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Studio e Monitoraggio del quadro fessurativo e del i i d l D di O icomportamento sismico del Duomo di Orvieto

Analisi della sismicità regionale per laAnalisi della sismicità regionale per ladefinizione dell’input sismico definizione dell’input sismico pp

Ing. Dario RinaldisUTPRAUTPRA.

ENEA C.R. CASACCIAKick off Meeting ‐ Orvieto, 9 Aprile 2013

DIREZIONE REGIONALE PER I BENI CULTURALI E PAESAGGISTICI DELL’UMBRIA ‐Soprintendenza per i Beni Architettonici

‐e Paesaggistici dell'Umbria

[email protected]@enea.it

LA PERICOLOSITÀ SISMICA NELLA REGIONE LAZIO: ATTIVITÀ SVOLTE E PROSPETTIVE FUTURERegione Lazio, Sala Tirreno, Via Rosa Raimondi Garibaldi 7, Roma, 15 Marzo 2012

ArgomentiArgomenti

• Introduzione metodologica

• Analisi della sismicità storica

• Analisi statistica della pericolosità sismica

• Generazione degli accelerogrammi di riferimentoriferimento

• Considerazioni conclusive• Considerazioni conclusive

D. RINALDIS, G. MARTINI – La sismicità nel Lazio


Metodologia adottata nella analisi della pericolosità sismicae nella definizione delle time histories di riferimento per le UAS della Regione Lazio

Analisi della sismicità storica Analisi statistica degli spettri UHS da Progetto S1 DPC-INGV

e nella definizione delle time‐histories di riferimento per le UAS della Regione Lazio

Valori della Ag0 di 0.7

Spettri di riferimento per le UASg

riferimento per ogni UAS della Regione

Parametri magnitudo e distanza epicentrale per la selezione di time-histories dalle banche dati

accelerometriche

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6134678

Acc

eler

azio

ne (g

)

Selezione delle TH di riferimento per ogni gruppo di UAS secondo criterio di somiglianza della

forma spettraleE calcolo delle TH spettro-compatibili

0.00.00 0.50 1.00 1.50 2.00

Periodo (sec)

E calcolo delle TH spettro compatibili

Definizione di 5 TH di riferimento (naturali e spettro-compatibili) per ogni gruppo di UAS,

Definizione di 5 TH di riferimento (naturali e spettro-compatibili) per ogni UAS, scalate al

relativo valore Ag0rif


relativo valore Ag0rif


ArgomentiArgomenti








Analisi della sismicità storicaAnalisi della sismicità storicaDalla Banca Dati delle intensitàmacrosismiche locali dell’INGV (DBMI04)

Distribuzione dei Centri sismici confrontata con leZone Sismogenetiche ZS9 [Meletti e Valensise, 2004]( )

sono stati selezionati gli eventi che hannoprovocato risentimenti superiori alla sogliadi danno (V‐VI grado della scala MCS).

Zone Sismogenetiche ZS9 [Meletti e Valensise, 2004]

Gli eventi, per le loro caratteristichesismologiche, sono stati raggruppati in 11Centri Sismici a differente grado di

i l i à i i i di i d dipericolosità in termini di magnitudo e diestensione areale della distribuzione deglieffetti.

Per ogni terremoto è stata ricostruita ladistribuzione areale delle intensità,partendo dalle località per le quali sidispone di sufficienti informazioni storiche.dispone di sufficienti informazioni storiche.

A questo scopo sono state tracciate lerelative carte delle isosisme.



Calcolo dei parametri sismologici dei terremoti storici più significativi delle UAS

In particolare, per il sito di Orvieto, distinguendo secondo i Centri sismici, saranno raccolte le informazioni relative agli eventiche hanno generato le massime intensità storiche locali comprensive di data, localizzazione epicentrale, intensità epicentrale emagnitudo. La scelta degli eventi più significativi per ogni UAS è avvenuta il confronto degli spettri calcolati mediante la legge dimagnitudo. La scelta degli eventi più significativi per ogni UAS è avvenuta il confronto degli spettri calcolati mediante la legge diattenuazione da Sabetta e Pugliese (1996).

