SICUREZZA E CONSERVAZIONE - iuav.it · sottolineate dai dati sperimentali e dal danno verificatosi durante l’evento sismico. La prima mostra che il comportamento ... L’acquisitore

SICUREZZA E CONSERVAZIONE

PRIMI ESITI DEL MONITORAGGIO DELLA CHIESA DISANTA MARIA DEL SUFFRAGIO ALL’AQUILA

G. BOSCATO1, L. MARCHETTI2, D. ROCCHI1, S. RUSSO1, E. SPEROTTO1

1 Unità di Ricerca “Controllo delle Strutture Monumentali”, Università IUAV di Venezia 2 Vice Commissario per i Beni culturali

SOMMARIOIl lavoro presenta i primi risultati del monitoraggio in continuo, statico e dinamico, della Chiesa di Santa Maria del Suffragioall’Aquila. Il complesso monumentale è stato colpito e danneggiato in modo diffuso dal principale evento sismico del 6 aprile 2009; ultimati gli interventi di messa in sicurezza si è resa necessaria l’analisi dello stato di conservazione del manufatto alfine di definire la risposta strutturale e i parametri meccanici finalizzati alle future operazioni di restauro.

Il progetto di monitoraggio in continuo – prodotto dalla convenzione tra l’Unità di Ricerca “Controllo delle Strutture Monumentali” dell’Università Iuav di Venezia e la Direzione Regionale ai Beni Culturali dell’Abruzzo - prevede l’impiego di tradizionali tecniche di controllo puntuale, di tipo statico, del variare dell’ampiezza delle fessure più significative e la metodologia più innovativa, per la verifica globale, di identificazione dinamica. I sistemi di monitoraggio installati, statico e dinamico, sono costituiti rispettivamente da 8 trasduttori di spostamento – collegati tra loro in modalità wireless – e da 20 accelerometri, 16 monoassiali e 4 triassiali. Le centraline di acquisizione e registrazioni dei dati sono interrogate e controllateda remoto dal Laboratorio di Scienza delle Costruzioni dell’Università Iuav di Venezia.

ABSTRACT The present work shows the first results of monitoring, static and dynamic, of Santa Maria del Suffragio Church, L’Aquila. The historical building was stricken and damaged by mainshock of April 6, 2009; finished the first phase of building protection it was necessary the analysis of historical building to define the structural response and mechanical parameters for future rehabilitation and conservation design.

The monitoring program – born by relationship between the Research Unit “Monitoring of Structural Heritage” of Iuav University of Venice and Historical Heritage Management of Abruzzo - is defined by static local control to check the wide crack variation and by global dynamic identification. The static and dynamic monitoring systems are constituted by 8 displacement transducers and 20 accelerometers (16 mono-axial and 4 three-axial) respectively. The monitoring systems are investigated with the recording and processing data from Laboratory of Strength Materials of Iuav University of Venice, Italy.

1. INTRODUZIONE

Il confronto tra il modello e la risposta sperimentale della struttura reale è l’approccio metodologico necessario alla definizione dello stato di conservazione e della valutazione del livello del danno dei materiali e del sistema monumentale. Per quanto riguarda la sperimentazione ci si riferisce alle tecniche non distruttive di identificazione dinamica [1], mentre perla calibrazione del modello - nota la contenuta entità delle forze in gioco, indotte prevalentemente da rumore ambientale, che non interessano gli aspetti non lineari del materiale – l’approccio considerato è del tipo lineare. A tal proposito il lavoro diMacchi e Pavese [2] propone un metodo numerico-sperimetale che si basa sulla variazione dei parametri che controllano il modello all’interno di un intervallo definito sperimentalmente. Gli studi presenti in letteratura, condotti sinora, affrontano


prevalentemente le problematiche legate al miglioramento dell’approssimazione dell’approccio numerico rispetto ai risultati sperimentali, [3, 4, 5, 6].

