Sequenza sismica del 2016 in Italia centrale : analisi dei danni su costruzioni in muratura e studi numerici di valutazione dell'efficacia degli interventi di miglioramento sismico

The aim of this thesis is the study and the analysis of the vulnerability of masonry structures subjected to different seismic retrofits. In order to prove the efficiency of different types of retrofitting techniques, it has been carried out many non linear dynamic analysis on different finite elements models. It has been considered the accelerograms recorded by INGV station of Amatrice during the earthquakes which have hit central Italy in short succession in 2016.

Nel presente elaborato di tesi si è svolto uno studio riguardante la risposta strutturale di edifici in muratura situati nei territori colpiti dagli eventi sismici occorsi in Italia centrale tra l’agosto e l’ottobre 2016. In particolare, lo studio si è focalizzato sulle località di Amatrice ed Accumoli. Nella prima parte del lavoro è stata condotta un’indagine approfondita sui danni che a seguito delle scosse sono stati riscontrati con più frequenza su tre categorie di strutture in muratura: edifici residenziali, torri e chiese. Al fine di trovare una correlazione tra le caratteristiche dell’input sismico e gli effetti da esso prodotti sulle strutture, è stato effettuato dapprima lo studio delle registrazioni accelerometriche delle scosse principali e poi è stato realizzato un modello numerico rappresentativo di una tipologia ricorrente di edifici residenziali. Per riprodurre le caratteristiche strutturali osservate sugli edifici, che riflettono sia le tecniche locali delle costruzioni in muratura che l’eterogeneità degli interventi di ricostruzione/rinforzo realizzati a seguito degli eventi sismici del passato, sul modello numerico sono state fatte variare le proprietà meccaniche della muratura, il tipo di copertura, il tipo di solai e il numero di impalcati. L’obiettivo di questa seconda parte del lavoro è stato quello di valutare sia gli effetti delle caratteristiche delle murature, sia l’efficacia sul comportamento sismico degli interventi di rinforzo usualmente eseguiti sugli edifici in muratura, mediante una serie di analisi non lineari. I risultati ottenuti hanno evidenziato come le costruzioni con caratteristiche strutturali performanti avrebbero resistito con successo non solo alla scossa principale del 24 agosto, ma anche all’intera crisi sismica, dimostrando un’ottima integrità strutturale. Eseguendo il medesimo tipo di analisi numeriche, nella terza parte dell’elaborato è stata condotta un’indagine sulla risposta sismica della Torre civica di Amatrice, il cui studio nasce dalla collaborazione con la Soprintendenza Archeologica Belle Arti e Paesaggio per le Province di Frosinone, Latina e Rieti. E’ stato eseguito un confronto tra la prestazione che la Torre ha dimostrato realmente con quella che avrebbe offerto alle medesime sollecitazioni sismiche se negli anni ’70 del secolo scorso non fosse stato realizzato l’intervento di consolidamento che ha notevolmente migliorato le caratteristiche meccaniche della muratura. I risultati delle analisi numeriche svolte con la crisi del 2016, hanno messo in evidenza un quadro di danneggiamenti nella cella campanaria coerente con quanto osservato realmente, mentre per il corpo della Torre, pur in presenza di una buona integrità strutturale, si è evidenziato un quadro di lesioni che non sembra presente sulla Torre. Tale circostanza può essere attribuita allo scarso livello di conoscenza geometrica e meccanica della Torre. Da qui emerge la necessità di eseguire in futuro un’indagine più approfondita, che sostenuta da dati sperimentali sulla muratura e da studi sulla risposta sismica locale sia in grado di fornire un modello più realistico di comportamento sismico della Torre civica. Si sono approfondite, infine, le azioni che a livello normativo sono state di recente intraprese per attuare un piano di prevenzione dal rischio sismico, cui larga parte del patrimonio edilizio nazionale è esposto, come hanno dimostrato i devastanti effetti della sequenza sismica di Amatrice.