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  Libri
  ISSN: 0557-1405
Anno: 2015
Numero: 3
Fascicolo: 3/2015
Prezzo: 14.00 €
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Autori:
De Silva Filomena, Ceroni Francesca, Sica Stefania, Pecce Maria Rosaria, Silvestri Francesco 
Articolo:
Effects of soil-foundation-structure interaction on the seismic behavior of monumental towers: the case study of the Carmine Bell Tower in Naples
Abstract:

Effetti dell’interazione terrenofondazione- struttura sul comportamento sismico di torri monumentali: il caso studio del Campanile del Carmine a Napoli
Tra tutti i territori ad alta sismicitā, l’Italia vanta un cospicuo patrimonio edilizio monumentale, caratterizzato da vulnerabilitā ed esposizione elevate rispetto all’edilizia comune. L’ottimizzazione degli interventi di protezione sismica su edifici monumentali, considerato il valore storico e artistico, richiede simulazioni realistiche del loro comportamento dinamico, spesso condizionato dall’interazione tra struttura, fondazione e terreno. Uno studio parametrico sulla risposta dinamica di torri monumentali al variare della snellezza strutturale e della deformabilitā del sottosuolo ha condotto alla formulazione di un approccio semplificato, che consente di quantificare approssimativamente gli effetti dell’interazione in termini di incremento del periodo e variazione dello smorzamento di un oscillatore a base fissa equivalente sulla base di alcuni parametri sintetici del terreno e della struttura. Valutazioni pių accurate sono state effettuate con riferimento al caso studio del campanile della chiesa del Carmine, situato nella zona litoranea di Napoli. Separata dalla chiesa adiacente e alta circa 70 m, la struttura č in muratura di tufo a sacco con pianta approssimativamente quadrata (11 x 11 m) per i primi 41 m, ed in mattoni laterizi con pianta ottagonale da 41 m a 56 m. Indagini storiche, carotaggi verticali ed inclinati in fondazione, tomografie geoelettriche e georadar hanno consentito la ricostruzione della geometria delle fondazioni dirette. La stratigrafia del sito č stata ricostruita attraverso un sondaggio geognostico profondo 59 m, che ha intercettato riporti antropici ed alternanze di sabbie marine e terreni piroclastici, poggianti su un banco di tufo giallo e verde napoletano. Le proprietā meccaniche dei diversi terreni sono state indagate attraverso una prova CPT, una prova Down-Hole e prove cicliche e dinamiche di taglio torsionale. La simulazione del comportamento dinamico del sistema terreno – struttura č stata effettuata attraverso un approccio semplificato ed analisi dinamiche lineari su un modello agli elementi finiti. Entrambi i metodi sono stati applicati considerando sia le azioni sismiche di Normativa, sia quelle determinate attraverso analisi di risposta locale. Il confronto tra i risultati delle analisi sulla struttura a base fissa e sul sistema terreno – struttura evidenzia un sensibile effetto della deformabilitā dei terreni in termini di aumento del periodo fondamentale e riduzione dello smorzamento equivalente della struttura, che si riflettono anche sull’accelerazione spettrale e sugli spostamenti della torre. Parole chiave: risposta sismica locale, interazione terrenofondazione- struttura, torre in muratura, oscillatore equivalente

The seismic safety of historical buildings may be affected by the interaction among soil, foundation and structure, usually neglected in the conventional assessment procedures. Focusing on numerous monumental towers of the Italian cultural heritage, the paper first examines the dynamic behavior of squat to very slender tower structures, through the simplified approach of the ‘equivalent oscillator’ proposed by VELETSOS and MEEK [1974]. A method is then proposed for preliminary predictions on the variation of natural period and damping ratio due to the interaction, as a function of structure/soil stiffness ratio. Deeper evaluations of the interaction effects have been carried out considering the case study of the Carmine Bell Tower in Naples, a slender brickwork structure 68 m tall and about 10 m wide, featured by a high artistic value and representing a popular historical symbol of the city. Geotechnical and geophysical investigations have been performed to reconstruct the geometry of the shallow foundations and the subsoil profile, constituted by a deformable deposit of man-made ground, marine and pyroclastic sands overlying volcanic tuff. The dynamic behavior of the Bell Tower has been simulated both by the ‘equivalent oscillator’ method and by linear dynamic analysis carried out on a more complex and detailed model. Both approaches have been adopted considering the seismic actions suggested by the Italian Code and those determined through seismic response analyses. Comparing the results of the analyses on the fixed based structure with those of the structure on a compliant base, the increase in the period and the reduction in the damping ratio were recognized as compatible with those expected on the basis of the simplified preliminary predictions. Keywords: seismic response, soil-foundation-structure interaction, masonry tower, equivalent oscillator

 
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