L’attività preliminare al monitoraggio è stata condotta attraverso ispezioni visive, analisi dei parametri dinamici propri della struttura per mezzo di prove con interferometro laser e definizione di un primo modello agli elementi finiti che ha permesso di simulare la risposta strutturale della Chiesa all’azione del sisma del 6 aprile 2009. La fase preliminare ha individuato le aree di elevata criticità statico-stutturale che necessitano del monitoraggio a lungo termine che tiene conto dell’influenza delle condizioni ambientale e di definire, quindi, la migliore configurazione dei sensori e calibrare le soglie diallarme e registrazione eventi del sistema di controllo.

Nel dettaglio per quanto concerne l’approccio complessivo al manufatto, trattasi esclusivamente di monitoraggio dinamico conoscitivo derivato da sollecitazione ambientale. A tal fine il progetto di controllo in continuo prevede di monitorare interamente l’elemento cupola/tamburo e le pareti delle due sezioni, trasversale e longitudinale, per coinvolgere al meglio l’intera distribuzione delle masse e delle rigidezze del complesso monumentale.

I primi risultati fanno riferimento alla risposta dinamica della struttura rispetto ad eccitazioni istantanee di tipo antropico e ad azioni di tipo ambientale (evento sismico registrato nel Bacino di Sulmona, 19/11/09 ore 13:25 ed evento sismico nell’Aquilano, 13/01/2010 ore 17:39:32, http://cnt.rm.ingv.it/earthquakes_list.php).

Dai valori di accelerazione registrati dal sistema di monitoraggio sono stati ricavati analiticamente gli spostamenti e, attraverso la verifica del modello affinato, i corrispondenti stati tensionali al fine di estrapolare le criticità della fabbrica per individuare i possibili interventi atti a migliorare il comportamento strutturale sotto azione sismica.

2. CALIBRAZIONE DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO

2.1. Modello a elementi finiti Il modello è composto da un corpo centrale delle dimensioni in pianta di 40m di lunghezza per 18m di larghezza. L’imposta della falda di copertura si trova ad una quota di 16m rispetto il piano fondale. Aggettano dal piano di copertura l’elemento della facciata e la cupola raggiungendo rispettivamente l’altezza di 25m e 35m.

Il modello strutturale è formato da elementi solidi tridimensionali ai quali è stato assegnato un materiale con caratteristiche meccaniche corrispondenti ad una muratura composta da mattoni pieni e malta di calce. Il materiale è attualmente caratterizzato da comportamento isotropo. Le caratteristiche meccaniche sono quelle proposte nell’Allegato 11.D dell’ OPCM 3431/2005, Tab. 11.D.1. Gli elementi di copertura quali le strutture delle capriate e il manto sono lignei. Sulla sommità delle mura longitudinali della navata centrale sono disposte otto catene metalliche a sezione circolare di diametro 3 cm. Altre 4 catene con le medesime caratteristiche sono inserite in corrispondenza delle arcate della navata stessa. Le caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali utilizzati sono riportate in Tabella 1.

Modulo di elasticità nomale E = 21 000 Kg/cm2

Peso specifico gm = 1800 kg/m3

Tabella 1. Caratteristiche fisico-meccaniche della muratura in mattoni pieni e malta di calce

Il modello strutturale è vincolato alla base in corrispondenza di tutti i nodi che si trovano a quota 0,00 con un vincolo di incastro perfetto. Sono per ora trascurati i contributi di rigidezza e massa dei corpi laterale e posteriore adiacenti l’edificioprincipale. La struttura nel suo complesso raggiunge il peso di 77800 tonnellate.


2.2. Analisi modale Definita geometricamente la struttura e assegnati materiali e sezioni, il modello agli elementi finiti è stato sottoposto ad unaanalisi dinamica modale. Si riportano nella Tabella 2 i periodi e le frequenze dei primi tre modi propri di vibrare della struttura.

Modo Periodo (sec) Frequenza (Hz)

1 1,165515 0,85799

2 1,120621 0,89236

3 0,856307 1,1678

Tabella 2. Periodi e frequenze dei modi propri di vibrare

2.3. Analisi simica L’analisi simica della struttura è stata affrontata applicando come accelerazione di base quella registrata durante il mainshock di aprile dagli strumenti della stazione definita AQU,lat. 42.353880, lon. 13.401930 presso il castello della città dell’Aquila. Sono state considerate tre componenti dell’accelerazione sismica, rispettivamente lungo gli assi Nord-Sud, Est-Ovest e la componente verticale. Vista l’inclinazione dell’asse longitudinale della basilica rispetto il Nord geografico di circa23°, la direzione di ingresso delle componenti orizzontali è stata inclinata di suddetta quantità (Figura 1).

