Resistere ai terremoti: l'esperienza nei sistemi costruttivi dell'architettura tradizionale. Il centro storico di Castelvecchio Calvisio in Abruzzo e la città di Lefkada nelle isole Ionie

In the thesis the issue of seismic protection elements is debated, with reference to the solutions which were developed within the constructive tradition before earthquake resistant design started to be developed as a science. This new kind of approach to design dates back to the beginning the of '900; being based on the interpretation of both the physical phenomenon of ground shaking and of the structural response, it opened to the possibility of quantitative design evaluations. The topic is related, in particular, to the subject of residential architecture, which is examined in the special context of a "poor" architecture in "critical "areas. "Poor" refers to situations where, due to economic reasons, the use of both local resources and experience coming from empirical traditions has no alternatives; as to “criticality”, reference is made to the case of specially severe environmental conditions, in relation to which a stronger need to provide adequate safety to buildings is felt. In this context, the thesis aims to develop an extensive description of the seismic protection elements developed in the building tradition; this aims at providing the basis for the subsequent evaluation of their real effectiveness through the use of modern structural analysis tools. From the point of view of a quantitative approach, a simplified evaluation of the resistance levels is developed in the thesis, based on an simple, yet standard, numerical procedure. The theme was initially examined with reference to the case of the Apennine villages in the province of L'Aquila, which underwent the 2009 earthquake and, subsequently, extensive campaigns for damage description. The analysis of the building framework and of the seismic protection elements which are typical of these villages is based on the results of a detailed survey work carried out on the field, supplemented by the study of local economical and historical conditions, by the examination of historical earthquakes and of the subsequent reconstruction and reinforcement interventions. The study was focused on the area of Castelvecchio Calvisio, which is a faithful witness of ancient building traditions. After performing the identification and description work of the seismic protection elements, the simplified quantitative evaluation was applied for an estimate of the available seismic resistance. This has suggested an explanation, in terms of specific numerical values, of the safety resources implicit in the construction systems developed by tradition. In order to go deeper into the debate about the effectiveness of building traditions developed on empirical bases, the analysis has been extended to a second case, different in its specificity, yet similar to the first example as belonging to the Mediterranean environment, to a critical area, subject to frequently recurring major earthquakes and characterized by a specific traditional building system. The interest was focused on the Ionian island of Lefkada, where critical environmental conditions include also soil related problems, due to the original presence of a marshland, subject over the time to reclaiming works. Seismic and geotechnical criticalities have significantly influenced both the structural response and the adoption of a suitable foundation system. The availability of abundant historical documentation on the local tradition has allowed an interesting reconstruction of the building system which was developed as a response to strong earthquakes experience. As in the previous case, the problem has been analyzed under a general perspective, including historical and economic conditions typical of the area: the island historical seismicity has been studied and important information have been drawn from the analysis of unpublished archival documents related to the damage survey activities which followed historical earthquakes. In particular, an interpretation of the foundation systems developed by tradition is proposed. Also in this case, finally, the simple numerical evaluation has been performed in order to explain the surprising ability of builders to develop, in the past, a construction technique able to oppose strong seismic effects. As a general conclusion, analyses have shown that the traditional building techniques in both the cases of Castelvecchio Calvisio and Lefkada allow for resistance levels of the masonry structures basically in line with the design requirements in force today.

La tesi discute il tema degli accorgimenti antisismici sviluppati dalla tradizione costruttiva prima della affermazione, dall’inizio del ‘900 in poi, dell’approccio scientifico al problema sismico, fondato sull’interpretazione fisica del fenomeno dello scuotimento del terreno e della risposta delle strutture e sulla conseguente possibilità di valutazioni progettuali quantitative. Il tema viene riferito all’ambito particolare delle architetture residenziali “povere” in aree “critiche”, intendendosi per “povere” le situazioni in cui, per ragioni economiche, è obbligato il ricorso a risorse locali ed all’esperienza delle proprie tradizioni empiriche, mentre la criticità è intesa rispetto a condizioni ambientali particolarmente severe, rispetto alle quali è forte l’esigenza di dare adeguata sicurezza alle costruzioni. In questo contesto, la tesi mira a sviluppare una estesa descrizione dei presidi antisismici presenti nella tradizione, predisponendo in questo modo le basi per una successiva valutazione degli stessi per mezzo degli strumenti di indagine numerica oggi disponibili. Da questo punto di vista la tesi anticipa una valutazione semplificata, basata su di un approccio di calcolo elementare. La tematica viene inizialmente esaminata rispetto al caso dei borghi appenninici dell’Aquilano che, a seguito del terremoto del 2009 e delle conseguenti estese campagne di rilievo del danno, avevano spontaneamente suscitato la riflessione. La ricostruzione del quadro edilizio tipico dei borghi e dei presidi antisismici riscontrabili si basa sui risultati di una estesa attività di ricognizione svolta sul campo, corredata dallo studio delle condizioni storico-economiche caratteristiche dell’area, dall’esame degli eventi sismici storici e delle successive attività di ricostruzione e rinforzo. Lo studio si è concentrato sull’abitato di Castelvecchio Calvisio, che è uno specchio particolarmente fedele delle tradizioni costruttive del passato. Alla identificazione e interpretazione dei presidi antisismici riscontrabili fa seguito una valutazione semplificata e di carattere generale del livello di resistenza sismica effettivamente disponibile, che suggerisce la spiegazione, in termini numerici, della sicurezza implicita nel sistema costruttivo sviluppato dalla tradizione. Allo scopo di dare conferma alla validità di questa lettura delle tradizioni architettoniche su basi empiriche, l’analisi viene estesa ad un secondo caso, necessariamente diverso nella sua specificità, ma analogo al primo in quanto anch’esso appartenente all’area mediterranea, ad una zona a sismicità esasperata, soggetto ad importanti terremoti recenti, caratterizzato da un’edilizia residenziale semplice. L’interesse è venuto così a concentrarsi sull’isola ionica di Lefkada, dove la criticità delle condizioni ambientali è aggravata da quelle del suolo, di origine paludosa, soggetto nel tempo ad attività di bonifica e tale da condizionare in maniera significativa sia la risposta sismica delle costruzioni sia il sistema di fondazione da adottare. La ricca documentazione storica sulla tradizione locale ha consentito un’interessante ricostruzione del sistema costruttivo sviluppato come risposta alla pressante esperienza dei terremoti. Anche in questo caso il problema è stato contestualizzato rispetto alle condizioni storico-economiche dell’area, è stata analizzata la sismicità storica dell’isola e sono state tratte importanti indicazioni dallo studio di inediti documenti di archivio relativi alle attività di rilievo del danno a seguito di terremoti storici. In particolare, viene proposta una interpretazione dei sistemi di fondazione sviluppati dalla tradizione. Anche in questo caso, attraverso una semplice valutazione numerica, viene svolto il tentativo di comprensione in termini quantitativi della estrema ingegnosità tramite cui la tradizione empirica aveva sviluppato una tecnica costruttiva in grado di opporsi al danno sismico. Nello specifico, le analisi svolte hanno dimostrato che le tecniche sviluppate nei casi campione analizzati a Castelvecchio Calvisio e Lefkada portano alla valutazione di un livello di capacità di resistenza delle strutture murarie tendenzialmente in linea con i requisiti progettuali oggi in vigore.