This study analyses the seismic response of San Martino dei Gualdesi, a church built in the fourteenth century in Castelsantangelo sul Nera (province of Macerata, Italy). This work aims to assess the damage mechanisms activated during the 2016 Central Italy earthquake and define the related prevention and conservation criteria. In this territory, over the years several churches have undergone structural interventions and changes, which resulted in severe adverse impacts on the seismic response of the structure. By thoroughly investigating these cases, it is possible to identify the effects related to specific interventions. Specifically, the San Martino dei Gualdesi church, which was seriously damaged by the 2016 earthquake, has received a huge number of interventions in order to repair the damages of past seismic events. Therefore, an accurate interpretation of the mechanisms of collapse was carried out in order to recognize the effects that each reconstruction work produced on the building behaviour. This study focuses on the interventions on the roof and investigates three different configurations of the structure: without roof, stiff concrete roof and the current roof with timber primary beams. As a consequence, an analysis of the entire building was performed before focusing on the interaction between the church with the tower bell, which was the most damaged structural element. Several structural analyses were performed in order to comprehend the existing damage. Numerical models, in both linear and non-linear fields, were applied by employing the accelerograms recorded during the seismic events that took place in October 2016. The results show that the concrete roof improves the box-like behaviour, but it increases the displacements in the bell tower, the most seriously damaged element. Conversely, in the timber roof configuration, the most vulnerable areas of the structure are the intersection between structural elements.

Il presente elaborato analizza la risposta sismica della chiesa di San Martino dei Gualdesi costruita nel XIV secolo a Castelsantangelo sul Nera (in provincia di Macerata, Italia) con lo scopo valutare i meccanismi di danno attivatosi durante il terremoto avvenuto nel 2016 in Centro Italia e definire criteri di conservazione e prevenzione efficaci. Molte chiese presenti nel territorio hanno subito, nel corso del tempo, interventi di miglioramento o di riparazione di precedenti danni, che spesso hanno avuto effetti negativi sulla risposta sismica della struttura. Questi casi permettono di esaminare direttamente gli effetti di particolari tipi di intervento. Nello specifico, la chiesa di San Martino dei Gualdesi, gravemente danneggiata dal terremoto del 2016, aveva già subito interventi per riparare i danni da terremoti precedenti e per migliorare la risposta sismica. Attraverso l’osservazione e l’interpretazione dei meccanismi di danno è stato possibile definire il ruolo che gli interventi pregressi hanno avuto nel comportamento dell’edificio. Lo studio è stato incentrato sugli interventi eseguiti in copertura; in particolare, vengono esaminate tre configurazioni differenti: una prima struttura senza copertura, la seconda con una copertura rigida in calcestruzzo e la configurazione attuale con travi principali in legno. Ciò ha consentito di effettuare un’analisi dell’intero complesso strutturale, per poi focalizzarsi sull’interazione del campanile, l’elemento strutturale maggiormente danneggiato dal sisma, con il corpo principale della chiesa. Per indagare il comportamento strutturale e comprendere i danni esistenti, sono stati utilizzati diversi tipi di analisi strutturale, con modelli numerici in campo lineare e non lineare, sulla base degli accelerogrammi registrati durante gli eventi sismici avvenuti ad ottobre del 2016. I risultati hanno mostrato che la copertura in calcestruzzo favorisce il comportamento scatolare, ma causa spostamenti maggiori del campanile, l’elemento maggiormente danneggiato. Contrariamente, nella configurazione della copertura in legno, le zone più deboli della struttura risultano essere i punti di intersezione tra gli elementi strutturali.

Analisi del danno sismico e ruolo degli interventi : il caso della chiesa di San Martino dei Gualdesi

Cerreoni, Carla Loreta
2020/2021

Abstract

This study analyses the seismic response of San Martino dei Gualdesi, a church built in the fourteenth century in Castelsantangelo sul Nera (province of Macerata, Italy). This work aims to assess the damage mechanisms activated during the 2016 Central Italy earthquake and define the related prevention and conservation criteria. In this territory, over the years several churches have undergone structural interventions and changes, which resulted in severe adverse impacts on the seismic response of the structure. By thoroughly investigating these cases, it is possible to identify the effects related to specific interventions. Specifically, the San Martino dei Gualdesi church, which was seriously damaged by the 2016 earthquake, has received a huge number of interventions in order to repair the damages of past seismic events. Therefore, an accurate interpretation of the mechanisms of collapse was carried out in order to recognize the effects that each reconstruction work produced on the building behaviour. This study focuses on the interventions on the roof and investigates three different configurations of the structure: without roof, stiff concrete roof and the current roof with timber primary beams. As a consequence, an analysis of the entire building was performed before focusing on the interaction between the church with the tower bell, which was the most damaged structural element. Several structural analyses were performed in order to comprehend the existing damage. Numerical models, in both linear and non-linear fields, were applied by employing the accelerograms recorded during the seismic events that took place in October 2016. The results show that the concrete roof improves the box-like behaviour, but it increases the displacements in the bell tower, the most seriously damaged element. Conversely, in the timber roof configuration, the most vulnerable areas of the structure are the intersection between structural elements.
SFERRAZZA PAPA, GESSICA
TATEO, VITO
ARC I - Scuola di Architettura Urbanistica Ingegneria delle Costruzioni
7-ott-2021
2020/2021
Il presente elaborato analizza la risposta sismica della chiesa di San Martino dei Gualdesi costruita nel XIV secolo a Castelsantangelo sul Nera (in provincia di Macerata, Italia) con lo scopo valutare i meccanismi di danno attivatosi durante il terremoto avvenuto nel 2016 in Centro Italia e definire criteri di conservazione e prevenzione efficaci. Molte chiese presenti nel territorio hanno subito, nel corso del tempo, interventi di miglioramento o di riparazione di precedenti danni, che spesso hanno avuto effetti negativi sulla risposta sismica della struttura. Questi casi permettono di esaminare direttamente gli effetti di particolari tipi di intervento. Nello specifico, la chiesa di San Martino dei Gualdesi, gravemente danneggiata dal terremoto del 2016, aveva già subito interventi per riparare i danni da terremoti precedenti e per migliorare la risposta sismica. Attraverso l’osservazione e l’interpretazione dei meccanismi di danno è stato possibile definire il ruolo che gli interventi pregressi hanno avuto nel comportamento dell’edificio. Lo studio è stato incentrato sugli interventi eseguiti in copertura; in particolare, vengono esaminate tre configurazioni differenti: una prima struttura senza copertura, la seconda con una copertura rigida in calcestruzzo e la configurazione attuale con travi principali in legno. Ciò ha consentito di effettuare un’analisi dell’intero complesso strutturale, per poi focalizzarsi sull’interazione del campanile, l’elemento strutturale maggiormente danneggiato dal sisma, con il corpo principale della chiesa. Per indagare il comportamento strutturale e comprendere i danni esistenti, sono stati utilizzati diversi tipi di analisi strutturale, con modelli numerici in campo lineare e non lineare, sulla base degli accelerogrammi registrati durante gli eventi sismici avvenuti ad ottobre del 2016. I risultati hanno mostrato che la copertura in calcestruzzo favorisce il comportamento scatolare, ma causa spostamenti maggiori del campanile, l’elemento maggiormente danneggiato. Contrariamente, nella configurazione della copertura in legno, le zone più deboli della struttura risultano essere i punti di intersezione tra gli elementi strutturali.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/180255