Figura 1. Direzione di ingresso componenti orizzontali

Nel seguito si riporta un campione di immagini che rappresentano lo stato tensionale assunto dal corpo strutturale durante il decorso dell’evento sismico (Figura 2). Le sei immagini si riferiscono ai momenti in cui si registra un massimo o un minimo nel grafico di uno degli accelerogrammi rappresentanti l’azione sismica. Sotto ogni immagine viene riportato il valore dell’accelerazione al suolo e il tempo trascorso dall’inizio della registrazione; il pedice indica la direzione dell’accelerazionerispetto il sistema globale di riferimento in cui l’asse x coincide in pianta con l’asse della navata, l’asse y è parallelo al transetto e l’asse z verticale passante per il centro della cupola. La scala cromatica è espressa in Kg/cm2.


a- a z=-219 cm/sec2 ; t=4,475 sec b- a z=+301 cm/sec2 ; t=4,715 sec

c- a x=-301 cm/sec2 ; t=5,100 sec d- a x=+167 cm/sec2 ; t=5,515 sec

e- a y=-233 cm/sec2 ; t=5,905 sec f- a y=+254 cm/sec2 ; t=6,205 sec Figura 2. Stati tensionali della struttura

L’analisi della distribuzione delle tensioni, in termini di comportamento globale mostra essenzialmente due criticità sottolineate dai dati sperimentali e dal danno verificatosi durante l’evento sismico. La prima mostra che il comportamento della parte alta della facciata subisce forti tensioni dovute al movimento della massa del timpano. Le pareti retrostanti la facciata risultano troppo basse per conferire al sistema un comportamento scatolare. La seconda osservazione si riferisce al comportamento del sistema Tamburo-cupola.

In questo caso la struttura della cupola assume un comportamento a pendolo e durante le oscillazioni sismiche va a caricare in successione la parte anteriore e posteriore del tamburo. Proprio nell’anello del tamburo la presenza della finestratura porta ad un concentramento delle tensioni su un’area resistente ridotta. In Figura 3 si riporta la successione ditre momenti che descrivono lo stato tensionale nel passaggio da massimo spostamento positivo a massimo negativo. Il grafico invece di Figura 4 rappresenta il campo di spostamento, registrato in un punto di controllo situato alla quota di imposta della copertura della cupola, secondo le due direzioni orizzontali principali. Per una migliore comprensione si evidenziano sulla curva relativa allo spostamento X i tre momenti (A, B e C) relativi allo stato tensionale del tamburo.


Figura 3. Stato tensionale del tamburo

Figura 4. Grafico degli spostamenti di un punto di controllo

3. MONITORAGGIO DINAMICO

3.1. Descrizione attrezzatura e posizione dei sensori Il progetto di monitoraggio dinamico in continuo prevede il controllo dell’elemento cupola/tamburo e delle pareti delle due sezioni – trasversale e longitudinale – per coinvolgere al meglio l’intera distribuzione delle masse e delle rigidezze della struttura. Il dettaglio degli accelerometri è di 16 accelerometri piezoelettrici monoassiali (AM) e 4 accelerometri piezoelettricitriassiali (AT), Figura 5 e Tabella 3. L’acquisitore dinamico a 30 canali gestisce in modo autonomo ogni canale che ha una propria soglia, opportunamente calibrata e definita, sul segnale digitalizzato e pre-elaborato con filtro digitale High Pass, Low Pass o Band Pass.

Il processo di registrazione di un evento avviene quando, entro una finestra temporale, si verifica una condizione eccezionale (di trigger) rispetto ad una condizione predefinita di base, su un certo numero di canali. La registrazione inizia

2.4. Prime osservazioni La configurazione del sistema di monitoraggio è stata calibrata in funzione delle eccitazioni indotte da eventi locali, diffusi e globali registrati in questa prima fase, rispettivamente eccitazione istantanea, rumore ambientale e azioni antropiche.

