ANALISI DELLO STATO POST-SISMA DELLE CHIESE DELLA BARONIA DI CARAPELLE, RILIEVO DEL DANNEGGIAMENTO E CONSIDERAZIONI SULLE METODOLOGIE
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1 ANALISI DELLO STATO POST-SISMA DELLE CHIESE DELLA BARONIA DI CARAPELLE, RILIEVO DEL DANNEGGIAMENTO E CONSIDERAZIONI SULLE METODOLOGIE DI RILIEVO SPEDITIVO. ( Alberto Lemme, Antonio Mannella, Alessio Marchetti, Emiliano Petracca ) L Aquila Roio - Polo di Ingegneria
2 2008 Studio su un campione di chiese della Provincia dell Aquila nell alto Gran Sasso all interno della storica Baronia di Carapelle: Barisciano (11), Carapelle Calvisio (4), Castelvecchio Calvisio (2), Santo Stefano di Sessanio (4), Castel del Monte (6), Calascio (6). Diverse per dimensioni e complessità, navata unica prevalente, tipologia di facciata differenziata con canoni architettonici ricorrenti e tipici della zona. Strumento rilievo: Scheda Chiese di II livello per la valutazione del danno e della vulnerabilità (28 Meccanismi).
3 2014 A seguito dei danni riscontrati in conseguenza del sisma 2009 alle chiese del campione originario, possibilità di avviare uno studio di comparazione e di valutazione dell approccio metodologico e delle risultanze dello strumento di rilievo attraverso: indici di danno e vulnerabilità, conversione indiretta in accelerazioni agli SLD e SLV, valori di accelerazioni al suolo rigido fornite da INGV per il sisma 2009, microzonazione sismica dei comuni del cratere, risentimento macrosismico, analisi e calcolo dei moltiplicatori di attivazione dei principali meccanismi di collasso, analizzando possibilità di affinamento e di evoluzione dello strumento.
4 Vulnerabilità e danno sismico Strumenti e metodologia: Scheda Modello A-DC (DPCM 231/2006), Scheda Chiese di II livello per la valutazione del danno e della vulnerabilità (Direttiva PCM ), Disamina del danno e della vulnerabilità attraverso l analisi dei presidi e delle vulnerabilità associate a 28 meccanismi di collasso attivabili in relazione ai macro elementi architetturali rappresentativi del bene. Criticità: Manufatto storico, Documentazione rappresentativa, Lettura completa e veritiera, Soggettività. Campagna di rilievo: Più squadre, Gruppo unico di post revisione delle schede.
5 Vulnerabilità e danno sismico Analisi vulnerabilità e danno tramite scheda chiese di II livello: meccanismi attivabili, peso del meccanismo nella fabbrica, presidi e indicatori vulnerabilità. Indice di vulnerabilità sismica: I v = k=1 ρ k (Vi k Vp k 28 k=1 ρ k Indice di danno sismico: I d = k=1 28 k=1 ρ k d k ρk Vi k è il punteggio degli indicatori di vulnerabilità e Vp k è il punteggio dei presidi per il k.mo meccanismo con fattore peso associato ρ k. d k è il danno rilevato per il k.mo meccanismo con fattore di peso associato ρ k. I valori di ρ k sono fissati per i macro elementi principali e assegnabili in un campo di variabilità (0,5-1) per i restanti. Valori indiretti correlati di accelerazioni al suolo SLD e SLV: a SLD = iv, a SLV = iv.
