Analisi della vulnerabilità sismica di un edificio scolastico in Valle Camonica (Lombardia)

This thesis work presents an analysis of the seismic vulnerability of a school building located in Camonica Valley (Lombardy). First, the building, its functions, the characteristics of the territory in which it is inserted and the relevant legislation are presented. Subsequently, through historical-critical analysis, were carefully reconstructed the various construction and administrative phases that have involved the building over the years, investigating in particular the structural properties of the building. In the central part of the report, the characteristics of the building are defined, starting from the geometry and the construction details, the mechanical properties of both the materials and the ground, up to the definition of the masses and the permanent structural, non-structural and variable loads. The listed characteristics have been defined thanks to the available documentation and through an external and internal survey of the school building. From these characteristics, a numerical model is created, using the SAP2000 program. On the finite element model, a modal analysis of the entire building and the blocks that constitute it is carried out, identifying the characteristics of the structural system, such as torsional deformability, stiffness and possible pounding phenomena. A spectral analysis is then carried out by implementing the seismic combinations dictated by the legislation. Through a comparison with the internal forces computed by the SAP2000 program, the resistance capacity of some sample structural elements is investigated, such as beams, columns, nodes, reinforced concrete walls, concrete walls and stone masonry walls. The resistance verifications carried out generally concern bending, flexural using the axial force and shear. From the analysis it can be deduced that the building globally does not present strong structural criticalities. However, it cannot be considered fully complying the code requirements for the seismic actions. In the final chapter, by observing the results obtained, a few proposals for the anti-seismic improvement of the school building are examined.

Il presente elaborato di tesi presenta un analisi della vulnerabilità sismica di un edificio scolastico sito in Valle Camonica (Lombardia). Inizialmente si presenta l'edificio, le sue funzioni, l'aspetto territoriale in cui si inserisce e la normativa di riferimento. Successivamente, attraverso l'analisi storico-critica, si ricostruiscono i vari passaggi realizzativi e amministrativi che hanno coinvolto il fabbricato nel corso degli anni, indagando in particolare sull'aspetto strutturale del fabbricato. Nella parte centrale dell'elaborato si definiscono le caratteristiche dell'edificio, partendo da geometria e particolari costruttivi, proprietà meccaniche dei materiali e del terreno, fino alla definizione delle masse e dei carichi permanenti strutturali, non strutturali e variabili. Le caratteristiche elencate sono state definite grazie alla documentazione a disposizione ed attraverso un rilievo del fabbricato. Da tali caratteristiche si procede alla realizzazione di un modello di calcolo, tramite il programma SAP2000. Sul modello ad elementi finiti si effettua un'analisi modale dell'intero edificio e dei blocchi che lo costituiscono, individuando le caratteristiche dell'assetto strutturale, quali: la deformabilità torsionale, la rigidezza e i possibili fenomeni di martellamento. Successivamente si effettua un'analisi spettrale implementando le combinazioni sismiche dettate dalla normativa. Tramite un confronto con le azioni sollecitanti estrapolate dal modello SAP2000, si indaga sulla capacità di resistenza di alcuni elementi strutturali presi a campione, quali travi, pilastri, nodi di collegamento, muri in c.a., pareti in calcestruzzo e pareti in muratura di pietrame. Le verifiche di resistenza effettuate riguardano in generale flessione, pressoflessione e taglio. L'analisi ha permesso di dedurre che l'edificio globalmente non presenta delle forti criticità strutturali, pur non essendo pienamente rispondente alle prescrizioni di normativa nei confronti delle azioni sismiche. Nel capitolo finale, tramite l'osservazione dei risultati ottenuti, vengono esaminate alcune proposte di intervento per il miglioramento/adeguamento antisismico dell'edificio scolastico.