Il livello della modellazione ha concesso di eseguire delle simulazioni primarie determinanti per definire gli sviluppi futuri sia nella metodologia analitica e interpretativa dei risultati sperimentali, sia nel miglioramento del modello stesso, sia nell’interazione tra i due approcci. Segue, quindi, un lavoro continuo di modal updating per mezzo dei risultati sperimentali registrati.


con la registrazione del periodo di segnale che precede il punto di trigger e continua per il periodo di tempo successivo alla fine della condizione di trigger. Oltre alla registrazione ad evento il sistema calcola e memorizza in continuo i valori massimie minimi calcolati su un periodo di tempo predefinito. Tale dato consente di conoscere quali sono stati i valori massimi di sollecitazione della struttura, anche quando l’intensità degli stessi è risultata inferiore al valore di soglia di allarme. Tutti i parametri sono programmati, trasferiti, selezionati e registrati tramite software gestito interamente a distanza, per mezzo di rete gsm e/o adsl, nel Laboratorio di Scienza delle Costruzioni dell’Università Iuav di Venezia. Di seguito si riportano le mappe di posizionamento dei sensori dinamici, monoassiali (AM1, AM2, …, AMn) e triassiali (AT1, AT2, …, ATn).

Figura 5. Schema del sistema di monitoraggio dinamico, pianta

sensori tipologia posizione AT1X Acc. triassiale Parete NW, -2m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAT1Y Acc. triassiale Parete NW, -2m rispetto alla quota pavimento, acc. orizzontale tangente alla parete AT1Z Acc. triassiale Parete NW, -2m rispetto alla quota pavimento, acc. verticale tangente alla parete AT2X Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. normale alla muraturaAT2Y Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. orizzontale tangente alla muraturaAT3Z Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. verticale tangente alla muraturaAT3X Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. normale alla muraturaAT3Y Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. orizzontale tangente alla muraturaAT3Z Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. verticale tangente alla muraturaAT4X Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. normale alla muraturaAT4Y Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. orizzontale tangente alla muraturaAT4Z Acc. triassiale Tamburo/cupola, acc. verticale tangente alla muraturaAM1 Acc. monoassiale Tamburo/cupola, acc. normale alla muraturaAM2 Acc. monoassiale Pilastro parete SE, +1,5m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla parete AM3 Acc. monoassiale Pilastro parete SE, +13m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla parete AM4 Acc. monoassiale Tamburo/cupola, acc. normale alla muraturaAM5 Acc. monoassiale Parete SE, +1,5m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM6 Acc. monoassiale Parete SE, +7,5m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM7 Acc. monoassiale Parete SE, +13m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM8 Acc. monoassiale Parete NW, +13 m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM9 Acc. monoassiale Parete NW, +7,5m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM10 Acc. monoassiale Parete NW, +1,5 m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla parete AM11 Acc. monoassiale Parete SW, +1,5m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM12 Acc. monoassiale Parete SW, +7,5m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM13 Acc. monoassiale Parete SW, +13m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM16 Acc. monoassiale Parete NE, +1,5m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM15 Acc. monoassiale Parete NE, +7,5m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla pareteAM14 Acc. monoassiale Parete NE, +13m rispetto alla quota pavimento, acc. normale alla parete

Tabella 3. Indicazione tipologia e posizione sensore


3.2. Primi risultati del monitoraggio dinamico Il monitoraggio dinamico ci fornisce la risposta della struttura a varie sollecitazioni, quali rumori ambientali o eventi di varianatura come quelli sismici, espresse sotto forma di accelerazione. Il dato sperimentale fornito dal sistema si identifica quindiin un’accelerazione che si manifesta con una determinata frequenza. Grazie a questi dati è possibile ottenere i primi risultatidel monitoraggio dinamico sottoforma di spostamenti. Si riporta di seguito l’elaborazione dei dati in riferimento ad un evento registrato dal sistema; si tratta di un evento sismicoche ha avuto come epicentro il Bacino di Sulmona, si è presentato alle ore 13:24:02 del 19/11/2009 con un’intensità di magnitudo Ml 2.5 ad una profondità 10.8 km. La Figura 6 mostra la risposta amplificata di tutti i sensori accelerometrici alla registrazione dell’evento, mentre la Figura 7evidenzia gli spostamenti registrati dai sensori, sempre in riferimento all’evento di Sulmona.

