Modellazione strutturale di edifici storici in muratura e misti: valutazioni comparate e criteri operativi

L���obiettivo della presente tesi �� evidenziare l���importanza dell���approccio critico alla valutazione della vulnerabilit�� sismica di edifici in muratura e misti Il contributo della tesi sottolinea i diversi risultati ottenuti nella modellazione di tre edifici esistenti ed uno ipotetico usando due diversi programmi basati sul modello del telaio equivalente. La modellazione delle diverse ipotesi di vincolamento ed estensione delle zone rigide ha richiesto la formulazione di quattro modelli di calcolo in Aedes PCM ed un modello in 3muri. I dati ottenuti sono stati confrontati, inoltre, con l���analisi semplificata speditiva per la valutazione della vulnerabilit�� a scala territoriale prevista nelle ���Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del Patrimonio Culturale���. Si pu�� notare che i valori ottenuti sono piuttosto diversi e che la variabilit�� aumenta nel caso di edifici non regolari, inoltre le evidenze legate ai danni realmente rilevati sugli edifici mostrano un profondo iato tra la previsione di danno ottenuta tramite calcolatore e le lesioni rilevate; questo costituisce un campanello d���allarme nei confronti di un approccio acritico nei confronti del mero dato numerico ed un richiamo all���importanza del processo conoscitivo. I casi di studio analizzati sono stati scelti in funzione delle caratteristiche seguenti: il primo �� una struttura semplice e simmetrica nelle due direzioni che ha avuto la funzione di permettere di testare in modo controllato le ipotesi di base. Gli altri sono edifici reali: il Padiglione Morselli �� un edificio in muratura a pianta a forma di C, regolare in pianta ed in elevazione solamente per quanto concerne la direzione y: questo ha permesso di raffrontare il diverso comportamento dei modelli di calcolo nelle sue direzioni; il liceo Marconi �� un edificio misto in cui elementi in conglomerato cementizio armato affiancano le pareti portanti in muratura, che presenta un piano di copertura piuttosto irregolare; il Corpo 4 dell���Ospedale di Castelfranco Emilia �� un edificio in muratura, a pianta regolare che presenta le medesime irregolarit�� nel piano sommitale del precedente. I dati ottenuti hanno dimostrato un buon accordo per la quantificazione dell���indice di sicurezza per i modelli regolari e semplici con uno scarto di circa il 30% mentre il delta si incrementa per le strutture irregolari, in particolare quando le pareti portanti in muratura vengono sostituite da elementi puntuali nei piani di copertura arrivando a valori massimi del 60%. I confronti sono stati estesi per le tre strutture anche alla modellazione proposta dalle Linee Guida per la valutazione dell���indice di sicurezza sismica a scala territoriale LV1 mostrando differenze nell���ordine del 30% per il Padiglione Morselli e del 50% per il Liceo Marconi; il metodo semplificato risulta correttamente cautelativo. ��, quindi, possibile affermare che tanto pi�� gli edifici si mostrano regolari in riferimento a masse e rigidezze, tanto pi�� la modellazione a telaio equivalente restituisce valori in accordo tra i programmi e di pi�� immediata comprensione. Questa evidenza pu�� essere estesa ad altri casi reali divenendo un vero e proprio criterio operativo che consiglia la suddivisione degli edifici esistenti in muratura, solitamente molto complessi poich�� frutto di successive stratificazioni, in parti pi�� semplici, ricorrendo alle informazioni acquisite attraverso il percorso della conoscenza che diviene in questo modo uno strumento utile e vitale. La complessit�� dell���edificato storico deve necessariamente essere approcciata in una maniera pi�� semplice identificando sub unit�� regolari per percorso dei carichi, epoca e tecnologia costruttiva e comportamento strutturale dimostrato nel corso del tempo che siano pi�� semplici da studiare. Una chiara comprensione del comportamento delle strutture permette di agire mediante interventi puntuali e meno invasivi, rispettosi dell���esistente riconducendo, ancora una volta, l���intervento di consolidamento ai principi propri del restauro che includono i principi di minimo intervento, di riconoscibilit�� dello stesso, di rispetto dei materiali esistenti e l���uso di nuovi compatibili con i precedenti. Il percorso della conoscenza diviene in questo modo la chiave per liberare la complessit�� degli edifici storici esistenti trasformando un mero tecnicismo in una concreta operazione culturale . Il presente percorso di dottorato �� stato svolto in collaborazione tra l���Universit�� di Parma, DICATeA e lo Studio di Ingegneria Melegari mediante un percorso di Apprendistato in Alta Formazione e Ricerca.

Comportamento sotto sisma di strutture rigide o deformabili: due casi di studio estremi

In Italia molti edifici sono stati costruiti senza tenere in considerazione l'azione sismica. La necessit�� di adeguare tali edifici in accordo con la normativa italiana vigente �� stato il motivo scatenante di questa ricerca. Per l'adeguamento sismico, vengono qui proposti differenti approcci in base al tipo di struttura e, in particolare, in base alla loro deformabilit��. Per le strutture flessibili come le scaffalature di acciaio adibite alla stagionatura del Parmigiano Reggiano, sono stati utilizzati dispositivi passivi di dissipazione energetica. Sono state condotte analisi di sensitivit�� per determinare il coefficiente di smorzamento in grado di minimizzare lo stato tensionale nelle sezioni di interesse. I risultati delle analisi mostrano l'efficacia delle soluzioni proposte e potrebbero rappresentare un punto di partenza per la definizione di possibili contromisure standar per l'adeguamento sismico. Per le strutture rigide, come i ponti in muratura, sono stati definiti alcuni criteri per la modellazione e la verifica delle sezioni di interesse, utilizzando modelli semplificati ma dall'efficacia comprovata come termine di paragone.