Seismic behaviour and vulnerability of churches with axially symmetric plan

The goal of this thesis is to present a suggestion of seismic vulnerability evaluation form for churches characterized by axially symmetric plan. The 28-collapse mechanisms identified in the existing evaluation forms have proven inadequate to accurately describe the collapse mechanisms of central plan churches. Consequently, the investigation phase after a seismic event cannot be conducted sufficiently. From this perspective, the thesis aims is the assessment of such measures by the investigation of common elements of central plan churches decayed by time or damaged by recent earthquakes. The investigation phase was initially performed by visual inspection on numerous churches. Subsequently finite element models for three typical churches and a rounded façade were developed. The dynamic analysis provided the identification of the critical modal shapes for all four cases, as well as the subsequent nonlinear analysis provided the establishment of crack patterns in the macro-elements. By comparing the results of visual inspection and dynamic analysis, five new collapse mechanisms were identified, that could be possibly included in the seismic vulnerability and damage evaluation form for axially symmetric churches providing a more precise tool for recording earthquake aftermaths.

La tesi in oggetto ha lo scopo di presentare una proposta in prima istanza di una scheda di valutazione del danno per le chiese a simmetria assale. I 28 meccanismi individuati dal MODELLO A-DC non sono sufficienti a descrivere i meccanismi di collasso dei macro-elementi presenti nelle chiese a pianta centrale rendendo difficile per gli esperti la compilazione della scheda di danno durante la valutazione delle chiese colpite da sismi. Il lavoro è stato svolto partendo dall’individuazione degli elementi comuni nelle chiese a pianta centrale e da un’analisi visiva delle chiese danneggiate dai simi avvenuti negli ultimi anni. Per lo studio del quadro fessurativo di tali elementi è stata eseguita una modellazione tramite software a elementi finiti di tre chiese tipo e di una facciata curvilinea danneggiata dal sisma avvenuto a L’aquila nel 2009. L’analisi dinamica ha fornito l’individuazione di forme modali critiche. Dall’analisi non lineare è stato invece possibile delineare un quadro fessurativo degli elementi. Mediate il confronto tra analisi visive e quelle eseguite con l’uso del software è stato possibile identificare cinque nuovi meccanismi di collasso inseriti nella proposta di una nuova scheda di valutazione del danno per chiese a simmetria assiale.