Figura 6. Accelerogrammi amplificati 5 volte, registrati da tutti i sensori al momento dell’evento sismico

Figura 7. Schema degli spostamenti sperimentali assoluti amplificati 50 volte rilevati in seguito all’evento del Bacino di Sulmona.


I sensori accelerometrici più sollecitati sono AM14, AM15 e AM16, con valori medi di accelerazione sette volte più elevati rispetto alla media dei valori registrati dagli altri accelerometri, che fanno riferimento alla linea verticale della facciata principale; il dettaglio nel dominio del tempo e della frequenza è riportato di seguito, Figura 8. Il macroelemento facciata risulta strutturalmente poco collaborante con il resto della chiesa che complessivamente ha dimostrato una migliore risposta all’azione dell’evento.

Dalle accelerazioni registrate sono stati determinati i relativi spostamenti per le pareti e il tamburo/cupola (Tabelle 4 e 5) almomento dell’evento sismico registrato nel Bacino di Sulmona. La varietà dei valori di frequenza ricavati dagli accelerogrammi per mezzo della FFT è dovuta principalmente alla diversa rigidezza dei due registri, inferiore e superiore, che definiscono la facciata. Per l’analisi è stata considerata una fascia di interesse della muratura uguale alla larghezza di 1metro per l’altezza dell’ultimo sensore (13000mm) e per lo spessore di ogni sezione muraria analizzata. Il modulo elastico adottato e il peso proprio corrispondono ai valori della muratura composta da mattoni pieni e malta di calce presenti nell’Allegato 11.D dell’ OPCM 3431/2005, Tab. 11.D.1.

Posizione sensori [G] mm/sec2 Hz Spostamenti (mm)

Parete NWAT1X 0,0007 0,686 18,5 1,0 AT1Y 0,0007 0,686 34,5 0,3 AT1Z 0,0003 0,294 8,5 2,0 AM10 0,0012 1,176 19 1,6 AM9 0,0013 1,274 8,3 9,2 AM8 0,0013 1,274 17 2,2

Parete SWAM11 0,0013 1,274 18 2,0 AM12 0,0018 1,764 17 3,1 AM13 0,0018 1,764 9,5 9,8

Parete NEAM16 0,0056 5,488 47 1,2 AM15 0,0098 9,604 30 5,3 AM14 0,0074 7,252 22 7,5

Tabella 4. Accelerazione e spostamento di ogni sensore – pareti

Figura 8. Analisi in frequenza


Posizione sensori [G] mm/sec2 Hz Spostamenti (mm)

Tamburo/cupolaAM1 0,0010 0,98 17,5 1,6 AT2X 0,0004 0,392 8,5 2,7 AT2Y 0,0007 0,686 9,7 3,6 AT2Z 0,0009 0,882 9,3 5,1 AT3X 0,0005 0,49 10 2,5 AT3Y 0,0009 0,882 9 5,4 AT3Z 0,0016 1,568 9,5 8,7 AT4X 0,0010 0,98 10 4,9 AT4Y 0,0009 0,882 9 5,4 AT4Z 0,0013 1,274 9 7,9 AM4 0,0008 0,784 9,5 4,3

Pilastro parete SE AM2 0,0006 0,588 18 0,9 AM3 0,0007 0,686 17 1,2

Parete SEAM5 0,0010 0,98 17 1,7 AM6 0,0014 1,372 19 1,9 AM7 0,0022 2,156 18 3,3

Tabella 5. Accelerazione e spostamento di ogni sensore – tamburo/cupola, pilastro e parete