Prov. UAS ISTAT Indice 1 Indice 2 Indice 3 Indice 4

0 12

0.14

Roma Pomezia 1258079 0855030 0650030 1170100 11709990.06

0.08

0.10

0.12

50030

55030

70100

70999

0.00

0.02

0.04

0.25 0.33 0.50 0.67 1.00 1.33 2.00 2.50 3.33 5.00 6.67 10.00 15.00 25.00

Esempio di sovrapposizione degli spettri risultanti dai parametri sismologici relativi ai vari indici definiti per le UAS. In ascissesono mostrate le frequenze, in ordinate i valori di PSA calcolati. Le frecce indicano gli spettri che possono essere considerati piùsignificativi nella definizione dello scuotimento locale e quindi nella selezione degli indici. Il grafico verde rappresenta lo spettrog q g g pp ppiù significativo alle basse frequenze, quello blu alle alte frequenze; tutti gli altri spettri sono inglobati dai due spettriprecedenti e possono essere ignorati. Le parti in grassetto degli indici non eliminati corrispondono alle classi di magnitudo edistanza epicentrale rappresentative dei terremoti più gravosi.



ArgomentiArgomenti








Selezione delle registrazioni accelerometricheMag 5.9

Dist (km) 30s1 0s2 0

fraz. stdv 1 4.0 3.0 2.0 1.5 1.0 0.75 0.5 0.4 0.3 0.2 0.15 0.1 0.07 0.04 Periodo

PGA PGV 0.25 0.33 0.5 0.67 1 1.33 2 2.5 3.33 5 6.67 10 15 25 Frequenza

PSV (cm/s) 0.101 6.7 4.1 6.4 9.8 12.1 14.4 15.3 14.5 13.8 12.6 8.9 6.1 3.1 1.6 0.7 PSV (cm/s)(M R

Ground Motion

Spettro calcolato Gli spettri di riferimento per il sito di Orvieto saranno sottoposti ad un processo

Selezione delle registrazioni accelerometriche

PSV (cm/s) 0.101 6.7 4.1 6.4 9.8 12.1 14.4 15.3 14.5 13.8 12.6 8.9 6.1 3.1 1.6 0.7 PSV (cm/s)

PSA (g) 0.007 0.014 0.031 0.052 0.092 0.130 0.186 0.222 0.269 0.286 0.261 0.201 0.151 0.111 PSA (g)

4.0 3.0 2.0 1.5 1.0 0.75 0.5 0.4 0.3 0.2 0.15 0.1 0.07 0.04 Periodo

PGA 0.25 0.33 0.5 0.67 1 1.33 2 2.5 3.33 5 6.67 10 15 25 Frequenza

UHS (g) 0.104 0.038 0.053 0.088 0.114 0.177 0.228 0.272 0.286 0.288 0.233 UHS (g)

UHS (cm/s) 11.9 12.4 13.7 13.4 13.8 14.2 12.8 8.9 6.7 3.6 UHS (cm/s) R (km) apPGA apPGV ap0.25 ap0.33 ap0.5 ap0.67 ap1 ap1.33 ap2 ap2.5 ap3.33 ap5 ap6.67 ap10 ap15 ap25

1 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 4.70 4.60 4.52 4.40 4.31 4.22 3.94 3.66 3.75 3.85 #NUM! #NUM!

(M, R, f_stdv)

Spettro target (UHS)

S tt UHS G d M ti

di deaggregazione semplificato tale da individuare i parametri sismologici dell’evento che ha maggiormente contribuito alla definizione dello spettro ad

