Gli eventi sismici e il comportamento degli edifici in...

Gli eventi sismici e il comportamento degli edifici in muratura in funzione delle onde sismiche

Gli eventi sismici e il comportamento degli edifici in muratura in funzione delle onde sismiche

di Riccardo Rossi e Carlo Petri

Con la collaborazione di

Claudio Garlatti (DRPC-FVG)

Andrea D’Odorico (VVFF – Ud)

di Riccardo Rossi e Carlo Petri

Con la collaborazione di

Claudio Garlatti (DRPC-FVG)

Andrea D’Odorico (VVFF – Ud)

Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolo del Friuli - Gruppo FESN


SCOPI DELLA FESN:

Monitoraggio sismico

Raccolta di dati e informazioni e loro diffusione a scopo didattico e di protezione civile

Realizzazione di studi, ricerche e sperimentazioni in campo geofisico

SCOPI DELLA FESN:

Monitoraggio sismico

Raccolta di dati e informazioni e loro diffusione a scopo didattico e di protezione civile

Realizzazione di studi, ricerche e sperimentazioni in campo geofisico

La FESN – Friuli Experimental Seismic NetworkLa FESN – Friuli Experimental Seismic Network


I terremoti sono vibrazioni del terreno causati dal movimento delle placche e dall’attrito che esse incontrano

I terremoti sono vibrazioni del terreno causati dal movimento delle placche e dall’attrito che esse incontrano

In sintesi:In sintesi:


I danni agli edifici dipendono dagli effetti delle onde sismiche orizzontaliEsistono terreni in cui gli effetti delle onde sismiche si amplificanoGli edifici tradizionali non sono costruiti per resistere agli sforzi sismiciEsistono strutture tradizionali più o meno soggette agli effetti sismiciPer risolvere il problema si può agire in due modi: resistendo o attenuandoLe nuove costruzioni possono essere dotate di isolatori sismiciLe costruzioni esistenti possono essere rinforzateIl tutto passa attraverso una nuova cultura e un nuovo approccio al rischio sismico

I danni agli edifici dipendono dagli effetti delle onde sismiche orizzontaliEsistono terreni in cui gli effetti delle onde sismiche si amplificanoGli edifici tradizionali non sono costruiti per resistere agli sforzi sismiciEsistono strutture tradizionali più o meno soggette agli effetti sismiciPer risolvere il problema si può agire in due modi: resistendo o attenuandoLe nuove costruzioni possono essere dotate di isolatori sismiciLe costruzioni esistenti possono essere rinforzateIl tutto passa attraverso una nuova cultura e un nuovo approccio al rischio sismico


Evento sismico in Honshu Japan M 7.2 Richter del 09 marzo 2011Evento sismico in Honshu Japan M 7.2 Richter del 09 marzo 2011


Rumore, boatoRumore, boato Movimento del terrenoMovimento del terreno

Onde Onde primarieprimarie

Onde Onde secondariesecondarie

Evento sismico in Sarsina (FO) M 3.9 Richter del 04.06.2011Evento sismico in Sarsina (FO) M 3.9 Richter del 04.06.2011


ONDE LONGITUDINALI

(onde di compressione o onde P)

sono associate a variazioni di volume.

La vibrazione delle particelle

avviene nella direzione di propagazione.

ONDE TRASVERSALI

(onde di taglio o onde S)

fanno vibrare le particelle

perpendicolarmente rispetto

alla direzione dell’onda.

ONDE LONGITUDINALI

(onde di compressione o onde P)

sono associate a variazioni di volume.

La vibrazione delle particelle

avviene nella direzione di propagazione.

ONDE TRASVERSALI

(onde di taglio o onde S)

fanno vibrare le particelle

perpendicolarmente rispetto

alla direzione dell’onda.

P S

P

S


ONDE SUPERFICIALI

ONDE DI LOVE

si generano in presenza di stratificazioni. Il moto delle particelle si attenua

al crescere della profondità annullandosi in corrispondenza della discontinuità.

ONDE SUPERFICIALI

ONDE DI LOVE

si generano in presenza di stratificazioni. Il moto delle particelle si attenua

al crescere della profondità annullandosi in corrispondenza della discontinuità.


