UNIVERSITÀ DI PISA. Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Edile. Tesi di Laurea

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Gloria Scarpa
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UNIVERSITÀ DI PISA FACOLTÀ DI INGEGNERIA Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Edile Tesi di Laurea La chiesa di Santa Maria della Concezione a Cagnano Amiterno (AQ): analisi della

1 UNIVERSITÀ DI PISA FACOLTÀ DI INGEGNERIA Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Edile Tesi di Laurea La chiesa di Santa Maria della Concezione a Cagnano Amiterno (AQ): analisi della vulnerabilità sismica e dei meccanismi di collasso Relatori: Prof. Ing. Massimo Dringoli Prof. Ing. Mauro Sassu Prof. Ing. Walter Salvatore Dott. Ing. Luca Nardini Candidato: Sandro Fiorentini Anno Accademico 2008/2009

2 Sommario Introduzione Rischio sismico e patrimonio architettonico Generalità Finalità e criteri Requisiti di sicurezza e conservazione Strumenti per la valutazione della sicurezza sismica a scala territoriale Criteri per la valutazione della sicurezza sismica e dell efficacia dell intervento Definizione di stati limite di riferimento per il patrimonio culturale Livelli di protezione antisismica Modellazione strutturale, analisi sismica e progetto degli interventi per il miglioramento Conoscenza del manufatto Livelli di conoscenza e fattori di confidenza Le costruzioni storiche in muratura Le qualità meccaniche della muratura Il comportamento delle strutture in muratura sotto l azione del sisma LV3: Valutazione complessiva della risposta sismica del manufatto Strategie per la scelta dell intervento di miglioramento Bibliografia capitolo Santa Maria della Concezione a Cagnano Amiterno (AQ) Lo stato degli edifici abruzzesi Brevi cenni sull assetto politico e sulla rete viaria degli Abruzzi nel medioevo La fase preromanica e i Benedettini nello sviluppo storico dell architettura abruzzese L Aquila e la persistenza del gusto romanico L architettura dell epoca barocca in Abruzzo Il Comune di Cagnano Amiterno Santa Maria della Concezione, cenni storici Il Rilievo Geometrico e Strutturale Bibliografia capitolo Modellazione Strutturale Il metodo degli elementi finiti nell Ingegneria delle Strutture Idee alla base dell approssimazione

3 3.1.2 Discretizzazione del dominio di integrazione La modellazione strutturale I metodi di analisi Caratteristiche meccaniche dei materiali della chiesa di Santa Maria La formulazione del modello agli elementi finiti Creazione della meshatura in ambiente CAD Modellazione tramite codice di calcolo ANSYS Bibliografia capitolo Analisi globali LV1 : Determinazione dell indice di sicurezza sismica prima dell intervento Analisi statica Analisi lineare dinamica Analisi modale Azione sismica Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali Spettro di risposta elastico in accelerazione della componente verticale Spettro di risposta in spostamento delle componenti orizzontali Spettri di progetto per gli stati limite ultimi Spettro di progetto orizzontale Spettro di progetto verticale Analisi spettrale Analisi delle tensioni Analisi delle deformazioni mediante analisi spettrale Analisi dinamica lineare con accelerogramma Le stazioni accelerometriche nella Valle del Fiume Aterno La stazione accelerometrica di Montereale (MTR) Analisi tensionali MTR Analisi delle deformazioni MTR La stazione accelerometrica de L Aquila (AQA) Analisi tensionali AQA Analisi delle deformazioni AQA Conclusioni analisi globali Bibliografia capitolo Analisi dei meccanismi locali di collasso

4 5.1 Premessa La facciata Ribaltamento della facciata Meccanismi nella sommità della facciata Meccanismo nel piano della facciata Risposta trasversale dell aula Espulsione dell angolata L approccio normativo Analisi cinematica lineare Analisi cinematica non lineare Verifiche di sicurezza Procedura di Calcolo dei meccanismi di ribaltamento Meccanismo di ribaltamento di blocco attorno ad una cerniera Metodo di Calcolo del meccanismo di ribaltamento di una catena cinematica Analisi cinematica dei meccanismi principali della chiesa di Santa Maria della Concezione Meccanismo 1: Ribaltamento della facciata Meccanismo 2: Ribaltamento della facciata con coinvolgimento della parete laterale e della cella campanaria Meccanismo 3: Ribaltamento della cella campanaria Meccanismo 4: ribaltamento del cantonale e della cella campanaria Meccanismo 5: ribaltamento del cantonale e della cella campanaria Meccanismo 6: Ribaltamento della parete laterale Meccanismo 7: Risposta trasversale dell aula con arco di irrigidimento Meccanismo 8: Risposta trasversale dell aula con trave di irrigidimento Quadro riepilogativo dei meccanismi di collasso Interventi di miglioramento sismico Analisi cinematica dei meccanismi della chiesa di Santa Maria della Concezione con inserimento di catene metalliche Meccanismo 1: Ribaltamento della facciata con inserimento di due catene Meccanismo 2: Ribaltamento della facciata con coinvolgimento della parete laterale e della cella campanaria con inserimento di due catene Meccanismo 6: Ribaltamento della parete laterale con inserimento di 5 catene Meccanismo 7: Risposta trasversale dell aula con arco di irrigidimento con inserimento di una catena

5 Meccanismo 8: Risposta trasversale dell aula con trave di irrigidimento con inserimento di una catena Dimensionamento delle catene Bibliografia capito Confronto tra le analisi e conclusioni Confronto tra le analisi Conclusioni Bibliografia

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