2 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 4.76 4.66 4.57 4.44 4.35 4.27 3.99 3.72 3.81 3.90 #NUM! #NUM!3 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 4.84 4.73 4.63 4.51 4.42 4.34 4.08 3.81 3.90 3.98 #NUM! #NUM!4 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 4.93 4.81 4.71 4.59 4.50 4.43 4.17 3.91 4.00 4.08 #NUM! #NUM!5 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.01 4.89 4.79 4.67 4.59 4.52 4.28 4.03 4.11 4.19 #NUM! #NUM!6 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.09 4.97 4.87 4.75 4.68 4.62 4.38 4.14 4.23 4.30 #NUM! #NUM!7 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.17 5.05 4.95 4.82 4.76 4.71 4.49 4.26 4.35 4.42 #NUM! #NUM!8 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.24 5.11 5.02 4.90 4.84 4.80 4.59 4.38 4.47 4.53 #NUM! #NUM!9 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.30 5.18 5.08 4.97 4.92 4.88 4.69 4.48 4.58 4.64 #NUM! #NUM!10 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.36 5.24 5.14 5.03 4.99 4.96 4.78 4.59 4.68 4.74 #NUM! #NUM!11 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.41 5.29 5.20 5.09 5.06 5.03 4.86 4.69 4.78 4.85 #NUM! #NUM!12 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.46 5.34 5.26 5.15 5.12 5.10 4.95 4.78 4.88 4.94 #NUM! #NUM!13 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.51 5.39 5.31 5.20 5.18 5.17 5.02 4.87 4.97 5.03 #NUM! #NUM!14 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.55 5.43 5.35 5.25 5.24 5.23 5.10 4.95 5.06 5.12 #NUM! #NUM!15 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.59 5.48 5.40 5.30 5.29 5.29 5.17 5.03 5.14 5.20 #NUM! #NUM!16 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.63 5.52 5.44 5.34 5.34 5.35 5.23 5.11 5.22 5.28 #NUM! #NUM!17 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.67 5.55 5.48 5.39 5.39 5.40 5.30 5.18 5.30 5.36 #NUM! #NUM!7 0

7.5

8.0

MCE - Magnitudo e Distanza di riferimento

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

PSA

(g)

Spettro UHS vs Ground Motion

PSA (g) UHS (g)

contribuito alla definizione dello spettro ad hazard uniforme.

Il calcolo sarà eseguito adottando la legge di tt i tt i d S b tt18 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.70 5.59 5.52 5.43 5.43 5.45 5.36 5.25 5.37 5.43 #NUM! #NUM!

19 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.74 5.62 5.56 5.47 5.48 5.50 5.41 5.32 5.44 5.50 #NUM! #NUM!20 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.77 5.66 5.59 5.50 5.52 5.55 5.47 5.38 5.50 5.57 #NUM! #NUM!21 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.80 5.69 5.62 5.54 5.56 5.59 5.52 5.44 5.57 5.63 #NUM! #NUM!22 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.83 5.72 5.66 5.57 5.60 5.64 5.57 5.50 5.63 5.69 #NUM! #NUM!23 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.85 5.75 5.69 5.60 5.63 5.68 5.62 5.56 5.68 5.75 #NUM! #NUM!24 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.88 5.77 5.71 5.63 5.67 5.72 5.67 5.61 5.74 5.81 #NUM! #NUM!25 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 5.91 5.80 5.74 5.66 5.70 5.76 5.71 5.67 5.80 5.86 #NUM! #NUM!30 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.02 5.92 5.87 5.80 5.86 5.93 5.91 5.90 6.04 6.11 #NUM! #NUM!35 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.12 6.02 5.98 5.91 5.99 6.07 6.09 6.10 6.25 6.32 #NUM! #NUM!40 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.20 6.10 6.07 6.02 6.10 6.20 6.24 6.28 6.43 6.51 #NUM! #NUM!45 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.27 6.18 6.15 6.10 6.20 6.32 6.37 6.43 6.59 6.67 #NUM! #NUM!50 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.34 6.25 6.23 6.18 6.29 6.42 6.49 6.57 6.74 6.82 #NUM! #NUM!55 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.40 6.31 6.29 6.26 6.38 6.51 6.60 6.70 6.87 6.96 #NUM! #NUM!60 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.45 6.37 6.36 6.32 6.45 6.59 6.70 6.81 6.99 7.08 #NUM! #NUM!65 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.50 6.42 6.41 6.38 6.52 6.67 6.79 6.92 7.10 7.19 #NUM! #NUM!

6.0

6.5

7.0

Mag

nitu

do

Spettro UHS vs Ground Motion

0

0.05

0.1

0 1 2 3 4

Periodo (s)

di attenuazione attenuazione da Sabetta e Pugliese (1996).