ONDE SUPERFICIALI

ONDE DI RAYLEIGH

si propagano lungo la superficie libera del terreno. Le particelle del mezzo

si muovono su un piano verticale, in modo ellittico e retrogrado rispetto

alla direzione di propagazione.

ONDE SUPERFICIALI

ONDE DI RAYLEIGH

si propagano lungo la superficie libera del terreno. Le particelle del mezzo

si muovono su un piano verticale, in modo ellittico e retrogrado rispetto

alla direzione di propagazione.


Evento sismico in Honshu Japan M 7.2 Richter del 09 marzo 2011Evento sismico in Honshu Japan M 7.2 Richter del 09 marzo 2011

Onde di Onde di

LoveLove

Onde di Onde di RayleighRayleigh


Minima

amplificazione

Minima

amplificazione

Massimaamplificazione

Massimaamplificazione

RocciaRoccia

compattacompatta

DetritiDetriti

inconsistentiinconsistenti

Evento sismico de L’Aquila M 5.6 Richter del 06.04.2009

Evento sismico de L’Aquila M 5.6 Richter del 06.04.2009


3,3-3,9Terreni con acqua, pantani, paludiTerreni con acqua, pantani, paludi

2,3-3Terreni di riempimentoTerreni di riempimento

1,7-2,8Ghiaie, sabbie e argille impregnate d’acquaGhiaie, sabbie e argille impregnate d’acqua

1,2-2,1ArgilleArgille

1,2-1,8SabbieSabbie

1-1,6Ghiaie e ciottoliGhiaie e ciottoli

0,6-1,4MarneMarne

0,2-1,3Calcari ed arenarieCalcari ed arenarie

0GranitoGranito

IncrementoTipi di TerrenoTipi di Terreno

Tabella dell’amplificazione sismica (accelerazione) in base al tipo di suoloTabella dell’amplificazione sismica (accelerazione) in base al tipo di suolo


La sismica attiva per la microzonazione sismica

Provocando un terremoto artificiale, una serie di sensori in linea sono in grado di restituire un segnale decodificabile in funzione degli strati geologici

La sismica attiva per la microzonazione sismica

Provocando un terremoto artificiale, una serie di sensori in linea sono in grado di restituire un segnale decodificabile in funzione degli strati geologici


16-320,40-0,80400-800X

8-160,20-0,40200-400IX

4-80,10-0,20100-200VIII

2-40,050-0,1050-100VII

1-20,025-0,05025-50VI

0,5-10,012-0,02512-25V

Ampiezza (cm)

Ampiezza (cm)

Accelerazione (in rapporto a g)

Accelerazione (in rapporto a g)

Accelerazione (cm/s2)

Accelerazione (cm/s2)

Intensità(MCS)

Intensità(MCS)

Tabella dell’amplificazione (accelerazione) in base alla intensità sismica (Scala Mercalli Cancani Sieberg - MCS)

Tabella dell’amplificazione (accelerazione) in base alla intensità sismica (Scala Mercalli Cancani Sieberg - MCS)


Vediamo di cosa si tratta quando si parla di accelerazioneVediamo di cosa si tratta quando si parla di accelerazione


Nessuna opera antropica resiste; i corsi d’acqua subiscono variazioni; laghi possono scomparire

Completamente catastrofico

XII

Tutti gli edifici crollano; frane e danni anche ai

terreni

CatastroficoXI

Danni alle dighe; frane e variazioni di portata delle sorgenti

Completamente distruttivo

X

Circa metà delle case crollaDistruttivoIX

Edifici possono crollare; fenditure nel terrenoRovinosoVIII

Le infrastrutture subiscono danni rilevantiMolto forteVII

Avvertito da tutti; gli edifici subiscono danniForteVI

Avvertito anche in strada; i mobili oscillanoAbbastanza forte

V

Persone nelle case; le case scricchiolanoModeratoIV

Solo sismografi e poche persone (piani alti)LeggeroIII

Solo sismografiMolto leggeroII

Avvertito solo da sismografiImpercettibileI

EFFETTIEFFETTIINTENSITA’INTENSITA’GRADOGRADO


Normalmente i fabbricati sono calcolati per sostenere sforzi verticaliNormalmente i fabbricati sono calcolati per sostenere sforzi verticali

AA

BBCC

DD


Le sollecitazioni sismiche sono di tipo orizzontaleLe sollecitazioni sismiche sono di tipo orizzontale