6 Vulnerabilità e danno sismico
7 Chiesa di Santa Maria della pietà - Colle Rotondo Chiesa di Santa Maria di Capo di Serra Chiesa di Santa Maria del Carmine Chiesa di Santa Maria di Valleverde-Cimitero Chiesa dell'immacolata Concezione con annessa Cappella S.S. Trinità Chiesa di San Flaviano (parrocchiale) Oratorio della Confraternita del SS.Rosario Chiesa di S.Colombo con annesso convento Chiesa di San Martino - (S. Martino) Chiesa della Madonna del Rosario (S.Martino) Chiesa di Santa Maria ab Extra - (Petogna) Chiesa di San Pancrazio Chiesa di San Francesco Chiesa di San Vittorino Chiesa di S.Maria e S.Vittorino (parrocchiale) Chiesa di San Cipriano Chiesa di San Giovanni Battista Chiesa di Santo Stefano Protomartire - Cimitero Chiesa della Madonna del Lago o Santa Maria delle Grazie Chiesa di Santa Maria di Ruvo (parrocchiale) Chiesa delle Anime Sante o del Suffragio o Madonna del Carmine Chiesa di San Marco Evangelista (parrocchiale) Chiesa di Santa Maria del Suffragio Chiesa di San Donato Chiesa di Santa Maria delle Grazie Chiesa di San Rocco Chiesa di Santa Caterina - Congregazione della S.S. Annunziata o dei Mulattieri Chiesa di Santa Maria delle Grazie - Convento Chiesa di Sant'Antonio Abate Chiesa di San Nicola di Bari Chiesa di San Leonardo Chiesa della Madonna delle Grazie (Rocca Calascio) Cappella di San Francesco d'assisi (Rocca Calascio) Indice di vulnerabilità Vulnerabilità e danno sismico Confronto Indici di Vulnerabilità e Indici di Danno Baronia ,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 0,519 0,107 0,371 0,045 0,604 0,200 0,381 0,157 0,585 0,512 0,286 0,293 0,700 0,540 0,464 0,000 0,667 0,576 0,473 0,487 0,481 0,164 0,590 0,406 0,019 0,026 0,667 0,400 0,746 0,471 0,471 0,084 0,584 0,126 0,490 0,188 0,738 0,670 0,582 0,234 0,355 0,000 0,614 0,305 0,389 0,635 0,583 0,000 0,000 0,000 0,480 0,492 0,448 0,118 0,119 0,113 0,373 0,556 0,029 0,040 0,466 0,103 0,567 0,548 0,183 0,000 Indice Vulnerabilità Indice Danno Barisciano Carapelle Calvisio Castelvecchio Calvisio Santo Stefano di Sessanio Castel del Monte Calascio
8 Chiesa di Santa Maria della pietà - Colle Rotondo Chiesa di Santa Maria di Capo di Serra Chiesa di Santa Maria del Carmine Chiesa di Santa Maria di Valleverde-Cimitero Chiesa dell'immacolata Concezione con annessa Cappella S.S. Trinità Chiesa di San Flaviano (parrocchiale) Oratorio della Confraternita del SS.Rosario Chiesa di S.Colombo con annesso convento Chiesa di San Martino - (S. Martino) Chiesa della Madonna del Rosario (S.Martino) Chiesa di Santa Maria ab Extra - (Petogna) Chiesa di San Pancrazio Chiesa di San Francesco Chiesa di San Vittorino Chiesa di S.Maria e S.Vittorino (parrocchiale) Chiesa di San Cipriano Chiesa di San Giovanni Battista Chiesa di Santo Stefano Protomartire - Cimitero Chiesa della Madonna del Lago o Santa Maria delle Grazie Chiesa di Santa Maria di Ruvo (parrocchiale) Chiesa delle Anime Sante o del Suffragio o Madonna del Carmine Chiesa di San Marco Evangelista (parrocchiale) Chiesa di Santa Maria del Suffragio Chiesa di San Donato Chiesa di Santa Maria delle Grazie Chiesa di San Rocco Chiesa di Santa Caterina - Congregazione della S.S. Annunziata o dei Mulattieri Chiesa di Santa Maria delle Grazie - Convento Chiesa di Sant'Antonio Abate Chiesa di San Nicola di Bari Chiesa di San Leonardo Chiesa della Madonna delle Grazie (Rocca Calascio) Cappella di San Francesco d'assisi (Rocca Calascio) Indice di danno Vulnerabilità e danno sismico Confronto Indici di Danno Baronia Ante Sisma Baronia 2014 Ante Sisma Barisciano Carapelle Calvisio Castelvecchio Calvisio Santo Stefano di Sessanio Castel del Monte Calascio
