Toward a large-scale seismic assessment method for heritage building: vulnerability of masonry baroque churches

Abstract

The seismic assessment of historical masonry structures is a crucial field in architectural heritage. However, due to the large panel of these structures and the lack of numerical tools, vulnerability assessment of heritage buildings in seismic areas is still a complex issue in civil engineering. Through a case study dealing with baroque religious heritage in French Savoy, this paper presents the development of a simplified numerical strategy suitable for a large-scale study. Thanks to field surveys, a large data base has been built for 200 buildings. A limited number of homogeneous structural types have been defined. A parameterised meshing tool, suitable for finite element modelling has been developed, making it possible to take into account the specificities of each structural type. Then a dynamic analysis strategy is used to study the response of the model considering specific modelling variations. Finally, damage criterion choice is discussed comparing numerical results and in situ post-seismic feedback.

Le diagnostic sismique de structures en maçonnerie est un enjeu majeur dans la conservation du patrimoine. Pourtant, le nombre important de structures concernées et le manque d’outils numériques adaptés, font de l’analyse de vulnérabilité des monuments historiques une problématique complexe de l’ingénierie civile. Cette étude présente, à travers le patrimoine cultuel baroque savoyard, le développement d’une stratégie numérique adaptée à l’analyse à grande échelle. Des relevés sur deux cents édifices ont premièrement permis de construire une base de données importante. A partir de ces informations, un nombre restreint de types structuraux homogènes a été défini. Dans un second temps, un outil de maillage paramétré, dédié au calcul aux éléments finis a permis de modéliser les spécificités de chaque typologie. L’influence des principales hypothèses de modélisation est étudiée par le biais d’une analyse dynamique. Enfin les choix de critères d’endommagement sont discutés en comparant résultats numériques et relevés post-sismiques.

Keywords:

• heritage
• masonry
• vulnerability
• seismic assessment
• numerical modelling

Mots-clés:

• Patrimoine
• maçonnerie
• vulnérabilité
• diagnostic sismique
• modélisation

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.