4. MONITORAGGIO STATICO

4.1. Descrizione attrezzatura e posizione dei sensori In riferimento al monitoraggio di tipo statico l’acquisizione dei dati è gestita da una centralina di 8 canali che registra, adintervalli di tempo definiti, il comportamento della muratura per mezzo di rilevatori di spostamento assiale collegati al sistema di acquisizione via wireless. In questo caso il controllo è puntuale e localizzato nei punti di maggiore criticità con riferimentoal quadro lesionale. I fessurimetri utilizzati sono dei trasduttori di spostamento costituiti da un potenziometro resistivo di tipo lineare con una corsa disponibile uguale a 50mm e con una risoluzione di 0.05mm. Tutti i parametri sono programmati, trasferiti, selezionati e registrati tramite software gestito interamente a distanza - per mezzo di rete gsm e/o adsl – nel Laboratorio di Scienza delle Costruzioni dell’Università Iuav di Venezia. La mappa 3D di posizionamento dei sensori - statici (T60, …, Tn) è riportata di seguito, Figura 9.

Figura 9. Schema 3D del sistema di monitoraggio statico


4.2. Primi risultati del monitoraggio statico Il sistema di monitoraggio statico è in grado di rilevare le variazioni delle ampiezze delle fessure monitorate in continuo dagli 8 trasduttori di spostamento. Le singole ampiezze devono essere valutate considerando le differenze del valore assoluto registrate trasduttore per trasduttore e associate alle variazioni di temperatura. Nel periodo di monitoraggio sia le escursionimassime di temperatura, di circa 7°, sia gli eventi registrati non hanno causato variazioni rilevanti delle ampiezze delle fessure controllate. Le variazioni massime delle ampiezze delle fessure sono state registrate dai trasduttori T60 e T67, che monitorano gli spostamenti rispettivamente del macroelemento facciata e arco absidale, con variazioni assolute massime di circa 0.10mm. Nel caso di T60 (Figura 10) evidenza un andamento variabile, decrescente di chiusura di circa 0.07mm, crescente di apertura di 0.10mm e decrescente ancora di 0.10mm; mentre per T67 (Figura 11) si registra un aumento costante dell’ampiezza della fessura.

Figura 10. Variazione fessure T60 Figura 11. Variazione fessure T67

Tali risultati evidenziano il comportamento isolato della facciata rispetto al resto della struttura che, per la propria massa e per la configurazione post-sisma, risente particolarmente delle variazioni di temperatura e quindi dell’effetto dei presidi dimessa in sicurezza. La tendenza crescente rilevata dal trasduttore T67 individua degli spostamenti globali differenziali tra ledue parti SE e NW della chiesa che, per le condizioni al contorno, sono caratterizzate da rigidezze diverse, rispettivamente lato libero e parte vincolata dagli edifici adiacenti. Gli altri sensori, invece, hanno registrato variazioni trascurabili pari a circa un ordine di grandezza inferiore.

5. CONFRONTO TRA I RISULTATI SPERIMENTALI E NUMERICI

Il primo confronto tra i risultati sperimentali e della modellazione numerica della risposta dinamica globale permettono una prima valutazione sull’attendibilità del modello e sull’approccio adottato. La Figura 12 mostra i campi di spostamento registrati in 3 punti di controllo coincidenti, come posizionamento sul modello agli elementi finiti, ai sensori AT4, AM14, AM13 (rispettivamente tamburo, facciata e abside). In tale grafico si sovrappone una fascia evidenziata in colore grigio scuro che rappresenta lo spostamento massimo registrato durante la registrazione strumentale del sisma di Sulmona del 19-11-2009 e una fascia grigio chiaro per il sisma registrato nel bacino dell’aquilano del 13-01-2010. Nei grafici viene riportato come termine di paragone lo spostamento registrato nel modello agli elementi finitiper un sisma di magnitudine equivalente a quello del bacino di Sulmona; l’accelerazione massima è stata applicata attraverso un accelerogramma caratterizzato da un solo picco pari a 75cm/sec2. Per ogni punto analizzato sono state inserite, inoltre, le risposte del modello FEM al mainshock del 6 aprile 2009.


Figura 12. Grafico degli spostamenti sperimentali degli eventi di Sulmona e dell’Aquilano, FEM di Sulmona e del 6 aprile 2009 all’Aquila

Il confronto con il valore di picco registrato sperimentalmente mostra una ottima corrispondenza per quanto riguarda l’accelerometro AT4 mentre per AM13 e AM14 si riscontrano differenze rispettivamente del 43% e 57%.