9 Chiesa di Santa Maria della pietà - Colle Rotondo Chiesa di Santa Maria di Capo di Serra Chiesa di Santa Maria del Carmine Chiesa di Santa Maria di Valleverde-Cimitero Chiesa dell'immacolata Concezione con annessa Cappella S.S. Trinità Chiesa di San Flaviano (parrocchiale) Oratorio della Confraternita del SS.Rosario Chiesa di S.Colombo con annesso convento Chiesa di San Martino - (S. Martino) Chiesa della Madonna del Rosario (S.Martino) Chiesa di Santa Maria ab Extra - (Petogna) Chiesa di San Pancrazio Chiesa di San Francesco Chiesa di San Vittorino Chiesa di S.Maria e S.Vittorino (parrocchiale) Chiesa di San Cipriano Chiesa di San Giovanni Battista Chiesa di Santo Stefano Protomartire - Cimitero Chiesa della Madonna del Lago o Santa Maria delle Grazie Chiesa di Santa Maria di Ruvo (parrocchiale) Chiesa delle Anime Sante o del Suffragio o Madonna del Carmine Chiesa di San Marco Evangelista (parrocchiale) Chiesa di Santa Maria del Suffragio Chiesa di San Donato Chiesa di Santa Maria delle Grazie Chiesa di San Rocco Chiesa di Santa Caterina - Congregazione della S.S. Annunziata o dei Mulattieri Chiesa di Santa Maria delle Grazie - Convento Chiesa di Sant'Antonio Abate Chiesa di San Nicola di Bari Chiesa di San Leonardo Chiesa della Madonna delle Grazie (Rocca Calascio) Cappella di San Francesco d'assisi (Rocca Calascio) Indice di vulnerabilità Vulnerabilità e danno sismico Accelerazioni al suolo SLD e SLV correlate a idv 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,237 0,232 0,245 0,220 0,228 0,236 0,203 0,196 0,189 0,193 0,186 0,190 0,195 0,185 0,176 0,178 0,148 0,163 0,153 0,156 0,152 0,154 0,154 0,154 0,159 0,166 0,145 0,130 0,130 0,133 0,139 0,122 0,111 0,044 0,059 0,058 0,061 0,055 0,057 0,059 0,045 0,049 0,048 0,049 0,047 0,037 0,039 0,039 0,031 0,033 0,038 0,039 0,033 0,028 0,033 0,039 0,048 0,047 0,051 0,036 0,035 0,039 0,041 0,049 0,040 0,042 0,000 SLD SLV Barisciano Carapelle Calvisio Castelvecchio Calvisio Santo Stefano di Sessanio Castel del Monte Calascio
10 Analisi meccanismi locali e danno rilevato
11 Analisi meccanismi locali e danno rilevato Analisi meccanismi: Su alcune chiese del campione analisi del meccanismo locale di collasso della facciata correlando la capacità dell elemento e il livello di danno (IMCS) con: accelerazioni al suolo rigido fornite da INGV per i siti PGA INGV intensità del risentimento macrosismico attribuito ai diversi comuni I MCS accelerazioni derivabili da conversione in PGA del risentimento PGA IMCS parte di un progetto più ampio esteso alle chiese del Comune dell Aquila e del cratere e tuttora in corso. Criticità: approssimazioni insite nelle indicazioni delle accelerazioni al suolo riscontrate, tipologia del suolo dedotta dai dati a corredo delle indagini di microzonazione sismica nei Comuni, Risultati: numero di presidi o di vulnerabilità direttamente correlato all entità del danneggiamento del macroelemento, non sempre definita corrispondenza diretta con l attivazione del meccanismo associato.
