STRATEGIE DI MODELLAZIONE AVANZATA AGLI ELEMENTI FINITI PER AGGREGATI STRUTTURALI IN MURATURA: IL CASO DI PALAZZO CARMELO A CERIGNOLA (FG)

The historical building heritage, with particular reference to structural aggregates, represents an open field of research in structural and seismic engineering, given the need to reconcile the conservation of elements with high historical-cultural value with the need to ensure structural safety against gravitational and seismic actions. The safety assessment process, however, is affected by significant sources of uncertainty present in the structural geometry, in the mechanical characteristics of the materials, in the interaction between adjacent structural units and in the spatial and temporal variability of the seismic input. The present work aims to analyze the seismic response of an existing structural aggregate, introducing as an element of investigation the spatial variability of the ground acceleration to which the structure is subjected. To this end, a finite element model (FEM) is implemented, using an advanced constitutive relationship, the Concrete Damage Plasticity (CDP), suitable for describing the non-linear behavior and damage of a quasi-brittle material such as masonry. The selected case study is Palazzo Carmelo in Cerignola (FG), an aggregate whose characteristics, known in literature, make it an extremely interesting case study. Its particular conformation allows to effectively study the effects of the spatial distribution of the seismic action and of the structural interactions on the global structural response.

Il patrimonio edilizio storico, con particolare riferimento agli aggregati strutturali, rappresenta un campo di ricerca aperto nell'ingegneria strutturale e sismica, data la necessità di conciliare la conservazione di elementi dall’elevato valore storico-culturale con la necessità di garantire sicurezza strutturale verso le azioni gravitazionali e sismiche. Il processo di valutazione della sicurezza, tuttavia, è affetto da significative fonti di incertezza presenti nella geometria strutturale, nelle caratteristiche meccaniche dei materiali, nella interazione tra unità strutturali adiacenti e nella variabilità spaziale e temporale dell'input sismico. Il presente lavoro si propone di analizzare la risposta sismica di un aggregato strutturale esistente, introducendo come elemento di indagine la variabilità spaziale della accelerazione al suolo a cui la struttura è soggetta. A tal fine viene implementato un modello a elementi finiti (FEM), impiegando un legame costitutivo avanzato, il Concrete Damage Plasticity (CDP), idoneo a descrivere il comportamento non-lineare e il danneggiamento di un materiale quasi-fragile come la muratura. Il caso studio selezionato è Palazzo Carmelo a Cerignola (FG), un aggregato le cui caratteristiche, note in letteratura, lo rendono un caso studio estremamente interessante. La sua particolare conformazione permette di studiare efficacemente gli effetti della distribuzione spaziale dell’azione sismica e delle interazioni strutturali sulla risposta globale strutturale.