UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PISA
Facoltà di Ingegneria
Corso di Laurea in Ingegneria Civile
Tesi di Laurea
MODELLAZIONE SISMICA DI MURATURE STORICHE:
LA “VILLA NARDI” DI BARGA.
Candidato: Daniela Bacci
Relatori:
Prof. Ing. Pietro Croce
Prof.sa Ing. Maria Luisa Beconcini
Ing. Francesca Marsala
06 Ottobre 2008
Anno accademico 2007/2008
MODELLAZIONE SISMICA DI MURATURE STORICHE:
LA VILLA “NARDI” DI BARGA.
di
Daniela Bacci
Tesi proposta per il conseguimento del
titolo accademico di
DOTTORE IN INGEGNERIA CIVILE
presso la
Facoltà di Ingegneria
della
Università degli Studi di Pisa
06 Ottobre 2008
Autore:
Daniela Bacci
Con affetto, ai miei nonni Ferdinando e Libia.
Indice.
INDICE……....…………..………...…………pag 4
SOMMARIO…….………..………...……pag 7
1
IL FENOMENO SISMICO……….…………...…...……….……pag 91.1 Cenni sull’origine dei terremoti ………...….….pag 9
1.2 Cos’è il rischio sismico ………pag 11
1.3 La vulnerabilità sismica degli edifici esistenti in muratura ..….….pag 15
1.3.1 Indagini per la valutazione della qualità del tessuto murario………pag 17
1.3.2 Indagini per la valutazione dei collegamenti tra gli elementi strutturali……pag 18
1.4 La risposta degli edifici al terremoto………...………..pag 21
1.5 L’utilizzo degli spettri di risposta……..………...………..pag 24
1.6 La progettazione antisismica……...…..………...………..pag 25
2
GLI EDIFICI IN MURATURA………..…….………..…pag 272.1 Introduzione…………... ……….….pag 27
2.2 Le qualità meccaniche della muratura ………….…..……….….pag 28
2.3 Il comportamento delle strutture in muratura sotto l’azione
del sisma ………..pag 32
2.3.1 Comportamento di una cella muraria elementare
nei confronti di azioni orizzontali……….…...pag 35
2.4 Le modalità di collasso di una parete in muratura ……….…..….pag 38
2.4.1 Disgregazione della tessitura muraria………..………pag 38
2.4.2 Meccanismo di collasso della muratura al di fuori del piano.………....……pag 39
3.3.2.2 I modelli bidimensionali…...………....pag 65
3.4 I modelli di calcolo impiegati nell’analisi limite o rigido-plastica…..….pag 68
4
IL MODELLO A TELAIO EQUIVALENTE...………….…pag 714.1 Introduzione……….….pag 71
4.2 Il ruolo di accoppiamento fornito dalle fasce murarie..……...…….pag 73
4.3 I meccanismi di rottura dei maschi murari………..…..….pag 78
4.4 I meccanismi di rottura delle fasce di piano……..………..….….pag 80
4.5 Il modello tridimensionale………...……...…...….pag 82
4.6 Determinazione dell’altezza equivalente………….…..……….….pag 86
5
LA “VILLA NARDI” DI BARGA: RILIEVO CONOSCITIVO…...pag 915.1 Premessa…..………...….….pag 91
5.2 Valutazione della sicurezza……..………..…...……….….pag 94
5.3 La conoscenza dell’edificio:
determinazione de Fattore di Confidenza…..……….………pag 96
5.3.1 Il rilievo geometrico………... ………..……pag 97
5.3.2 I materiali impiegati…….……….…..……….……..……pag 99
5.3.3 I dettagli costruttivi……….………..………..……pag 105
6
IL MODELLO PROPOSTO PER IL SISTEMA MURARIO…..…pag 1086.1 Premessa…..……….….pag 108
6.2 Analisi delle pareti nel piano………..…………...…….…….pag 109
6.2.1 Confronto tra modello esatto e semplificato………...……pag 109
6.2.2 Le pareti analizzate:le scelte adottate
sul modello semplificato proposto………..…….pag 112
6.3 Considerazioni conclusive……….……….………..….pag 124
6.4 Definizione del modello di calcolo tridimensionale……...….pag 125
7
ANALISI DELLA STRUTTURA………...…...….…pag 1277.1 Analisi dei carichi agenti sulla struttura………..……pag 127
8
APPLICAZIONE DEI METODI DI ANALISI LINEARI ALCOMPLESSO STRUTTURALE...………pag 171
8.2 Applicazione dell’analisi dinamica modale
all’edificio oggetto di studio……….….……...pag 173
8.2.1 Metodologia di applicazione………….………..……pag 173
8.2.2 Risultati dell’analisi……….……….………...……pag 175
8.3 Applicazione dell’analisi statica lineare
all’edificio oggetto di studio………..……….…..…...pag 177 8.3.1 Metodologia di applicazione………...……pag 178 8.3.2 Risultati dell’analisi……….………..…………..……pag 180
8.4 Confronto tra i due tipi di analisi lineari……….pag 184
9
VERIFICA DELLE PARETI PERIMETRALIDELL’EDIFICIO……….……..…pag 186
9.1 Introduzione………..……….……….….pag 186
9.2 Verifica della parete C………..……….…….….pag 187 9.2.1 Verifica nel piano……….………..…….pag 187 9.2.2 Verifica a presso flessione fuori piano………….………..….…pag 191
9.3 Verifica della parete G…………..…..………..………….….pag 193
9.3.1 Verifica nel piano……….……….…..……pag 193
9.3.2 Verifica a presso flessione fuori piano…….………..….…pag 197
9.4 Verifica della parete B………..…..………..…..pag 199
9.4.1 Verifica nel piano………..…..…pag 199
9.4.2 Verifica a presso flessione fuori piano………….………..…….pag 201
9.5 Verifica della parete F…….…………..……….….pag 202
9.5.1 Verifica nel piano……….……….………..……pag 202
9.5.2 Verifica a presso flessione fuori piano………...….…pag 206
