Seismic assessment and strengthening of monumental masonry structures, with a particular focus on churches [Valutazione della vulnerabilità sismica e strategie di miglioramento per strutture monumentali in muratura, con particolare attenzione alle chiese]

La presente tesi affronta il tema della valutazione sismica e degli interventi di miglioramento di strutture monumentali in muratura, con particolare riferimento alle chiese in muratura non armata (Unreinforced Masonry, URM). Le chiese vengono considerate come strutture storiche particolarmente vulnerabili a causa della loro configurazione complessa e irregolare, delle deboli connessioni tra i macro-elementi e della natura fragile dei materiali. Tali caratteristiche determinano una frequente suscettibilità all’attivazione di meccanismi locali fuori piano (Out-of-Plane, OOP), piuttosto che a un comportamento scatolare globale della struttura. La tesi evidenzia inoltre alcune rilevanti lacune della ricerca attuale, tra cui la scelta della strategia di modellazione più appropriata, il compromesso tra accuratezza e costo computazionale dei metodi di analisi, la mancanza di un approccio operativo capace di collegare risposta globale e locale, e la necessità di strumenti di supporto decisionale per la progettazione degli interventi di retrofit degli elementi secondari vulnerabili. Dopo una revisione critica delle procedure disponibili in letteratura per la valutazione sismica delle chiese URM, la tesi assume come caso studio la Chiesa di Nostra Signora delle Grazie e Sant’Egidio a Bussana Vecchia, in Italia. Attraverso tale caso studio vengono confrontate tre differenti strategie di modellazione numerica — modello agli elementi finiti (FEM), modello agli elementi discreti (DEM) e modello a telaio equivalente (EFM) — al fine di valutarne la capacità di riprodurre le proprietà modali, la risposta pushover e i meccanismi di danneggiamento. Successivamente, la tesi propone una metodologia operativa per la valutazione sismica che combina l’analisi pushover modale su un modello globale agli elementi finiti con l’analisi cinematica non lineare dei meccanismi locali. Tale approccio è rivolto alle chiese URM il cui comportamento si colloca tra una risposta globale completa e una risposta governata da macro-elementi completamente indipendenti, consentendo ai progettisti di considerare sia le interazioni strutturali sia l’evoluzione post-picco dei collassi locali. La procedura viene quindi applicata al caso studio, con particolare attenzione al meccanismo fuori piano della facciata e della parete della navata. Infine, la tesi si sposta dal problema della valutazione a quello del supporto decisionale per la progettazione degli interventi di retrofit, con particolare riferimento ai campanili a vela quali elementi secondari vulnerabili. A tal fine viene sviluppata una procedura di ottimizzazione multi-obiettivo per confrontare diverse soluzioni di intervento in termini di efficacia sismica, duttilità e costi di realizzazione. Nel complesso, il lavoro di ricerca propone un percorso che va dalla comprensione della vulnerabilità, alla valutazione comparativa delle strategie di modellazione, fino allo sviluppo di un approccio integrato per la valutazione sismica e all’ottimizzazione degli interventi di retrofit, fornendo contributi sia scientifici sia applicativi nel campo della valutazione sismica delle chiese storiche in muratura.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2026

Author dc:creator

• GHAFFARPASAND, BEHRAD

Contributors dc:contributor

• CONTRAFATTO, Loredana Caterina

• masonry churche
• finite element model
• equivalent-frame model
• discrete element model
• nonlinear static analyse
• multi-objective optimization
• seismic assessment
• retrofit design
• Chiese storiche in muratura
• Metodo degli elementi finiti
• Metodo del telaio equivalente
• Metodo degli elementi discreti
• Analisi statica non lineare
• Ottimizzazione multi-obiettivo
• Vulnerabilità sismica
• Progettazione degli interventi di miglioramento sismico

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

eng

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/724835

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/724835