Vulnerabilità sismica delle torri storiche : modelli di valutazione

The subjects of this thesis are the analysis and the study of the seismic behavior of historical towers. First of all, a series of towers, damaged by the last three major seismic events occurred in Italy, have been analyzed. The purpose of this first analysis is to collect, in a reasoned manner, all of the possible structural failure dynamics. This research could be the starting point for the developement of an evaluation form to be used in seismic emergency. Then, the focus has been pointed on undamaged towers to determine a model of seismic behavior of four towers that represent the majority of the towers on the national territory, regarding the geometric type. For each tower, an equivalent linear static analysis has been carried out by a simplified mechanical model, called LV1, as shown in the specific Guidelines issued by the Ministry of Cultural Heritage. The aim is to compute the ultimate moment and the design moment and point out particular and critical behaviors along the height of the tower. In the end, two of the four towers have been analyzed with a linear dynamic analysis through a Finite Element Method model (F.E.M). The work was carried out in two steps: first, a 3D geometric model of each tower was made, from which a finite element model was developed. This model was the basis to compute natural periods and modes, and response spectrum analysis. Additionally, a possible crack pattern for increasing loads was explored.

In questa tesi si affronta l’analisi e lo studio del comportamento sismico degli edifici a sviluppo verticale nell’ambito dell’edilizia storica, in particolare delle torri. In prima istanza è stata analizzata una serie di edifici a sviluppo verticale danneggiati principalmente a seguito degli ultimi tre grandi eventi sismici avvenuti in Italia. Lo scopo di questa prima analisi è quello di raccogliere in maniera organica e ragionata tutte le possibili dinamiche di cedimento strutturale per formare un punto di partenza per la redazione di una scheda di valutazione da utilizzare nell’immediato post-sisma. Successivamente, si è deciso di spostare l’attenzione su edifici esistenti non danneggiati, con l’obiettivo di elaborare dei modelli che riproducano il comportamento sismico di quattro torri che rappresentano un campione significativo di edifici a sviluppo verticale presente sul territorio italiano. Per ogni torre è stata condotta un’analisi statica lineare equivalente svolta mediante un metodo semplificato LV1, come proposto dalla normativa e dalle Linee Guida ad essa relative. Obiettivo principale di questa prima analisi è determinare i momenti sollecitante e resistente delle quattro torri, per evidenziare eventuali comportamenti singolari e/o criticità lungo lo sviluppo in altezza. Infine, per due delle quattro torri presentate sono state condotte delle analisi avvalendosi di modelli ad elementi finiti. La modellazione è avvenuta in due fasi: prima è stato necessario realizzare un’elaborazione tridimensionale tramite un sistema di modellazione, successivamente, il modello discretizzato con elementi finiti ha permesso di definire il comportamento di risposta all’azione sismica. Infine si è deciso di presentare, a livello qualitativo, l’ ipotetico sviluppo progressivo dell’andamento fessurativo per ciascuna torre.