Cross lam roof structures in seismic restoration of historical churches

Nella presente ricerca, sono analizzate diverse soluzioni strutturali per la realizzazione del cosiddetto diaframma di copertura per migliorare la risposta trasversale dell’aula per Chiese storiche, sia in relazione all'efficacia del diaframma che e ai requisiti richiesti dalle Soprintendenze. Tra le soluzioni possibili, si evidenzia quella con pannelli con tecnologia cross lam (CLT) per i quali sono descritte le caratteristiche meccaniche e mostrati i principali tipi di connessione (pannello-pannello e pannello-muro). I miglioramenti dovuti al diaframma di copertura in pannelli di CLT sono inizialmente valutati con riferimento al cosiddetto dondolio (trasversale) smorzato. Tali valutazioni sono effettuate per diverse configurazioni di chiese tra loro diverse per numero di navate, campate e snellezza delle pareti laterali e di quelle interne. Gli effetti dovuti alla copertura in pannelli CLT vengono mostrati eseguendo analisi non lineari su modelli di elementi finiti equivalenti. I modelli equivalenti sono anche convalidati con differenti valutazioni numeriche. Le analisi non lineari su modelli equivalenti sono utili per fissare - inizialmente - lo spessore dei pannelli e per la progettazione preliminare delle connessioni in acciaio (a partire dalla valutazione di taglio nel piano dei pannelli stessi). Il progetto delle connessioni e conseguentemente ottimizzato in termini di resistenza e rigidita eseguendo analisi lineari e non lineari focalizzate sulla valutazione degli effetti dissipativi nella risposta sismica. L'ottimizzazione delle connessioni viene eseguita sul valore ottimale dello spostamento trasversale dell’aula, ottimale nei confronti delle caratteristiche meccaniche delle pareti in muratura e del valore di taglio agente nel piano dei pannelli. Quest’ultimo aspetto e importante poiche, relativamente alla resistenza a taglio nel piano dei pannelli, i produttori dichiarano valori tra loro differenti specie nei confronti di quelli ottenuti dai test sperimentali. Per approfondire la resistenza al taglio dei pannelli e valutare il modulo di taglio, sono stati effettuati test sperimentali presso l'Universita di Udine sotto la supervisione della professoressa A. Gubana. Infine, i diversi approcci numerici (approfonditi nel corso della ricerca) sono stati applicati per l'ottimizzazione della struttura di copertura in CLT per uno specifico caso studio (Basilica di Collemaggio a L’Aquila). Nelle osservazioni finali sono evidenziati i benefici, in termine di risposta sismica, apportati dalla copertura in pannelli in CLT. Le osservazioni riportate possono essere valide per diverse configurazioni di chiese storiche.