Analisi e valutazione di vulnerabilità sismica della Torre della Zuccaro a Mantova

The object of this thesis is the study of a tower building located in the city of Mantua. The building in question is the Torre dello Zuccaro, located near Piazza Sordello, between Via Rubens and Via Tazzoli. The choice to study a historic tower is understandable since the spread of this type of building in the Italian territory is very wide, including bell towers set against churches, towers of medieval origin and defensive use in the presence of city walls (in some cases modified for become living towers) and from the mid-1800s in the form of chimneys. The shape that characterizes, the high height and slenderness, as seen with the last seismic events that hit the Italian territory, highlights the vulnerability of the towers also because they are built to withstand vertical thrusts on their own and not of horizontal origin like those that serve seismic events. In the following chapters, the topic concerning the structural fragility of tower buildings will be discussed with the support of research and analysis already carried out both on the tower highlighted in this study, and in the investigations carried out on other buildings with a similar structure in the Italian context. The Zuccaro Tower investigation development process followed the indications provided by the Technical Standards for Construction with reference to chapter 8 (Developed buildings) and more precisely to the D.P.C.M. 2011 which provides guidelines for the protection of existing historical buildings. An initial phase is spent in loco concerning the geometric survey and the internal and external framework. The surveys carried out by ISMES in 1990 were compared with the current situation. The set of information gathered has the possibility of evaluating the confidence factor that takes into account and summarizes the effect of uncertain modeling as it summarizes in itself, in addition to the geometric survey, the material-constructive, mechanical and on-ground investigations and foundations. The factor defined with FC was estimated equal to 1.18. In the final phase, a simple cantilever model has been developed to assess the vulnerability to horizontal forces assuming it has affected collapse based on the combined stresses of compression and bending. The model provides for the division of the building into areas with uniform characteristics on which the security checks are based on each of them, addressing the seismic demand (the agent bending) with the seismic capacity (the final resistant moment). The seismic model, although simplified, has been validated by comparison with experimental dynamic surveys.

L’oggetto di questa tesi è lo studio di un’edificio a torre ubicato nella città di Mantova. Il fabbricato in questione è la Torre dello Zuccaro, situata nei pressi di piazza Sordello, tra via Rubens e via Tazzoli. La scelta di studiare una torre storica è comprensibile poiché la diffusione di questa tipologia di edificio nel territorio italiano è molto vasta, comprendendo torri campanarie addossate a chiese, torri di origine medioevale ad uso difensivo in presenza di cinte murarie (in alcuni casi successivamente modificate per divenire torri abitative) e dalla metà dell’800 in forma di ciminiere. La forma che le caratterizza, l’elevata altezza e snellezza, come si è visto con gli ultimi eventi sismici che hanno colpito il territorio italiano, evidenzia la vulnerabilità delle torri anche in quanto costruite per resistere solo a spinte verticali e non di origine orizzontale come quelle che caratterizzano gli eventi sismici. Nei capitoli successivi verrà trattato l’argomento inerente alla fragilità strutturale degli edifici a torre con il supporto di ricerche e analisi già avvenuti sia sulla torre messa in evidenza in questo studio, sia nelle indagini svolte su altri edifici con struttura analoga nel contesto italiano. Il procedimento di sviluppo dell’investigazione sulla Torre dello Zuccaro ha seguito le indicazioni fornite dalle Norme Tecniche per le Costruzioni con riferimento al capitolo 8 (Costruzioni esistenti) e più precisamente al D.P.C.M. 2011 che fornisce le linee guida per la tutela di costruzioni esistenti storiche. Una fase iniziale si è spesa in loco relativa al rilievo geometrico e del quadro fessurativo interno ed esterno. I rilievi svolti da ISMES nel 1990 sono stati confrontati con la situazione attuale. Il complesso delle informazioni raccolte ha la possibilità di valutare il fattore di confidenza che tiene conto e sintetizza l’effetto della modellazione incerta in quanto riassume in se oltre al rilievo geometrico, le indagini materico-costruttive, meccaniche e sul terreno e fondazioni. Il fattore definito con FC è stato stimato pari a 1,18. In fase conclusiva si è sviluppato un modello a mensola semplice per valutare la vulnerabilità a forze orizzontali supponendo che possa verificarsi il collasso in base alle sollecitazioni combinate di compressione e flessione. Il modello prevede la divisione dell’edificio in n settori dalle caratteristiche uniformi su cui vengono effettuati dei controlli di sicurezza alla base di ognuno di essi confrontando la domanda sismica (la flessione agente) con la capacità sismica (il momento resistente finale). Il modello sismico, sebbene semplificato, è stato validato attraverso il confronto con indagini dinamiche sperimentali.