U 200x60x10

4 U 300x100x15

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

4 U 300x100x15

4 U 300x100x15

4 U 300x100x15

4 U 300x100x15

5

3

7

2 U 200x60x10

2168

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

x15

x100

00 U3

264

2168

4

2

x15 3

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

x100

3076

3

8671

4

15

100x

00x

3 2U

2 U 200x60x10

4 2168

2 U 200x60x10

I

3185

2168

9

2168

2168

G

299

2

1

L

5

4 U 300x100x15

1

3554

2168

C

2906

11723

B

32343

13886 2829

2828

4 U 300x100x15

A

2902

33.3

4 U 300x100x15

5805

2903

13.2

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

5

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

2 U 200x60x10

6

4 U 300x100x15

7

x100x15 4 U 300

2215

x100x15

2 U 300

x100x15

2938

837

2936 2863

A

4 U 300x100x15 2861

19927

B

2864

C

2941

D

2941

E

F G

2909

2902

2830

2827

2830

2494

2906

H

3158

I

2972

L

M 2972

3548

N

32349

GFRP (glass fiber reinforced plastic) densità:

1800 kg/m3

rigidezza: 30’000 MPa

decking systems: Fiberline Plank HD H: 40 mm B: 505 mm P: 8530 g/m

acciaio 7850 kg/m3 210’000 MPa

Peso della struttura in GFRP: - profili 4U 300x100x15 8,59x103 kg - profili 2U 300x150x10 1,31x104 kg - controventi 4L 76x6.541,05x103 kg - decking 2,04x104 kg TOTALE:

4,35x104 kg

D.5. sezioni+pianta costruttiva volume appeso

scala 1:100