12 Chiesa di Santa Maria della pietà - Colle Rotondo Chiesa di Santa Maria del Carmine Chiesa di Santa Maria di Valleverde-Cimitero Chiesa di San Flaviano (parrocchiale) Chiesa di S.Colombo con annesso convento Chiesa di San Francesco Chiesa di S.Maria e S.Vittorino (parrocchiale) Chiesa di San Cipriano Chiesa di San Giovanni Battista Chiesa di Santo Stefano Protomartire - Cimitero Chiesa della Madonna del Lago o Santa Maria delle Grazie Chiesa di Santa Maria di Ruvo (parrocchiale) Chiesa di Santa Maria del Suffragio Chiesa di San Donato Chiesa di Santa Maria delle Grazie Chiesa di Sant'Antonio Abate Chiesa di San Leonardo Chiesa della Madonna delle Grazie (Rocca Calascio) Analisi meccanismi locali e danno rilevato Capacità strutturale nel Meccanismo di Facciata e Macrosismica 0,180 7,00 0,160 0,140 0,120 0,100 0,16 0,16 0,101 0,138 0,129 0,127 0,12 0,12 0,12 0,150 0,095 0,095 0,138 0,107 0,113 0,095 0,095 0,095 0,105 0,147 0,108 0,098 0,107 6,00 5,00 4,00 0,080 0,080 0,076 0,076 0,076 0,076 0,076 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,076 0,076 0,071 0,081 0,076 0,076 0,076 0,08 0,08 0,08 3,00 0,060 0,040 0,058 0,04 0,04 0,04 0,048 0,048 0,048 2,00 0,020 1,00 IMCS 0,000 0,000 0,00 Pga IMCS Pga INGV Capacità ag Barisciano Carapelle Calvisio Castelvecchio Calvisio Santo Stefano di Sessanio Castel del Monte Calascio
13 Chiesa di Santa Maria della pietà - Colle Rotondo Chiesa di Santa Maria del Carmine Chiesa di Santa Maria di Valleverde-Cimitero Chiesa di San Flaviano (parrocchiale) Chiesa di S.Colombo con annesso convento Chiesa di San Francesco Chiesa di S.Maria e S.Vittorino (parrocchiale) Chiesa di San Cipriano Chiesa di San Giovanni Battista Chiesa di Santo Stefano Protomartire - Cimitero Chiesa della Madonna del Lago o Santa Maria delle Grazie Chiesa di Santa Maria di Ruvo (parrocchiale) Chiesa di Santa Maria del Suffragio Chiesa di San Donato Chiesa di Santa Maria delle Grazie Chiesa di Sant'Antonio Abate Chiesa di San Leonardo Chiesa della Madonna delle Grazie (Rocca Calascio) Analisi meccanismi locali e danno rilevato 1,200 Livelli di danno (IMCS), presidi e indicatori di vulnerabilità nel Meccanismo di Facciata 7,00 1,000 6,00 0,800 0, ,00 4,00 3,00 0, ,00 0,200 0, ,00 0,00 IMCS I danno 2008 I danno 2014 N.ro Presidi N.ro Vulnerabilità Barisciano Carapelle Calvisio Castelvecchio Calvisio Santo Stefano di Sessanio Castel del Monte Calascio
14 Chiesa di Santa Maria della pietà - Colle Rotondo Chiesa di Santa Maria del Carmine Chiesa di Santa Maria di Valleverde-Cimitero Chiesa di San Flaviano (parrocchiale) Chiesa di S.Colombo con annesso convento Chiesa di San Francesco Chiesa di S.Maria e S.Vittorino (parrocchiale) Chiesa di San Cipriano Chiesa di San Giovanni Battista Chiesa di Santo Stefano Protomartire - Cimitero Chiesa della Madonna del Lago o Santa Maria delle Grazie Chiesa di Santa Maria di Ruvo (parrocchiale) Chiesa di Santa Maria del Suffragio Chiesa di San Donato Chiesa di Santa Maria delle Grazie Chiesa di Sant'Antonio Abate Chiesa di San Leonardo Chiesa della Madonna delle Grazie (Rocca Calascio) Analisi meccanismi locali e danno rilevato Capacità strutturale e Livelli di danno (IMCS) nel Meccanismo di Facciata 0,180 7,00 0,160 0,140 0,120 0,100 6,00 5,00 4,00 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 3,00 2,00 1,00 0,00 IMCS Pga IMCS Pga INGV Capacità ag I danno 2008 I danno 2014 N.ro Presidi N.ro Vulnerabilità Barisciano Carapelle Calvisio Castelvecchio Calvisio Santo Stefano di Sessanio Castel del Monte Calascio
15 Meccanismi, presidi e indicatori di vulnerabilità Valutazion e Efficacia o Vulnerabilità N.ro Presidi / Indicatori di Vulnerabilità Associati Vp /Vi il meccanismo contribuisce con un saldo algebrico dei punteggi degli indicatori di vulnerabilità e dei presidi determinati in base ai singoli elementi individuati ed alla valutazione di efficacia o di vulnerabilità per essi riscontrata. 3 Almeno 1 2 Almeno Almeno Considerazioni: macroelementi e meccanismi di collasso principali sempre correttamente individuati; soggettività in macroelementi non univocamente individuabili e nella valutazione di efficacia come presidi o indicatori di vulnerabilità; variazione non trascurabile di I v, spesso non proporzionata al contributo effettivo dell elemento rilevato al comportamento strutturale nel macroelemento in rilievo. Pesatura: stabilizzazione con pesi differenziati, nei diversi macroelementi, per i presidi e gli indicatori di vulnerabilità di effettiva e prevalente importanza ed efficacia. 3 2
