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 sismicità, l’Italia vanta un cospicuo patrimonio edilizio monumentale, caratterizzato da vulnerabilità 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 deformabilità 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 più 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 è 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 è 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 proprietà 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 è 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 deformabilità 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