Effetti di cedimenti differenziali su strutture storiche in muratura: analisi non lineare tramite modellazione a blocchi rigidi

Abstract

Il presente lavoro di tesi opera nell’ambito dello studio dei cedimenti differenziali su strutture storiche in muratura portante e si propone di fornire una comprensione approfondita dei meccanismi di rottura per diverse configurazioni di pareti costituite da blocchi di tufo giallo napoletano, soggette a grandi spostamenti degli appoggi. Di queste, vengono proposte diverse varianti modellate come un assemblaggio di blocchi rigidi bidimensionali, che interagiscono tra loro mediante interfacce di contatto caratterizzate da attrito e assenza di tensione, basandosi sulla formulazione di contatto puntiforme. In particolare, sono state svolte due tipologie di analisi numeriche: • Analisi pushdown, finalizzate a valutare gli effetti del movimento del supporto e la capacità di spostamento ultimo del sistema sotto cedimenti imposti, applicando al blocco di supporto alla base, un abbassamento verticale incrementale. • Analisi pushdown-pushover sequenziali, volte a valutare gli effetti del cedimento sulla curva pushover, dove la struttura viene prima sottoposta a uno spostamento verticale del supporto seguito da uno spostamento orizzontale, al fine di analizzare il comportamento elastico pre-picco e il comportamento discendente post-picco, che descrive il comportamento del corpo rigido corrispondente ai meccanismi di rottura.

This thesis work operates in the field of differential settlement studies on historical load-bearing masonry structures and aims to provide an in-depth understanding of the failure mechanisms for different configurations of walls made of Neapolitan yellow tuff blocks, subject to large displacements of the supports. Of these, several variants are proposed, modeled as an assembly of two-dimensional rigid blocks, which interact with each other through contact interfaces characterized by friction and absence of tension, based on the point contact formulation. In particular, two types of numerical analyses were carried out: • Pushdown analyses, aimed at evaluating the effects of the support movement and the ultimate displacement capacity of the system under imposed settlements, by applying an incremental vertical lowering to the support block at the base. • Sequential pushdown-pushover analyses, aimed at evaluating the effects of failure on the pushover curve, where the structure is first subjected to a vertical displacement of the support followed by a horizontal displacement, in order to analyze the pre-peak elastic behavior and the post-peak descending behavior, which describes the rigid body behavior corresponding to the failure mechanisms.