Valutazione della vulnerabilità sismica di chiese in muratura danneggiate dal sisma dell'Emilia 2012

Emilia earthquake in 2012 has caused serious damages in the provinces of Modena, Reggio Emilia, Ferrara and Mantua, mainly to historical masonry buildings. This thesis deals with the study of seismic vulnerability of nine churches, damaged by the earthquake in 2012. They are located in the province of Mantua, near the border between Lombardy and Emilia. They have been analyzed through finite element models with various kind of analysis, such as modal, static, nonlinear static, nonlinear dynamic analysis. Damage examination has been an important tool to determinate the weakest structural components in the response to seismic actions. Moreover, in literature, one can observe that damage analysis for churches struck by earthquakes lead to the interpretation of their behavior as a set of macroelements; these components have an independent response from that of the global system. The aims of this thesis are: comparison between same structural typology of buildings with differences in geometric and architectural elements, damage observation and determination of the most critical parts of the structure; comparison with real damages.

Gli eventi sismici del 2012 che hanno colpito le province di Modena, Reggio Emilia, Ferrara e Mantova hanno causato ingenti danni, soprattutto ad edifici storici in muratura. Il presente lavoro di tesi ha avuto per oggetto lo studio della vulnerabilità sismica di nove chiese, situate nel territorio del basso mantovano al confine tra Lombardia ed Emilia- Romagna, che sono state danneggiate (con entità differenti) dal sisma. Il lavoro ha richiesto un’accurata definizione della geometria strutturale delle chiese e il rilievo del danno osservato a seguito del terremoto. Sono stati sviluppati modelli numerici ad elementi finiti delle chiese e sono state condotte analisi statiche e dinamiche di tipo non-lineare. Particolare attenzione è stata rivolta alla valutazione del danno e alla individuazione delle parti strutturali più critiche nella risposta ad azione sismica. L’analisi sistematica dei danni subiti dalle chiese a seguito di eventi sismici evidenzia la possibilità di interpretare il comportamento sismico attraverso una scomposizione in porzioni architettoniche, denominate macroelementi, caratterizzati da una risposta strutturale autonoma rispetto a quella della chiesa nel suo complesso. La metodologia di analisi seguita ha avuto i seguenti obiettivi: confronto della risposta sismica tra edifici appartenenti alla stessa tipologia strutturale ma caratterizzati da geometrie ed elementi architettonici differenti; analisi dei danni e conseguente determinazione delle zone più critiche del complesso strutturale; confronto dei risultati ottenuti con il danneggiamento reale subito dalle chiese durante il sisma.