16 Dall emergenza alla programmazione Passi Emergenza Programmazione e assistenza alla progettazione 1 Documentazione fotografica Riconoscimento dei meccanismi attivati ed attivabili Compilazione della scheda di rilievo del danno A-DC Progettazione eventuali interventi di messa in sicurezza Analisi della documentazione fotografica disponibile ed eventuale integrazione Riconoscimento speditivo dei meccanismi di collasso, dei presidi sismici e degli indicatori di vulnerabilità Compilazione speditiva della scheda sezione danno e vulnerabilità Campagna prove non distruttive (saggi sulla muratura, prove soniche, prove endoscopiche, termografia, ) e analisi dei risultati Riconoscimento delle tipologie murarie con il supporto della scheda murature 6 Rilievo geometrico 9 Definizione della strategia di intervento 10 Valutazione del livello di sicurezza LV1 11 Stima del costo di intervento Macroelemento della scheda chiese di II livello, attraverso: informazioni integrative specifiche, presidi e vulnerabilità presenti, base informativa con i correlati interventi possibili di riparazione e/o di miglioramento sismico, con efficacia e costi unitari predefiniti, Definizione Intervento Vulnerabilità residua Previsione di costo
17 Dall emergenza alla programmazione Evento sismico Esperienza Interventi Efficacia Costo definire e governare: Intervento= Riparazioni(Efficacia,Costo) + Miglioramenti(Efficacia,Costo) approccio: incrementale su due sequenze di interventi possibili. 5 4,5 4 3,5 3 II Stato A SEQUENZA I SEQUENZA II B catene longitudinali consolidamento murature C catene trasversali: consolidamento delle strutture voltate 2,5 2 D catene torre e cella campanaria cordoli in copertura 1,5 1 I E controventatura copertura controventatura copertura 0,5 0-0,5 A B C D E F G H F G cordoli in copertura consolidamento delle strutture voltate catene torre e cella campanaria catene trasversali A-IV INCR A-COSTO INCR/ B-IV INCR B-COSTO INCR/ Poli. (B-COSTO INCR/ ) Poli. (A-COSTO INCR/ ) H consolidamento murature catene longitudinali
18 Dall emergenza alla programmazione Chiese aquilano, da fase di emergenza post sisma 2009 quattro fasce di interventi: 1.a Fascia - Chiese poco danneggiate (Id 0.4): interventi mirati - costo contenuto - catene in punti strategici - eliminazione di carenze particolari - rimozione di condizioni di pericolo o di inagibilità utilizzabili anche per messa in sicurezza in fase di emergenza tipologia prevalente nell area del sisma (Seq. I B,C). 2.a Fascia - Chiese danneggiate in modo medio-grave (0.4<Id 0.6): interventi per riduzione della vulnerabilità di tutti i principali meccanismi collasso attivabili in parte utilizzabili anche per messa in sicurezza in fase di emergenza costo del miglioramento sismico pari a quello delle chiese maggiormente danneggiate con costo per riparazione minore (Seq. I). 3.a Fascia - Chiese danneggiate in modo grave (0.6<Id 0.8): esecuzione primaria di interventi di consolidamento strutture voltate e murarie il danneggiamento subito non permette interventi di miglioramento sismico puntuali senza preventivo consolidamento delle strutture murarie alta concentrazione nella zona epicentrale (Seq. II). 4.a Fascia - Chiese danneggiate in modo gravissimo (Id>0.8): esecuzione primaria di interventi di ricostruzione parti crollate e di consolidamento delle residue - puntellamentistrutture voltate e murarie il danneggiamento subito non permette interventi di miglioramento sismico puntuali senza preventivo consolidamento delle strutture murarie (Seq. II).
