Il software NOSA-ITACA per l’analisi strutturale non lineare di costruzioni in muratura
NOSA-ITACA è un software agli elementi finiti per la modellazione del comportamento strutturale delle costruzioni in muratura di interesse storico [1]. Il codice è sviluppato dal Laboratorio di Meccanica dei Materiali e delle Strutture di ISTI-CNR (MMS Lab). Dal 2017 è distribuito gratuitamente con lo scopo di diffondere l’uso di modelli matematici e strumenti numerici nel settore dei Beni Culturali.
NOSA-ITACA consente di condurre analisi statiche non lineari di strutture murarie, adottando l’equazione costitutiva dei materiali masonry-like [2], che modella la muratura come un materiale elastico non lineare, con resistenza a trazione nulla o debole e resistenza a compressione infinita o limitata.
Il codice è inoltre applicabile alla modellazione di interventi di restauro e rinforzo strutturale, nonché all’analisi termomeccanica di solidi in muratura soggetti a carichi termici.
Nel 2022, lo studio di una volta a crociera condotto con il software NOSA-ITACA si è classificato al primo posto nella competizione “Blind prediction of a shake table test on a full-scale masonry cross vault without and with the application of the retrofitting” nell’ambito del progetto SERA (Seismology and Earthquake Engineering Research Infrastructure Alliance for Europe) [3] .
Tipologie di analisi disponibili:
- Analisi statica lineare
- Analisi statica non lineare
- Analisi al collasso
- Analisi termomeccaniche (lineari e non lineari) in presenza di carichi termici
- Analisi modale
Strutture modellabili:
Edifici, ponti, archi, cupole, volte.
Elementi finiti disponibili:
Beam, plane stress, plane strain, assialsimmetrici, brick, gusci.
Alcuni casi studio:
- Campanile di Buti (PI)
- Cupola della Chiesa di Santa Maria Maddalena, Morano Calabro (CS)
- Chiesa di San Ponziano, Lucca
- Torre Rognosa, San Gimignano (SI)
- Chiesa di San Francesco, Lucca
- Voltone, Livorno
- Campanile di San Frediano, Lucca
- Torre delle Ore, Lucca
- Mastio di Matilde, Fortezza Vecchia, Livorno
- Torre di Mogadouro, Portogallo
- Mastio del Castello di Guimares, Portogallo,
- Campanile del Santuario del Santissimo Crocifisso, Castel San Pietro Terme (BO)
- Torre Guinigi, Lucca
- Torre del Palazzo dei Vicari, Scarperia (FI)
- Cupola della Cattedrale di Santa Maria Assunta, Pisa
Il codice NOSA-ITACA è aggiornato, mantenuto e sviluppato da MMS Lab. Una versione non pubblica del codice, utilizzata nell’attività di ricerca del laboratorio, include algoritmi per l’analisi dinamica non lineare, linear perturbation e model updating.
Contatti: mmslab@isti.cnr.it
Riferimenti bibliografici
- Girardi M., Padovani C., Pellegrini D., Porcelli M., Robol L. “Numerical modelling of historical masonry structures with the finite element code NOSA-ITACA” In: Bretti, G., Cavaterra, C., Solci, M., Spagnuolo, M. (eds) Mathematical Modeling in Cultural Heritage. MACH 2021. Springer INdAM Series, vol 55 Springer, Singapore 2023 https://doi.org/10.1007/978-981-99-3679-3_9
- Lucchesi M., Padovani C., Pasquinelli G., Zani N., “Masonry constructions: mechanical models and numerical applications”, Lecture Notes in Applied and Computational Mechanics, Vol. 39, Berlin Heidelberg, Springer-Verlag, 2008.
- Pellegrini D., Pre-and post-diction simulation of the seismic response of a masonry cross vault tested on a shaking table. International Journal of Architectural Heritage, 18(12), 1852-1872, 2014.