IDENTIFICAZIONE DINAMICA E VALUTAZIONE DI VULNERABILITÀ SISMICA DELL'EDIFICIO STRATEGICO "COMANDO DEI VIGILI DEL FUOCO ROSSANO CALABRO, DIST. ROSSANO-CORIGLIANO (CS)"

Structural health monitoring is an important tool to control life cycle of buildings and take action on them. Italian buildings heritage is very various but it also is very vulnerable, so it is necessary to take care of buildings and cities, in particular to preserve them from seismic actions. In the structural monitoring field, different methods to structural vulnerability assessment are available. In particular, the dynamical monitoring proves to be an efficient tool that use environmental input (i.e. wind and traffic action) to obtain relevant data and information for the analysis of buildings. In detail, Operational Modal Analysis (OMA) allow to transform the acquired data in modal information like modal shapes, modal frequencies and damping ratios. This type of information may use to carried out the seismic analysis of the structures through SMAV (Seismic Model from Ambient Vibrations) methodology. In this work, analysis is implemented to assess the vulnerability of a strategic building. The case of study is a fire station building site in Italy, Calabria, Rossano Calabro (CS). A new approach to dynamical characterization of this structure is proposed. In fact, the impossibility of achieving an in-situ monitoring measurements has been overcome, introducing a new procedure to identify the dynamic parameters useful for the evaluation of vulnerability, with use of Operation Modal Analysis. In particular, starting from the detailed FE (Finite Element) model of structure and on the base of accurate study, the monitoring environment has been simulated and implemented in the FE model. According to the OMA workflow, the accelerations response of building has been considered and used to lead the dynamic analysis. Subsequently, on the basis of OMA results, the vulnerability assessment of the strategic building has been conducted by determining the vulnerability index with the SMAV methodology.

Il rischio sismico associato al territorio italiano e gli ultimi eventi calamitosi abbattutisi sulla nostra penisola, hanno dimostrato quanto sia inadeguato il patrimonio edilizio costituente i nostri tessuti urbanizzati. L’alta vulnerabilità del patrimonio costruito italiano è, senza dubbio, associata alle variegate epoche di costruzione degli edifici, all'interno delle quali, molto frequentemente, non veniva considerata la componente calamitosa del sisma in sede di progettazione e realizzazione. Per far fronte a problematiche strutturali, associate a questi edifici, definiti vulnerabili, si utilizzano diversi interventi tra i quali i monitoraggi strutturali, che forniscono informazioni utili sull'edificio esistente prima di procedere ad eventuali interventi strutturali. I monitoraggi strutturali sono caratterizzati da numerose tipologie, tra le quali ricadono i monitoraggi di tipo dinamico. Un monitoraggio strutturale dinamico è realizzato attraverso la misurazione del comportamento dell’edificio in condizioni ambientali standard, quindi senza alcuna sollecitazione indotta. A seguito delle operazioni di misura, non invasive ed economiche, si possono determinare le caratteristiche dinamiche dell’edificio, fino a dedurre lo stato di salute dello stesso. Tra le procedure conosciute individuiamo la OMA (Operational Modal Analysis), la quale sfrutta le accelerazioni misurate, in sede di monitoraggio, per determinare i parametri modali dell’edificio. Questa tipologia di analisi può essere integrata facilmente con un’analisi di vulnerabilità detta SMAV (Seismic Model from Ambient Vibrations), la quale è finalizzata alla valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici strategici, limitatamente all’insorgere del danno, utilizzando i parametri di output propri dell’analisi modale operazionale. All’interno del lavoro di tesi è stato studiato questo flusso operativo per identificare dinamicamente e valutare la vulnerabilità strutturale di un edificio sito in Calabria, Rossano Calabro (CS), in particolare una Caserma dei Vigili del Fuoco, la quale rientra nell’ambito degli edifici strategici. La problematica principale insorta in sede di elaborazione dello studio è stata l’impossibilità effettuare il rilievo ed il monitoraggio dell’edificio stesso. In virtù di ciò, sono state effettuate delle modifiche alla metodologia standard, introducendo un workflow alternativo. In particolare l’identificazione dinamica e la valutazione della vulnerabilità sismica dell’edificio oggetto di studio sono state ottenute partendo dalla simulazione dell’input ambientale e conducendo le due analisi OMA e SMAV virtuali. L’implementazione di un accurato modello FEM, ha permesso di simulare il monitoraggio e condurre l’analisi modale operazionale. Da questa procedura è stato, inoltre, possibile confrontare e validare il comportamento del modello FEM, il quale costituisce il fulcro della metodologia operativa qui proposta. Occorre precisare, in maniera molto critica, che questa metodologia richiede un livello di conoscenza accurato dell’edificio oggetto di studio. Pertanto, la validazione dei risultati ottenuti in questo studio potrà avvenire esclusivamente attraverso il monitoraggio in situ dell’edificio, il quale se si dimostrasse coerente in termini di risultati, potrebbe fornire indirizzi futuri interessanti. Infatti, una valutazione preliminare attraverso la metodologia proposta, potrebbe anticipare problematiche operative in sede di valutazioni di vulnerabilità e identificazioni dinamiche reali, rendendo possibile lo sviluppo di soluzioni con risparmio in termini di costi ed oneri computazionali.