The Importance of Calibration and Modelling Non-Structural Elements in the Evaluation of Seismic Vulnerability Index of Strategic Buildings Before and After Retrofitting

This thesis aims to investigate on the modelling of the non-structural elements related to internal and external infill walls, trying to quantify the difference induced by different modelling strategies on the value of the seismic vulnerability index with reference to strategic buildings. On this purpose, two case studies are analysed: the Benedetto Croce high school in Avezzano and the Varano high school in Camerino, r.c. frame buildings retrofitted with external steel towers equipped with viscous dampers at the basis. For both case studies, three models are implemented, before and after the retrofitting, which are characterized by an increasing level of detail: model A with only structural components, model B with external infill panels modelled as equivalent connecting struts according to literature, and model C with external and internal infill walls calibrated through the results of in-situ dynamic tests. As regards the pre-retrofitting phase, the calculation of the seismic vulnerability index was carried out by means of nonlinear static analysis (pushover). As for the post-retrofitting phase, the calculation of the seismic vulnerability index was carried out by means of non-linear dynamic analysis (I.D.A). The results are shown in terms of comparison between the capacity curves obtained with push over analyses (pre-retrofitting) and with incremental dynamic analyses for the different model. In addition, the outcomes are shown also in terms of intensity level of the seismic action necessary to reach a predetermined limit state for model A, model B and model C.

Questa tesi si propone di indagare sulla modellazione degli elementi non strutturali relativi alle pareti di tamponamento interne ed esterne, cercando di quantificare la differenza indotta dalle diverse strategie di modellazione sul valore dell'indice di vulnerabilità sismica con riferimento a edifici strategici. A tale scopo vengono analizzati due casi studio: il liceo Benedetto Croce di Avezzano e il liceo Varano di Camerino, entrambi edifici a telaio in c.a. oggetto di adeguamento sismico tramite torri dissipative esterne dotate di dissipatori viscosi alla base. Per entrambi i casi di studio, sono stati implementati tre modelli sia prima che dopo l'adeguamento, caratterizzati da un livello crescente di dettaglio: modello A con solo le componenti strutturali, modello B con tamponature esterne modellate come puntoni equivalenti secondo letteratura e modello C con pareti di tamponamento esterne ed interne calibrate attraverso i risultati dei test dinamici in situ. Per quanto riguarda la fase di pre-retrofitting, il calcolo dell'indice di vulnerabilità sismica è stato effettuato mediante analisi statica non lineare (pushover). Per quanto riguarda la fase post-retrofitting, il calcolo dell'indice di vulnerabilità sismica è stato effettuato mediante analisi dinamica non lineare (I.D.A). I risultati sono mostrati in termini di confronto tra le curve di capacità ottenute con analisi push over (pre-retrofitting) e con analisi dinamiche incrementali, per i diversi modelli implementati. Inoltre, i risultati sono mostrati anche in termini di livello di intensità dell'azione sismica necessaria per raggiungere uno stato limite predeterminato per il modello A, il modello B e il modello C.