A’A’

CC BB

D’D’C

OM

PRESSIO

NE

CO

MPR

ESSION

E

T R A

Z I

O N

E

T R A

Z I

O N

E


A’A’

CC BB

D’D’

T R A

Z I

O N

E

T R A

Z I

O N

E


AA

BBCC

DD


L’Aquila 6 aprile 2009 L’Aquila 6 aprile 2009


VANO SCALA


Taiwan ottobre 1999Taiwan ottobre 1999


Il problema del crollo dei detritiIl problema del crollo dei detriti


Il problema delle pareti nuove senza connessioni e delle canne fumarie Il problema delle pareti nuove senza connessioni e delle canne fumarie


Il problema del martellamento tra edifici contiguiIl problema del martellamento tra edifici contigui


Quali sono le sollecitazioni cui è sottoposto durante un sisma ?Quali sono le sollecitazioni cui è sottoposto durante un sisma ?


Gli edifici tendono ad oscillare alla frequenza di risonanzaGli edifici tendono ad oscillare alla frequenza di risonanza


In quanti modi può danneggiarsi un edificio?In quanti modi può danneggiarsi un edificio?


In laboratorio si possono simulare gli effetti dei terremoti sulle strutture

In laboratorio si possono simulare gli effetti dei terremoti sulle strutture


Sugli edifici di nuova costruzione è necessario partire dalle fondazioni collegandole come in una rete

Sugli edifici di nuova costruzione è necessario partire dalle fondazioni collegandole come in una rete


Per poi realizzare le strutture verticali in modo analogo mediante intelaiatura delle strutture

Per poi realizzare le strutture verticali in modo analogo mediante intelaiatura delle strutture


Sugli edifici di nuova costruzione si può creare una struttura intelaiata non necessariamente utilizzando il cemento armato

Sugli edifici di nuova costruzione si può creare una struttura intelaiata non necessariamente utilizzando il cemento armato


Nuovi edifici antisismici vanno progettati partendo dalle fondazioniNuovi edifici antisismici vanno progettati partendo dalle fondazioni


Vediamo insieme a cosa servono gli isolatori sismiciVediamo insieme a cosa servono gli isolatori sismici


Valutando attentamente l’opportunità di utilizzare isolatori sismiciValutando attentamente l’opportunità di utilizzare isolatori sismici


Il concetto degli smorzatori sismiciIl concetto degli smorzatori sismici


Gli isolatori sismici erano già stati progettati nel 1870 e nel 1906Gli isolatori sismici erano già stati progettati nel 1870 e nel 1906


Nel 1909 viene anche progettato un edificio antisismicoNel 1909 viene anche progettato un edificio antisismico


Sugli edifici esistenti interventi minimi sono possibili mediante l’uso di tiranti

Sugli edifici esistenti interventi minimi sono possibili mediante l’uso di tiranti


Interventi più significativi sono possibili mediante controventi esterni

Interventi più significativi sono possibili mediante controventi esterni


Oppure mediante interventi complessi sotto le fondazioniOppure mediante interventi complessi sotto le fondazioni


Ovvero realizzare nuove fondazioni e installare isolatoriOvvero realizzare nuove fondazioni e installare isolatori


Non dimentichiamoci che è possibile intervenire anche sui monumentiNon dimentichiamoci che è possibile intervenire anche sui monumenti


Esempio di isolatori sismici in marmo per monumenti storiciEsempio di isolatori sismici in marmo per monumenti storici


Per concludere:Per concludere:

I terremoti danneggiano solo se non siamo preparati ai loro effettiE’ possibile intervenire su ogni tipo di costruzione I costi sono paragonabili al risultato che si desidera ottenereGli isolatori sismici sono attualmente la migliore soluzioneE’ necessaria una nuova cultura rispetto ai rischi del territorio

I terremoti danneggiano solo se non siamo preparati ai loro effettiE’ possibile intervenire su ogni tipo di costruzione I costi sono paragonabili al risultato che si desidera ottenereGli isolatori sismici sono attualmente la migliore soluzioneE’ necessaria una nuova cultura rispetto ai rischi del territorio

Grazie e a prestoGrazie e a presto

Sito web: www.fesn.orgSito web: www.fesn.org

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