6. PRIME CONSIDERAZIONI

Per quanto riguarda le prime valutazioni sullo stato del manufatto è evidente la diversa risposta dei singoli macroelementi dovuta alla globale perdita dell’effetto scatolare della struttura. Tuttavia l’entità dei valori registrati, sia del monitoraggiostatico e dinamico, evidenzia tuttora l’efficacia dei presidi di sicurezza.

In riferimento all’attendibilità del modello la migliore approssimazione dei valori registrati sperimentalmente e ricavati dall’analisi riguarda l’elemento tamburo. Il macroelemento, nonostante l’effetto devastante del principale evento sismico, conserva tuttora una configurazione propria che per rigidezza è molto simile al modello di analisi realizzato nello stato pre-sisma. In linea con quanto appena detto la diversa risposta tra i valori sperimentali e dell’analisi FE - della facciata e dellaparete dell’abside – evidenzia che il modello non tiene conto dei meccanismi di danno presenti in ogni macroelemento.

Lo sviluppo e l’affinamento del modello sinora impiegato si articolerà al fine di perfezionare l’oggetto dal punto di vista morfologico cercando una sempre più accurata similitudine tra il sistema reale e modello FEM. Dai valori di accelerazione registrati dal sistema di monitoraggio in seguito alle vibrazione del rumore ambientale e di tipo antropico saranno ricavati numericamente gli spostamenti e, attraverso la corrispondenza del modello affinato, i corrispondenti stati tensionali al fine di


estrapolare le criticità del complesso sistema strutturale per individuare i possibili interventi atti a migliorare il comportamento strutturale sotto azione sismica

RINGRAZIAMENTI Uno speciale ringraziamento è riservato al corpo dei Vigili del Fuoco e ai tecnici del Laboratorio di Scienza delle Costruzionidel Sistema Laboratori dell’Università Iuav di Venezia per l’eccezionale supporto durante la fase di installazione dei sistemi di monitoraggio. Si ringrazia, inoltre, la ditta Boviar per l’importante collaborazione per la realizzazione del progetto di monitoraggio. Un riconoscimento a Maria Celeste Di Campli e Silvia D’Anzi per l’aiuto durante la redazione dell’articolo.

BIBILIOGRAFIA

[1] Barsotti R., Bennati S., Nardini L., Salvatore W.: The bell tower of S. Maria church in San Miniato: an attempt of integrated methodology of analysis, in: Atti del XII Convegno Nazionale “L’Ingegneria Sismica in Italia” (ANIDIS), CD-ROM, ANIDIS, XII Convegno Nazionale “L’Ingegneria Sismica in Italia” (ANIDIS), Pisa 10-14 giugno 2007, 2007

[2] Macchi G., Pavese A. : Identificazione dinamica di strutture monumentali, Dipartimento di Meccanica delle Strutture, Università di Pavia

[3] De Sortis A., Antonacci E., Vestroni F. : Dynamic identication of a masonry building using forced vibration tests, Engineering Structures, Volume 27, January 2005, pp. 155-165, Elsevier BV, Amsterdam.

[4] Fabbrocino G., Ranieri C., Verderame G. M. : L’analisi dinamica sperimentale e il monitoraggio delle strutture esistenti http://www.reluis.it/doc/pdf/Pubblicazioni/Bari_Fabbrocino.pdf

[5] Ceravolo R., De Stefano A, Pescatore M.: Valutazione Probabilistica dell’Affidabilità di Sistemi Strutturali Soggetti a Monitoraggio Dinamico, in: Atti del XII Convegno Nazionale “L’Ingegneria Sismica in Italia” (ANIDIS), CD-ROM, ANIDIS, XII Convegno Nazionale “L’Ingegneria Sismica in Italia” (ANIDIS), Pisa 10-14 giugno 2007, 2007

[6] Lagomarsino S., Cavicchi A., Penna A. : Structural identification by dinamic testing: the example of the building n°4 of the Fivizzano Hospital, http://host.uniroma3.it/dipartimenti/dis/ricerca/Hospitals/Articoli_pdf/lcp.01.ita.pdf

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