19 Dall emergenza alla programmazione Chiese aquilano: da analisi della vulnerabilità e del danno post sisma 2009, matrice di correlazione con costi globali al mq dell intervento strutturale e graduata sui livelli di danno e vulnerabilità: Livello di Danno V1 < 0.4 Indice di Vulnerabilità V2 V V D1 : < /mq 400 /mq 800 /mq /mq D2: /mq 800 /mq /mq 2400 /mq D3: /mq /mq /mq /mq D4: /mq /mq /mq /mq Per il campione analizzato: 33 chiese, indice danno medio Id= 0.21, vulnerabilità media Iv=0.53, costo complessivo di circa 5.5 milioni di euro, costo medio di intervento di circa euro/chiesa, 624 euro/mq.
20 Conclusioni Studio in corso è un ulteriore passo per: verificare ed affinare la metodologia e lo strumento di rilevazione, integrare i contenuti informativi della scheda, acquisire / recuperare modelli rappresentativi con fotorilevazione 3D, realizzare ed affinare modelli inferenziali di interventi e costi, integrare contenuti informativi con Sistemi di Georeferenziazione. Emergenza Supporto progettuale Programmazione sul territorio
21 ANALISI DELLO STATO POST-SISMA DELLE CHIESE DELLA BARONIA DI CARAPELLE, RILIEVO DEL DANNEGGIAMENTO E CONSIDERAZIONI SULLE METODOLOGIE DI RILIEVO SPEDITIVO. ( Alberto Lemme, Antonio Mannella, Alessio Marchetti, Emiliano Petracca ) L Aquila Roio - Polo di Ingegneria
22 Chiesa di Santa Maria della pietà - Colle Rotondo Chiesa di Santa Maria del Carmine Chiesa di Santa Maria di Valleverde-Cimitero Chiesa di San Flaviano (parrocchiale) Chiesa di S.Colombo con annesso convento Chiesa di San Francesco Chiesa di S.Maria e S.Vittorino (parrocchiale) Chiesa di San Cipriano Chiesa di San Giovanni Battista Chiesa di Santo Stefano Protomartire - Cimitero Chiesa della Madonna del Lago o Santa Maria delle Grazie Chiesa di Santa Maria di Ruvo (parrocchiale) Chiesa di Santa Maria del Suffragio Chiesa di San Donato Chiesa di Santa Maria delle Grazie Chiesa di Sant'Antonio Abate Chiesa di San Leonardo Chiesa della Madonna delle Grazie (Rocca Calascio) Analisi meccanismi locali e danno rilevato Capacità strutturale e Livelli di danno (IMCS) nel Meccanismo di Facciata 0,180 0,160 0,140 0,120 0,100 0,16 6,00 0,16 6,00 6,00 6,00 6,00 0,138 0,129 0,127 0,12 0,12 0,12 0,101 6,50 6,50 0,150 0,095 0,095 6,00 6,00 0,138 0,107 6,50 6,50 6,50 0,113 0,095 0,095 0,095 6,00 6,00 6,00 0,147 0,105 5,00 5,00 5,00 0,108 0,107 0,098 7,00 6,00 5,00 4,00 0,080 0,080 0,076 0,076 0,076 0,076 0,076 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,08 0,076 0,076 0,071 0,081 0,076 0,076 0,076 0,08 0,08 0,08 3,00 0,060 0,040 0,020 0,058 0,04 0,04 0,04 0,048 0,048 0,048 2,00 1,00 Pga IMCS Pga INGV Capacità ag 0,000 0,000 0,00 IMCS I danno 2008 I danno 2014 N.ro Presidi N.ro Vulnerabilità Barisciano Carapelle Calvisio Castelvecchio Calvisio Santo Stefano di Sessanio Castel del Monte Calascio
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