Seismic vulnerability of churches: a territorial knowledge approach

This study focuses on the seismic vulnerability of churches, proposing a territorial approach for its assessment. Several earthquakes have occurred in Italy along the years, giving evidence of the risk to which the Cultural Heritage building stock is exposed. During these devastating natural disasters, churches have shown their seismic vulnerability, mostly due to their intrinsic structural characteristics. Systematic studies have been performed since the 1976 Friuli earthquake on masonry structures, with particular emphasis on heritage buildings. They have provided methods for vulnerability assessment, identification of macro-elements and the corresponding damage mechanisms, and for damage classification. The approach proposed here is the identification of the so-called territorial specificities, that is, local construction characteristics to be considered within a vulnerability analysis to complement the current assessment procedures based mainly on damage pattern recognition. It leads to a method for the seismic vulnerability assessment for churches that is specifically related to the territory and to the building characteristics, keeping as reference and advancing the basic procedure that is currently available. Some churches from two Italian geographical areas (Central Italy and Eastern Lombardy), with different awareness of seismicity, construction materials and techniques, and a specific case of church-fortress, the Arabic-Norman, in Eastern Sicily, are examined. From this investigation, a territorial approach is proposed leading to the elaboration of a Territorial Specificity Knowledge Form (TSK-Form) for vulnerability surveys. Finally, the proposed approach is transferred and tested in Montreal (Québec), where the different construction culture and seismicity awareness have led to build churches with features dissimilar from the Italian ones. The application of the territorial approach proposed for the seismic vulnerability assessment of churches has shown the capability to interpret the vulnerability of churches also in this context. The collected information also contributes to the development of a knowledge base on the seismic vulnerability of churches from the considered territories; this information is then formalized in a GIS workspace; an example is provided at the end of the thesis. This tool reflects the character of flexibility and adaptability of this research. The adaptation of the methodology to the Canadian context has opened new paths of investigation, now in progress, on local church typologies, beyond the néo-roman typology investigated in this work.

Questo studio si rivolge alla vulnerabilità sismica delle chiese, proponendo un approccio territoriale per la sua valutazione. In Italia, negli ultimi decenni si sono succeduti una serie di importanti terremoti, che hanno messo in luce il rischio a cui è esposto il patrimonio culturale. In quest’ambito si è evidenziata particolarmente la vulnerabilità delle chiese, dovuta alle caratteristiche strutturali intrinseche di queste costruzioni. Studi sistematici sulla risposta sismica degli edifici in muratura storica e in particolare delle chiese sono stati sviluppati a partire dal terremoto del Friuli del 1976. Tali studi hanno portato, nel tempo, ad elaborare metodi per la valutazione della vulnerabilità sismica attraverso l'identificazione dei macroelementi che compongono questi edifici e dei corrispondenti meccanismi di danno. L'approccio qui proposto si caratterizza per l'identificazione delle cosiddette specificità territoriali, ovvero aspetti che influiscono sulla risposta sismica e che è auspicabile considerare nell'ambito di un'analisi della vulnerabilità, e alla integrazione di tali conoscenze con le attuali procedure di valutazione basate principalmente sul riconoscimento del modello di danno. Esso porta ad un metodo per la valutazione della vulnerabilità sismica delle chiese che è specificamente legato al territorio e alle caratteristiche costruttive, mantenendo come riferimento e incrementando la procedura di base che è attualmente disponibile. Sono esaminate, quindi, alcune chiese provenienti da due aree geografiche italiane (Centro-Italia e Lombardia orientale) – dove si riscontrano una diversa consapevolezza della sismicità, diversità di materiali da costruzione e distinte tecniche costruttive - e un caso specifico di chiesa-fortezza, l'Arabo-Normanna, nella Sicilia orientale. Da questa indagine, viene proposto un approccio territoriale che porta all'elaborazione di una scheda di rilievo e valutazione (TSK-Form) che considera la specificità territoriale per indagini sulla vulnerabilità. Infine, l'approccio proposto viene trasferito e testato a Montreal (Québec), dove la diversa cultura costruttiva e la locale consapevolezza della sismicità hanno portato a costruire chiese con caratteristiche diverse da quelle italiane. L'applicazione dell'approccio territoriale proposto ha dimostrato la capacità di interpretare la vulnerabilità delle chiese anche in questo contesto. Le informazioni raccolte nelle operazioni di rilievo contribuiscono anche allo sviluppo di una base di conoscenze sulla vulnerabilità sismica delle chiese dei territori considerati. Queste informazioni vengono, quindi, catalogate in uno spazio di lavoro GIS, di cui è fornito un esempio alla fine della tesi. L’utilizzo di questo software, sia in fase di sviluppo della ricerca che in fase di raccolta finale delle conoscenze delle specificità territoriali, riflette il carattere di flessibilità e adattabilità proprio di questa ricerca. L'adattamento della metodologia al contesto canadese ha aperto nuovi percorsi di indagine, ora in corso, sulle tipologie di altre chiese locali, al di là della tipologia neoromanica affrontata in questo studio.