Silvia Castellaro (2015) 11/04/2015

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LA MICROZONAZIONE SISMICADEL COMUNE DI CESENA

Silvia Castellaro con il contributo diRiccardo Panzeri e Claudia Tomassoli

I terremoti sono fratture che avvengono in materiali fragili, ossianella roccia che costituisce la crosta terrestre.

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Da dove enucleano (crosta terrestre) a dove costruiamo, il motosismico cambia in un modo che è compito del geologoquantificare.

Il moto sismico sulla roccia è dato per «noto» dalla sismologia.Il moto sismico in superficie va quantificato dal geologo.

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da Guidoboni E., 2014

Breve storia dei terremoti nella Romagna

Rimini ha una storia sismica veramente importante, segnata da 5 eventiprincipali e relative ricostruzioni.

• 1308 nella chiesa di Sant’Agostino, a seguito dei terremoti del 1916 edella caduta di intonaci da essi provocata, è apparso un affresco cheraffigura il terremoto del 1308 (Me = 4.8).

Vuoto informativo di 2 secoli.

• 1672 Me = 5.6, evento sismico ben documentato nei proto-giornali.L’iconografia mostra gente che sprofonda dentro una voragine.

• 25/12/1786 Me = 5.7, il terremoto avviene nel giorno di Natale, cosa chealimenta spiegazioni divine di varia natura. A seguito di questo eventonascono le ‘torri paraterremoto’ (teoria dell’elettricismo). Il Papa mandaGiuseppe Valadier a fare una perizia casa per casa, dunque anche nelledimore private, per avere una immagine chiara dei danni. Un altroingegnere (Camillo Morigia) ricevette analogo incarico dal principeColonna. Sono pertanto giunte a noi due perizie sulle stesse strutture cheriferiscono entrambe di cattive costruzioni e danni mal riparati dalterremoto precedente. Anche questo terremoto mostra fretta nellaricostruzione per non arrestare l’industria della seta.

• 17/03/1875 Me = 5.8, colpisce Rimini, Cesenatico, Cervia, Cesena, Forlì,Fano e Urbino. Leggeri effetti di maremoto documentati ma ricordiamoche al tempo le coste non erano popolate.

• 1916 sequenza importante costituita da 3 macroeventi tra maggio eagosto.

Nel 1916 Rimini fu dichiarata zona sismica ma nel 1936, stante il bisogno diespansione della città determinato dal turismo, un amministratore riuscì a fartogliere i vincoli di costruzione anti-sismica. Tutto il boom edilizio riminesedegli anni ’60 è stato condotto in assenza di vincoli sulle costruzioni in sensoanti-sismico.

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Il suolo può influire sulle strutture in molti modi noti

STATICO DINAMICO DINAMICO DINAMICO

Cedimenti

Instabilità gravitative (frane)

Amplificazione stratigrafica

Amplificazione topografica

LiquefazioneAddensamenti

Esistono molti effetti della geologia di superficie sul moto del terreno. I più rilevanti sono:

amplificazione onde dovuta a diminuzione di rigidezza delterreno e densità

½ mV2sedimenti

½ mV2roccia

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Esistono molti effetti della geologia di superficie sul moto del terreno. I più rilevanti sono:

risonanza nei suoli stratificati

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H

H

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PIANURA PADANA

I bacini sedimentari predispongono all’intrappolamento delle onde sismiche, oltre che allaloro amplificazione alle di frequenze di risonanza. Questo determina un prolungamentodella durata dello scuotimento.

La microzonazione sismica

Indirizzi e Criteri per la Microzonazione Sismica, 2008Conferenza delle Regioni e Provincie Autonome e Dipartimento della Protezione Civile

Atto di Indirizzo e Coord. Tecnico per la MZS n° 112/2007Assemblea Legislativa della Regione Emilia Romagna

1° LIVELLO • Definizione delle zone omogenee in prospettiva sismica (Carta delle MOPS) Raccolta dati esistenti Misura delle frequenza di risonanza

2° LIVELLO • Quantificazione delle amplificazioni locali per le zone omogenee (Carte FA)

3° LIVELLO • Definizione della RSL specifica di sito Modellazione numerica

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Carta delle indagini

Tipo di prova Già acquisite Nuova acquisizione Totale

HVSR 255 37 292

Multicanale onde di superficie 68 15 83

Cross-hole 1 0 1

Down-hole 3 0 3

Totale 327 52 379

Campagna di indagine geofisica sismica estesa all’intero territorio comunale nel Gennaio del 2013

– 37 siti d’indagine

– 15 array sismici

– 74 misure a stazione singola

1° Livello : Le nuove indagini

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Sono state effettuate misure di:

Vs [m/s]

Pro

fon

dit

à [m

]

Frequenza [Hz]

H/V

Frequenza [Hz]

Vel

oci

tà d

i fas

e [m

/s]

