Analisi numeriche avanzate per lo studio della vulnerabilità sismica di sei chiese in tufo a Napoli

This work has as its subject six churches that arise in the historic center of Naples. The six case studies are: the church of Saint Giovanni a Mare, the church of Saints Bernardo and Margherita in Fonseca, the church of Santa Maria in Donnaromita, the church of Sant'Agostino alla Zecca, the basilica of San Giovanni Maggiore and the basilica of San Paolo Maggiore. The first part of the paper contains a quick excursus on the seismic history of the Campana plain and on the history of the six case studies, describing the geometric changes that the six churches underwent due to the seismic events and the bombardments suffered in past centuries. Therefore the non-linear methods provided by the technical standards for analysis (non-linear static analyzes and non-linear dynamic analyzes) are useful. We proceed following the description of the models for the studies, in particular for the six case studies the models were created with hexahedral elements. In the second part of the paper the capacity of resistances to horizontal actions is studied, through the creation of non-linear static analyzes developed by considering the relationships between the tensile resistance and the compressive resistance of the material and non-linear dynamic analyzes considering three different accelerograms. The analyzes implied a level of study that can presumably be activated in horizontal actions, obtaining indications on the vulnerability of the entire structural complex. Finally, we end the work with some final considerations regarding the six-case analysis process.

Il presente elaborato di tesi ha per oggetto sei chiese che sorgono nel centro storico di Napoli. I sei casi studio sono: la chiesa di San Giovanni a Mare, la chiesa dei santi Bernardo e Margherita a Fonseca, la chiesa di Santa Maria in Donnaromita, la chiesa di Sant’Agostino alla Zecca, la basilica di San Giovanni Maggiore e la basilica di San Paolo Maggiore. La prima parte dell’elaborato contiene un rapido excursus sulla storia sismica della piana Campana e sulla storia dei sei casi studio, descrivendo i cambiamenti geometrici che hanno subito le sei chiese per effetto degli eventi sismici e dei bombardamenti subiti nei secoli scorsi. Vengono poi descritti i metodi non lineari previsti dalle normative tecniche per le analisi strutturali (analisi statiche non lineari e analisi dinamiche non lineari). Si procede in seguito alla descrizione dei modelli numerici impiegati per le analisi, in particolare per i sei casi studio i modelli sono stati creati con elementi esaedrici. Nella seconda parte dell’elaborato si studia la capacità delle chiese di resistere alle azioni orizzontali, mediante lo sviluppo di analisi statiche non lineari sviluppate considerando differenti rapporti tra la resistenza a trazione e quella di compressione del materiale e analisi dinamiche non lineari considerando tre diversi accelerogrammi. Le analisi hanno consentito di valutare la capacità di ciascun caso studio e di conoscere il meccanismo di collasso che può presumibilmente attivarsi sotto forze orizzontali, ricavando indicazioni sulla vulnerabilità dell’intero complesso strutturale. Infine si riportano le considerazioni conclusive riguardanti i risultati ottenuti delle analisi effettuate sui casi sei studio.