Недавние землетрясения в Италии подчеркнули необходимость широкого мониторинга и оценки безопасности архитектурного наследия.
Это также вытекает из требований новых итальянских технических рекомендаций для зданий. В рамках этой темы в статье исследуется сейсмическая уязвимость конкретного монументального каменного здания Palazzo del Vicario музей в Пеше (Италия), в небольшом городке недалеко от Флоренции.
Оценка сейсмического поведения была проведена в соответствии с Итальянскими техническими рекомендациями. Полученные результаты сравнивались с результатами, полученными упрощенным подходом на основе кинематической теоремы предельного анализа.
Сравнение ожидаемого сейсмического спроса с сейсмической мощностью дворца подтверждает слабость этого типа зданий, которые подвергаются сильным разрушениям в результате землетрясений, как это часто наблюдается в аналогичных типологиях строительства. Кроме того, понимание поведения конструкции при сейсмической нагрузке позволяет определить правильную стратегию модернизации.
Землетрясения в Италии в 1997 году и в 2009 году подтвердили необходимость проведения тщательного мониторинга и оценки безопасности исторического итальянского строительного наследия.
Как известно, древние каменные здания, хотя и способны выдерживать вертикальные нагрузки, обычно не способны выдержать горизонтальные силы, возникающие в результате землетрясений. Таким образом, они особенно подвержены сильным повреждениям при сейсмической нагрузке.
Кроме того, исторически сложившееся наследие представляет собой экономическую проблему, особенно в условиях, когда туризм стал одним из основных источников богатства. Поэтому сохранение исторических сооружений является культурным, а также экономическим и связанным с развитием требованием.
Структурный анализ нового каменного здания является относительно простой задачей, в то время как оценка сейсмической уязвимости древнего каменного здания является сложной задачей из-за нескольких неопределенностей, влияющих на геометрические и механические характеристики конструктивных элементов.
Каждое каменное здание характеризуется своей историей, и фактическая конфигурация является результатом слияний, дополнений и замен многих конструктивных элементов.
Таким образом, правильный структурный анализ исторического здания требует глубоких знаний:
- историю здания и его эволюцию
- геометрию
- конструктивные детали
- схему растрескивания и карту повреждений
- методы каменного строительства.
Характеристика свойств материала необходима для проведения надлежащего структурного анализа. Эти знания могут быть получены в сочетании с лабораторными экспериментальными испытаниями на месте.
В связи с трудностями получения всей информации, необходимой для правильного определения числовой модели, в некоторых случаях необходимо выполнять упрощенные, часто повторяющиеся, процедуры оценки статической и сейсмической надежности.
Следовательно, инженеры-строители должны уметь решать соответствующие аспекты проблемы и давать рекомендации при проведении анализа и экспериментов.
Эксплуатация исторических зданий стала актуальной научной проблемой, которая вызывает интерес исследователей во всем мире, о чем свидетельствует растущее число исследований, проводимых в последние десятилетия. Эти исследования отражают современное состояние инженерного подхода к оценке безопасности исторических зданий.
Исследование Vicarious Palace началось с анализа исторических данных. Материалы были найдены в архиве Министерства охраны окружающей среды и архитектурного наследия Флоренции.
История дворца пересекается с местной историей города. На протяжении веков дворец подвергался различным модификациям. Некоторые из них были направлены на обновление здания в соответствии с потребностями того времени, такими как изменение формы, количества уровней и т.д., другие мероприятия были направлены на модернизацию здания.
Инженеры, занимающиеся изучением монументального наследия, долны были охватить большое количество эффективных альтернативных методов (свойства материалов, структурная геометрия, связи между конструктивными и неструктурными элементами, жесткость горизонтальных диафрагм, существующие повреждения и т.д.).
Сочетание простых, но не дорогостоящих в вычислении инструментов (например, кинематический метод) с более сложными (например, метод конечных элементов) может дать надлежащие указания для последующего исследования на месте и для решения вопросов предварительной переоборудования.
Исследование, посвященное Palazzo del Vicario , привело к следующим выводам. Статический анализ подтверждает, что конструктивная конфигурация дворца адекватна вертикальным нагрузкам, как это обычно бывает в исторических каменных зданиях.
Сейсмический анализ проводился путем сочетания глобального анализа с упрощенным подходом, основанным на кинематическом методе. Результаты анализа двух типов свидетельствуют о том, что наиболее уязвимыми частями дворца являются стены, соответствующие южному и западному фасадам.
В целом, исследование предлагает обследование наиболее уязвимых элементов дворца, предлагая планировать их переоборудование для улучшения связи между химическими элементами с помощью традиционных методов, таких как использование стальных цепей. Кроме того, следует также предусмотреть соединения между деревянными полами и каменными стенами.