FREQUENZA DI RISONANZA

RIGIDEZZAρ * Vs2

APPENNINO

TERRAZZI E CNOIDI

PIANURA

APPENNINO

Carta delle Microzone Omogenee in Prospettiva

Sismica

0.8 – 1.1 Hz0.2 – 0.3 Hz

• Zone stabili (non presenti nelterritorio di Cesena)

• Zone stabili suscettibili diamplificazione locale

• Zone potenzialmente instabili

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APPENNINO

TERRAZZI E CONOIDI

PIANURA

APPENNINO • Zone stabili (non presenti nelterritorio di Cesena)

• Zone stabili suscettibili diamplificazione locale

• Zone potenzialmente instabili

> 2 Hz0.8 – 1.1 Hz

H/V 16TR2 – Palazzetto dello sport

0.8 – 1.1 Hz0.2 – 0.3 Hz

H/V 29TR1 – Bulgarnò chiesa

APPENNINO

TERRAZZI E CONOIDI

PIANURA

• Zone stabili (non presenti nelterritorio di Cesena)

• Zone stabili suscettibili diamplificazione locale

• Zone potenzialmente instabili

> 2 Hz

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Le carte delle amplificazioni

Indirizzi e Criteri per la Microzonazione Sismica, 2008Conferenza delle Regioni e Provincie Autonome e Dipartimento della Protezione Civile

Atto di Indirizzo e Coord. Tecnico per la MZS n° 112/2007Assemblea Legislativa della Regione Emilia Romagna

2 CARTE FaFv

3 CARTE FaPGAo

Fa_IS[0.1-0.5]s

Fa_IS[0.5-1]s

5 CARTE TEMATICHE DELLE AMPLIFICAZIONI LOCALI (!)

Carta delle amplificazioni Fa_IS[0.1-0.5]s e Fa_IS[0.5-1]s

Atto di Indirizzo dell’ Assemblea Legislativa della Regione

Emilia Romagna, n° 112 del 2007

Fa_IS[0.1 – 0.5]s è il fattore di amplificazione dell’intensità spettrale di Housner (SI) calcolata nell’intervallo di periodi tra 0.1 e 0.5 secondi (2 – 10 Hz)

Fa_IS[0.5 – 1]s è il fattore di amplificazione dell’intensità spettrale di Housner (SI) calcolata nell’intervallo di periodi tra 0.5 e 1 secondi (1 - 2 Hz).

2 : 10Hz

1 : 2 Hz

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2 - 10 Hz

1 – 2 Hz

Caratterizzazione dinamica di edifici rilevanti

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H

H

PALAZZO COMUNALE

SCUOLA MATERNA CARDUCCISCUOLA MATERNA IDA SANGIORGI

SCUOLA ELEMENTARE SANT’EGIDIO

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H/V

Hi/H0

Palazzo Comunale: 1° modo flessionale a 3 Hz

2.5 Hz

3 Hz

Coincidenza di risonanza suolo-struttura?

Edificio1° modo flessionale [Hz] Risonanza del

sottosuolo [Hz]

Doppia

risonanzaAsse longitudinale Asse trasversale

Palazzo Comunale 3.5 3 2.5 SI

Scuola Elementare S.

Egidio8 7 4 NO

Scuola Materna Carducci 7.5 5.5 1.2 NO

Scuola Materna Ida

Sangiorgi10 6.5 1.4 NO

DINAMICO

AMPLIFICAZIONETOPOGRAFICA

Spudich et al., BSSA, 1996

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1

2

3

4

5

6

1 2 34 5 6

In realtà l’unica evidenzasperimentale e modellistica èl’aumento del moto sulla cresta

Conclusioni

• La microzonazione sismica di 1° livello del Comune di Cesena ha individuato:– Zone instabili suscettibili di movimenti franosi

– Zone instabili suscettibili di liquefazione dei suoli

– Zone stabili suscettibili di amplificazione locale

• Le zone stabili suscettibili di amplificazione locale sono state ricondotte a 3 MOPS:– PIANURA

– TERRAZZI e CONOIDI

– APPENNINO

• Le tre zone presentano frequenze di risonanza tipiche diverse: – PIANURA: 0.8 – 1.1 Hz

– TERRAZZI E CONOIDI: > 2 Hz e fino a 25 Hz (molto variabile)

– APPENNINO: 2 - 11 Hz o assenza di amplificazione

• In generale si verifica maggior amplificazione sismica in PIANURA, intermedia in zona TERRAZZI E CONOIDI e minore in zona APPENNINO

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• Ai fini della pianificazione urbanistica si consiglia l’uso delle carte delleamplificazioni dell’intensità spettrale di Housner (Fa_IS[0.1-0.5]s e Fa_IS[0.5-1]s) inrelazione alla tipologia di edifici;

• In generale in zona PIANURA sono a maggior rischio edifici alti più di 5 pianimentre nelle altre zone lo sono quelli con meno di 5 piani

• Il Palazzo Comunale è vulnerabile, in caso di sisma, per fenomeno di doppiarisonanza;

• Le tre scuole caratterizzate non sono a rischio di doppia risonanza (chenaturalmente non significa che non siano a rischio da ogni altro pericolo).

Conclusioni