Modelling of the interaction with the bell tower in the seismic vulnerability assessment of a church: the case of the church of the Assumption of the Blessed Virgin Mary in Tavazzano

The aim of this thesis is the seismic vulnerability assessment of the church of Assumption of the Blessed Mary in Tavazzano Villavesco, under the jurisdiction of Diocese of Lodi. After some surveys and on-site investigations, the Finite Element (FE) model of the structure has been implemented exploiting the software Abaqus/CAE. The seismic behavior of the church has been studied according to the Italian building code, considering the non-linear behavior of masonry through the Concrete Damage Plasticity model. Different types of analyses have been performed: preliminary static analysis, modal analysis, response spectrum analysis and static non-linear analysis. These analyses have provided important information on the possible failure mechanisms of the church. For completeness, some simplified approaches have been applied, such as kinematic analysis for the overturning mechanism of the gable and LV1 method for the tower. Furthermore, the present dissertation has as objective to highlight the impact of the modeling of the contact interaction between the tower and the church body, underlining the relevance of the critical historical analysis in the seismic vulnerability assessment.

L'obiettivo di questa tesi è la valutazione della vulnerabilità sismica della chiesa dell'Assunzione della Beata Vergine Maria a Tavazzano Villavesco, sotto la giurisdizione della Diocesi di Lodi. Dopo aver eseguito dei rilievi ed indagini in sito, è stato implementato il modello ad elementi finiti utilizzando il software Abaqus/CAE. Il comportamento della chiesa, soggetta ad azioni sismiche, è stato studiato secondo le Norme Tecniche italiane, tenendo in considerazione il comportamento non lineare della muratura tramite il modello Concrete Damage Plasticity. Sono state eseguite diverse tipologie di analisi: un'analisi statica preliminare, un'analisi modale, un'analisi a spettro di risposta e un'analisi statica non lineare. Queste analisi hanno permesso di ricavare importanti informazioni riguardo i meccanismi di danno più probabili per la chiesa. Per completezza, sono stati applicati alcuni approcci semplificati come l'analisi cinematica del meccanismo di ribaltamento del timpano della facciata e l'analisi LV1 del campanile. Inoltre, questo elaborato si pone l'obiettivo di evidenziare l'impatto della modellazione dell'interazione tra il campanile e la chiesa, sottolineando l'importanza dell'analisi storico critica nella valutazione della vulnerabilità sismica.