In questo modo sono valutati i valori di 70 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.55 6.47 6.46 6.44 6.58 6.74 6.88 7.02 7.20 7.30 #NUM! #NUM!75 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.60 6.51 6.51 6.49 6.64 6.81 6.95 7.11 7.30 7.40 #NUM! #NUM!80 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.64 6.56 6.56 6.54 6.70 6.87 7.03 7.20 7.39 7.49 #NUM! #NUM!85 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.67 6.60 6.60 6.59 6.75 6.93 7.10 7.28 7.47 7.57 #NUM! #NUM!90 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.71 6.63 6.64 6.63 6.80 6.99 7.16 7.36 7.55 7.65 #NUM! #NUM!95 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.74 6.67 6.68 6.67 6.85 7.04 7.23 7.43 7.63 7.73 #NUM! #NUM!

100 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.78 6.70 6.72 6.71 6.89 7.09 7.28 7.50 7.70 7.80 #NUM! #NUM!105 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.81 6.74 6.75 6.75 6.93 7.14 7.34 7.56 7.77 7.87 #NUM! #NUM!110 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.84 6.77 6.78 6.78 6.97 7.18 7.39 7.62 7.83 7.94 #NUM! #NUM!115 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.86 6.79 6.82 6.82 7.01 7.23 7.45 7.68 7.90 8.00 #NUM! #NUM!120 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.89 6.82 6.85 6.85 7.05 7.27 7.49 7.74 7.96 8.06 #NUM! #NUM!125 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.92 6.85 6.87 6.88 7.09 7.31 7.54 7.80 8.01 8.12 #NUM! #NUM!130 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.94 6.88 6.90 6.91 7.12 7.35 7.59 7.85 8.07 8.18 #NUM! #NUM!135 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.97 6.90 6.93 6.94 7.15 7.38 7.63 7.90 8.12 8.23 #NUM! #NUM!140 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 6.99 6.92 6.95 6.96 7.18 7.42 7.67 7.95 8.17 8.28 #NUM! #NUM!145 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.01 6.95 6.98 6.99 7.21 7.45 7.71 8.00 8.22 8.33 #NUM! #NUM!

4.5

5.0

5.5

1

10

100

PSV

(cm

/s)

PSV (cm/s)

UHS (cm/s)

magnitudo e di distanza epicentrale più significativi.

5 # U # U # U # U 0 6 95 6 98 6 99 5 8 00 8 8 33 # U # U150 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.03 6.97 7.00 7.02 7.24 7.49 7.75 8.04 8.27 8.38 #NUM! #NUM!155 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.05 6.99 7.03 7.04 7.27 7.52 7.79 8.09 8.31 8.43 #NUM! #NUM!160 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.07 7.01 7.05 7.07 7.30 7.55 7.82 8.13 8.36 8.47 #NUM! #NUM!165 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.09 7.03 7.07 7.09 7.33 7.58 7.86 8.17 8.40 8.52 #NUM! #NUM!170 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.11 7.05 7.09 7.11 7.35 7.61 7.89 8.21 8.44 8.56 #NUM! #NUM!175 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.13 7.07 7.11 7.13 7.38 7.64 7.93 8.25 8.48 8.60 #NUM! #NUM!180 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.15 7.09 7.13 7.16 7.40 7.66 7.96 8.29 8.52 8.64 #NUM! #NUM!185 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.17 7.11 7.15 7.18 7.43 7.69 7.99 8.32 8.56 8.68 #NUM! #NUM!190 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.18 7.13 7.17 7.20 7.45 7.72 8.02 8.36 8.60 8.72 #NUM! #NUM!195 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.20 7.14 7.19 7.22 7.47 7.74 8.05 8.39 8.64 8.76 #NUM! #NUM!200 #NUM! #NUM! #NUM! #NUM! 7.21 7.16 7.21 7.24 7.49 7.77 8.08 8.43 8.67 8.79 #NUM! #NUM!

