Analisi parametriche non lineari e derivazione di curve di fragilità per un edificio scolastico storico in muratura portante.

La sismicità del territorio italiano è una tra le più elevate a livello europeo. L’Italia figura, infatti, fra i paesi dove ci sono stati, negli ultimi cento anni, i terremoti più distruttivi e con maggior numero di vittime. L’elevato rischio sismico del territorio nazionale dipende, oltre che dalla frequenza ed intensità dei terremoti che periodicamente lo colpiscono, soprattutto dall’elevata vulnerabilità del patrimonio edilizio esistente dovuta alla tarda introduzione di classificazioni e normative antisismiche. Tra i numerosi edifici coinvolti si presentano quelli con rilevanza strategica, la cui importanza assume un rilievo fondamentale durante gli eventi sismici tanto che un possibile danneggiamento o collasso può comportare, oltre alla perdita di vite umane, l’interruzione della sua funzionalità cruciale per le finalità di protezione civile. Risulta quindi di fondamentale importanza l’analisi della vulnerabilità sismica degli edifici appartenenti a questa categoria con l’obiettivo di stabilirne lo stato attuale, la scala di priorità degli interventi e le caratteristiche che maggiormente influenzano la risposta sismica. A questo scopo il Consorzio della Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica e Strutturale (ReLUIS) in collaborazione con il Dipartimento di Protezione Civile ha avviato un progetto per la prevenzione e riduzione del rischio sismico che si pone l’obiettivo di valutare la fragilità su scala nazionale per diverse classi di edifici, tra cui le scuole. All’interno di tale progetto si inserisce il presente lavoro di tesi, in cui si analizza il comportamento di un edificio scolastico storico in muratura portante realizzato nel primo dopoguerra, attraverso la realizzazione di modelli numerici e lo studio della loro risposta. In primo luogo (Capitolo 2) è stata approfondita la conoscenza dell’edificio in esame attraverso l’analisi della documentazione originale, come le tavole architettoniche e i dettagli costruttivi, e secondo quanto ottenuto dalla campagna di rilievo. Grazie all’osservazione del comportamento di edifici simili in terremoti passati è stato possibile individuare le principali vulnerabilità che contraddistinguono la struttura: pianta di forma allungata, difformità di aree resistenti nelle due direzioni principali e blocco servizi collocato in posizione eccentrica. Inoltre, come riscontrato nelle campagne di indagine post – sisma a costituire fattore di vulnerabilità sono anche gli orizzontamenti. A tal proposito, all’interno del progetto di tesi, si è posto l’ulteriore obiettivo di valutare l’influenza del tipo di orizzontamenti e del grado di collegamento degli stessi alle pareti perimetrali, sulla risposta sismica globale e locale della struttura in campo non lineare. Questo obiettivo è stato perseguito rispettivamente attraverso analisi statiche non lineari (Capitolo 4) e attraverso analisi cinematiche lineari e non lineari (Capitolo 5). Infine sono state sviluppate le analisi dinamiche non lineari (time – history) per un set di 114 accelerogrammi naturali non scalati comprensivi di un vasto range di intensità. Attraverso la trattazione statistica dei risultati di queste analisi sono state derivate curve di fragilità della struttura per quattro stati di danno da lieve a molto grave. Il modello di fragilità così ottenuto può fornire utili indicazioni per la macroclasse di edifici scolastici in muratura portante costruiti nel primo dopoguerra, ai fini di analisi di rischio a larga scala e della pianificazione di strategie di mitigazione.