Sviluppo di metodologie per la valutazione della vulnerabilità sismica di edifici strategici e rilevanti ed applicazione al patrimonio edilizio dell'Università di Padova

Given the high level of seismic vulnerability that determines the majority of existing buildings, the development of strategies for the reduction of seismic risk requires the adoption of appropriate instruments in order to assess seismic safety and structural behaviour. The assessments of seismic vulnerability for a vast historical heritage can be conducted according to different levels, methods of analysis and multi-scale methodologies: such approaches allow the identification of the common aspects of the buildings’ behaviour and the vulnerability on a territorial scale. The vulnerability assessment must therefore take into account all the aspects that contribute to a change in the seismic behaviour of the buildings, by considering both the buildings’ context and the historical buildings in general. The adoption of simplified methods is the reference approach for the evaluation of a vast building heritage: such methods allow the identification of the buildings’ fundamental characteristics by highlighting which aspects are to later prioritise through detailed analyses of the single structures and the representative building typologies. The vulnerability assessment requires the use of a rigorous instrumentation, however easily applicable on macro-scale (territorial scale). Only a thorough collection of information and the careful formulation of a preliminary judgment on the level of seismic risk allow the planning of priorities for the implementation of preventative seismic improvement intervention for the mitigation of seismic risk. It is therefore fundamental the classification of different buildings through the definition of physical and mechanical parameters that characterise the different structures and that are easily recognisable. Such parameters allow the grouping of the architectural heritage into typological classes: according to the main representative variables of the urban settlement, according to the geometric characteristics and according to the structural and construction typologies. The subject of the research is the historical buildings heritage of the University of Padova: it is composed of buildings with different structural characteristics and represents a significant sample of the constructive works within the urban context of Padova. The focus was mainly on historical masonry constructions, which are generally more vulnerable, having been built or later modified through structural interventions that did not follow anti-seismic regulations. The aim of the research envisages the adoption of a methodological approach, starting from a simplified evaluation of the buildings, which allows the definition of the levels of analyses and interventions by putting in order the different structures on the characterisation of the seismic risk factors (the seismic vulnerability, the structural safety and the personal safety of users). The defined criterion focuses on the identification of the buildings’ characteristics and on the definition of appropriate models in order to assess the damages on the occurrence of an earthquake of varying intensity. The adopted working procedure, after a general overview of the heritage analysed, defines the seismic vulnerability assessment for masonry building typologies through a behavioural analysis of local collapse mechanisms and a global analysis for the formulation of damage scenarios.Lo sviluppo di strategie di riduzione del rischio sismico, vista l’elevata vulnerabilità che caratterizza gran parte dell’edilizia storica esistente, richiede l’adozione di opportuni strumenti utili alla valutazione della sicurezza e del comportamento strutturale. Le analisi di vulnerabilità sismica per un vasto patrimonio storico possono essere condotte investendo diversi livelli e metodologie di analisi, e adottando approcci multi scala che permettano di individuare gli aspetti comuni tra il comportamento del singolo edificio e la vulnerabilità su scala territoriale. La valutazione della vulnerabilità, pertanto, deve prendere in considerazione tutti quegli aspetti che contribuiscono alla variazione del comportamento sismico degli edifici coinvolgendo sia il contesto edificato sia il costruito storico in generale. L’adozione di approcci semplificati rappresenta il punto di riferimento nella valutazione di un vasto patrimonio: consentono di individuare i caratteri generali del costruito definendo una linea di indirizzo delle priorità da seguire, successivamente, attraverso analisi di dettaglio su singoli manufatti e su tipologie edilizie rappresentative. La valutazione della vulnerabilità richiede l'utilizzo di una strumentazione rigorosa, tuttavia facilmente applicabile su macro scala. Solo una scrupolosa raccolta di informazioni e l'attenta formulazione di un preliminare giudizio sul livello di rischio sismico consente di pianificare le priorità per l'esecuzione di interventi preventivi di miglioramento sismico per la mitigazione del rischio. Importante, quindi, la classificazione dei diversi edifici attraverso la definizione di parametri fisico-meccanici caratterizzanti le differenti strutture presenti ed identificabili in maniera speditiva. Tali parametri consentono di rappresentare l’intero patrimonio edilizio in classi tipologiche secondo le principali variabili rappresentative del contesto insediativo, delle caratteristiche geometriche, delle tipologie edilizie e strutturali. Oggetto del lavoro di ricerca è il patrimonio edilizio storico dell’Ateneo di Padova: composto da edifici di differenti caratteristiche strutturali rappresenta un significativo campione delle opere costruttive presenti nel contesto della città di Padova. L’attenzione è posta sui complessi storici in muratura: generalmente più vulnerabili essendo stati costruiti o hanno subito interventi successivi in assenza di normative antisismiche. L’obiettivo prevede l’adozione di un percorso metodologico che consenta, a partire da uno studio semplificato di tutti gli edifici, di definire i livelli di analisi e di intervento, ordinando le diverse strutture sulla caratterizzazione dei fattori di rischio sismico: in particolare per quanto riguarda la vulnerabilità, la sicurezza strutturale e le sicurezza degli utenti degli edifici stessi. Il criterio definito focalizza l’attenzione sull'identificazione delle caratteristiche dell’edificato e nella definizione di opportuni modelli che permettano di valutare il danno e il danneggiamento al manifestarsi di un evento sismico di varia intensità. La procedura di lavoro seguita prevede, dopo un inquadramento generale del patrimonio analizzato, la valutazione della vulnerabilità sismica per tipologie edilizie attraverso analisi del comportamento locale per meccanismi di collasso e globale nel piano per la formulazione di scenari di danno