Studio della vulnerabilità sismica del Torrione di Bobbiano

This thesis is focused on the evaluation of the seismic vulnerability of the Bobbiano tower, a medieval masonry tower in Travo, in Emilia-Romagna region. Different types of analysis are performed to capture the seismic behaviour and the global capacity of the tower. Shell elements are used in order to model the structure with the commercial software Midas Gen. A linear dynamic analysis using the behaviour factor prescribed by NTC 2018 is performed to investigate the state of stress and the interstory drifts due to both the vertical load and the seismic load. By using a model with the cross section discretized in fibers, the capacity curve is defined, from which it’s possible to evaluate the effective behaviour factor by applying the N2 method. The results of the N2 method and those coming from the CSM method, already implemented in Midas Gen, are compared. As the behaviour factor prescribed by the national standard is higher than the one obtained by the N2 method, the state of stress is reevaluated on the basis of a lower ductility. By evaluating the shear resistance it’s possible to define if the collapse in shear anticipates the flexural collapse. After having tested the capability of the CDP in Midas Gen by means of a three point bending test benchmark, a non linear analysis with Concrete damage plasticity model is performed. The results coming from the different types of analysis are compared. Finally the risk index of the tower is evaluated.

Il presente elaborato tratta dello studio della vulnerabilità sismica del Torrione di Bobbiano, torre medioevale in muratura localizzata a Travo, in Emilia-Romagna, sulla quale vengono eseguiti più tipi di analisi al fine di coglierne il comportamento sismico e valutarne le potenzialità a livello globale. La struttura viene modellata in Midas Gen per mezzo di elementi di tipo shell. Viene svolta un’analisi dinamica lineare con fattore di struttura prescritto dall’NTC 2018, sulla base della quale vengono analizzati lo stato di sforzo e l’andamento degli spostamenti di interpiano sotto carichi verticali e in presenza di azioni sismiche. È definita la curva di capacità per mezzo di un modello con sezione trasversale discretizzata a fibre, a partire dalla quale è possibile valutare il fattore di struttura effettivo con il metodo N2; i risultati ottenuti vengono confrontati anche con quanto ottenuto impiegando il metodo CSM, implementato nel software. A fronte di una duttilità inferiore rispetto a quanto previsto da normativa, viene rivalutato lo stato di sforzo indotto dal carico sismico col nuovo fattore di struttura ottenuto dal metodo N2. Si verifica che il collasso per pressoflessione non sia preceduto dall’esaurimento della resistenza a taglio della struttura confrontando il valore del taglio ultimo ottenuto dalla curva di capacità con il taglio resistente. Infine, viene implementata un’analisi non lineare introducendo il legame Concrete Damage Plasticity, previa verifica della sua affidabilità in Midas Gen mediante confronto con un benchmark di letteratura, un caso di trave soggetta a flessione su tre punti. Si confrontano gli sforzi alla base della torre ottenuti dalle varie tipologie di analisi svolte nell’elaborato e si calcola l’indice di rischio della Torrione.