Vulnerabilità sismica di torri e campanili. Criteri per la valutazione

The thesis deals with the study of the seismic behavior of buildings with predominantly vertical growth in the field of historical buildings, with towers and bell towers. First, a series of towers and bell towers damaged due to the last Italian seismic events were analyzed. The objective of this analysis is the formation of a database related to all possible structural failure dynamics. Subsequently, it was decided to shift the attention to existing buildings not damaged, with the aim of defining a method of attribution of the possible damage mechanisms deriving from a hypothetical earthquake. Specifically, it was decided to analyze the main Milan bell towers, where following an accurate categorization and attribution of the possible structural failures, the study of the seismic behavior of four bell towers, representing a significant sample of buildings, was carried out. For each bell tower an equivalent linear static analysis was conducted through the simplified LV1 calculation method, as proposed by the legislation and by the related Guidelines. The purpose of the analysis is to define the resistant and stressing moments of the bell towers analyzed, in order to highlight any critical issues along the elevation of buildings. For the four bell towers mentioned above, analyzes were carried out using a finite element modeling software. The modeling of the 3D buildings shapes was done by a specific modeling program and subsequently the seismic behavior was defined through a finite element modeling program. Finally, the hypothesized damage mechanisms were verified by comparing them with the output data of the finite element modeling.

La tesi affronta lo studio del comportamento sismico delle costruzioni a prevalente sviluppo verticale nell’ambito dell’edilizia storica, trattando in particolare di torri e campanili. In primo luogo, si è analizzata una serie di torri e campanili danneggiati a seguito degli ultimi eventi sismici italiani. L’obbiettivo di questa analisi è la formazione di un approfondito database relativo a tutte le possibili dinamiche di cedimento strutturale. Successivamente, si è deciso di spostare l’attenzione su edifici esistenti non danneggiati, con l’obbiettivo di definire un metodo di attribuzione dei possibili meccanismi di danno derivanti da un ipotetico sisma. Nello specifico, si è deciso di analizzare i principali campanili milanesi, dove a seguito di una accurata categorizzazione e attribuzione dei possibili cedimenti strutturali, si è svolto lo studio del comportamento sismico di quattro campanili, che rappresentano un campione significativo di edifici. Per ogni torre campanaria è stata condotta un’analisi statica lineare equivalente attraverso il metodo di calcolo semplificato LV1, come proposto dalla normativa e dalle Linee Guida correlate. Lo scopo dell’analisi è definire i momenti resistenti e sollecitanti dei campanili analizzati, al fine di evidenziare eventuali criticità lungo lo sviluppo in alzato degli edifici. In seguito, per i quattro campanili citati sono state svolte delle analisi attraverso software di modellazione ad elementi finiti. La modellazione degli edifici è stata effettuata precedentemente mediante specifico programma di modellazione e successivamente attraverso la modellazione ad elementi finiti si è definito il comportamento sismico. Infine, è stata effettuata la verifica dei possibili meccanismi di danno, precedentemente ipotizzati, mediante confronto con i dati di output della modellazione ad elementi finiti.