4.01 10 100

Distanza (km)

apPGA apPGV ap0.25 ap0.33 ap0.5 ap0.67 ap1 ap1.33

ap2 ap2.5 ap3.33 ap5 ap6.67 ap10 ap15 ap25

0.10.1 1 10 100

Frequenza (hz)

I t lli di M d li i Pseudo I t lli di M l id i i l i d ll li i i i i Intervalli di M da analisi storica deaggregazione Intervalli di M per selezione

accelerogrammi M R Gruppo 1 da ≥5.0 a 6.5-7.0 5.9 30 5.0-5.5 / 5.5-6.0 Gruppo 2 da 5.0-5.5 a 6.0-6.5 5.5 16 ≥5.0 / 5.0-5.5 Gruppo 3 da ≥5.0 a 6.5-7.0 5.5 13 ≥5.0 / 5.0-5.5 Gruppo 4 da ≥5.0 a 6.5-7.0 6.0 20 ≥5.0 / 5.0-5.5 / 5.5-6.0 Gruppo 5 da 6 0 6 5 a 6 5 7 0 6 4 40 6 0 6 5

Integrando i risultati delle analisi storica e statistica sono ottenuti gli intervalli di magnitudo utilizzati per la selezione di registrazioni accelerometriche delle Banche Dati accelerometriche.


Gruppo 5 da 6.0-6.5 a 6.5-7.0 6.4 40 6.0-6.5Gruppo 6 da 5.5-6.0 a 6.5-7.0 6.1 15 5.5-6.0 / 6.0-6.5


Definizione delle TH di riferimentoDefinizione delle TH di riferimentoLa selezione delle time‐history di riferimento per Orvieto è ottenuta mediante un confronto tra le forme degli spettri adhazard uniforme e gli spettri di risposta delle registrazioni selezionate per il sito. Lo spettro di TARGET è definito dai valoridegli spettri ad hazard uniforme per un periodo di ritorno di 475 anni, con una maglia di circa 5 Km.g p p p , g(Fonte: INGV‐DPC , Progetto S1, https:\\esse1.mi.ingv.it).Nel presente lavoro è applicata la tecnica statistica dell’Indice Quadratico Relativo, definita dalla formula:

In questo modo, per ogni Gruppo di UAS, è stato definito un set di 5 registrazioni accelerometriche naturali rappresentativedel moto del suolo compatibile con i relativi livelli si pericolosità sismica omogenea


del moto del suolo compatibile con i relativi livelli si pericolosità sismica omogenea.


Considerazioni conclusiveConsiderazioni conclusive• In questo lavoro si cercherà di individuare con sufficiente precisione i parametri omogenei di

pericolosità sismica e di procedere alla selezione di registrazioni accelerometrichecompatibili con le caratteristiche sismologiche degli eventi più significativi.

• Per quello che riguarda le Time-History di riferimento per Orvieto, occorre ricordare che laNormativa Sismica nazionale consente, tra l’altro, l’uso di accelerogrammi naturali acondizione che la loro scelta sia rappresentativa della sismicità del sito e sia

fadeguatamente giustificata in base alle caratteristiche sismogenetiche della sorgente, allecondizioni del sito di registrazione, alla magnitudo, alla distanza dalla sorgente e allamassima accelerazione orizzontale attesa al sito.

• La metodologia adottata per la selezione degli accelerogrammi si basa sul confronto tra lospettro UHS rappresentativo del moto ad Orvieto e gli spettri di risposta delle THottenute dalle banche dati accelerometricheottenute dalle banche dati accelerometriche.

• In questo modo sono ottenute registrazioni reali che non hanno subito elaborazioni tali damodificare le caratteristiche sismologiche essenziali (PGA contenuto spettralemodificare le caratteristiche sismologiche essenziali (PGA, contenuto spettrale,distribuzione dell’energia nel tempo).

• Effetti locali


Effetti locali

Velocimetric and accelerometric Stations at the ENEA temporary and permanent seismic arrays of Cerreto di Spoleto(PG):

velocimetric stations Velocimetric stations in the alluvial basin

Real faults

permanent seismic arrays of Cerreto di Spoleto(PG):

Velocimetric stations in the alluvial basinAccelerometric stations of the ENEA permanent array

Presumed faults

i i ifaglia

coloniadeliberaCERRETO

MUNICIPIO

cedravmunicipio

g

CERRETO TORRE

riferimentoprovinciale

CERRETO CAMPO

campo i

cacciatore

case popolari

CAMPO

misia sportivopopolari

Azimuthal Energy Distribution (AED)Azimuthal Energy Distribution (AED)

M FA

MF

A


Grazie per l’attenzione


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