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SEMINARIO*: ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI (21/05 - h15) SEMINARIO*: TECNICHE INNOVATIVE PER IL CONSOLIDAMENTO DELLE FONDAZIONI (17/05 - h15) SEMINARIO*: PROGETTAZIONE DI SISTEMI DI ANCORAGGIO IN ZONA SISMICA (16/05 – h14:30) STORIE DI TERREMOTI (22/05):

"Terremoti e memoria collettiva in Italia centrale" - Dott.ssa V. Castelli, INGV (h11) Presentazione del libro "18 maggio 1895 - Storia di un terremoto fiorentino“ – E. Cioppi (h17)

MOSTRA E LABORATORIO APERTI A TUTTI

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*presso il Complesso de "Le Murate" SUC, Spazi Urbani Contemporanei in Piazza delle Murate

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Analisi della Risposta Sismica LocaleMOTO SISMICO DI INGRESSO AL SITO (INPUT SISMICO)

� Tutti i metodi numerici per la valutazione della risposta sismica localerichiedono l’assegnazione del moto sismico rappresentativo per il sito (di normaun accelerogramma) su roccia (affiorante o sepolta), con riferimento ad undato periodo di ritorno TR (per studi di MS si assume TR = 475 anni)

� La scelta del moto sismico di riferimento costituisce un’operazionefondamentale perché influenza in modo determinante la risposta del terreno

Prof. Ing. Claudia Madiai – Ing. Elisa GarginiCorso di Ingegneria Geotecnica Sismica

fondamentale perché influenza in modo determinante la risposta del terreno

� Sono possibili diversi criteri di scelta, ad esempio:

� terremoti reali registrati su roccia in prossimità del sito

� terremoti reali spettro-compatibili relativi ad altri siti con caratteristichesismogenetiche analoghe a quello di interesse

� terremoti generati artificialmente a partire dallo spettro di pericolosità sismicadel sito

� terremoti simulati mediante un’opportuna modellazione del meccanismo disorgente e di propagazione

22

Analisi della Risposta Sismica LocaleMOTO SISMICO DI INGRESSO AL SITO (INPUT SISMICO)

Di norma l’input sismico è un accelerogramma reale o artificiale, conspettro elastico “sufficientemente prossimo” a quello relativo alla pericolositàsismica di base del sito, definita su scala nazionale

La pericolosità sismica nazionale è sintetizzata in mappe di pericolositàsismica, nelle quali sono riportati, per un dato periodo di ritorno dell’eventosismico (TR), alcuni dei principali parametri:


sismico (TR), alcuni dei principali parametri:

� Intensità macrosismica

� PGA

� Ordinate spettrali in pseudo-velocità e pseudo-accelerazione incorrispondenza di vari periodi T

33

Analisi della Risposta Sismica LocalePericolosità di base e pericolosità locale


Analisi deidati storici

Studi di geologiaregionale

Studisismologici

Analisi ed elaborazione su basi statistichedei dati strumentali e macrosismici

1. SISMICITÀ REGIONALE(identificazione delle potenziali sorgenti

sismiche e determinazione di alcunecaratteristiche della loro attività)

2. LEGGI DI ATTENUAZIONE(definizione di correlazioni

tra parametri sismici, magnitudoe distanza ipo- o epicentrale

44

caratteristiche della loro attività) e distanza ipo- o epicentrale

PERICOLOSITÀ SISMICA DI BASE

PERICOLOSITÀ SISMICA LOCALE

Applicazione di metodideterministici o probabilistici

Analisi dellaRisposta Sismica Locale

Analisi della Risposta Sismica Locale


2. Studi di geologia regionale (geofisici, geologi)

1. Analisi dei dati storici (storici- geofisici-ingegneri) - ricerche documentarie- parametrizzazione delle informazioni per la stima dell’intensità, durata,

accelerazione, ecc.- ricostruzione del campo macrosismico (Isosisme) - ricerca di leggi di attenuazione

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2. Studi di geologia regionale (geofisici, geologi) - localizzazione delle strutture sismogenetiche- analisi e modellazione dei meccanismi focali- valutazione della massima energia che può essere rilasciata- identificazione delle zone superficiali più esposte

3. Studi sismologici (geofisici, ingegneri) - analisi delle registrazioni strumentali rilevate mediante strumenti sismici

(sismometri, velocimetri, accelerometri) - trattamento statistico ( localizzazione delle sorgenti, misura della severità in

termini di magnitudo e accelerazione, ricerca di leggi di attenuazione, determinazione di forme spettrali)

Analisi della Risposta Sismica Locale1. SISMICITÀ REGIONALE


Per ciascuna zona sismogenetica vienedeterminata una relazione magnitudo-frequenza

magnitudo

66

Zonazione sismogenetica ZS9. INGV-Gruppo diLavoro per la redazione della mappa dipericolosità sismica (O.P.C.M. 20.03.03 n. 3274)

tempolog N

magnitudo

N = numero dieventi sismici conmagnitudo > M

Analisi della Risposta Sismica Locale2. LEGGI DI ATTENUAZIONE


La forma generale con cui si esprime una leggedi attenuazione è la seguente:

YSFCRcMbaY log)log(log σ±+++⋅+⋅+=dove: Y = parametro descrittivo del motoM = magnitudoR = distanza dalla sorgente o dall’epicentroC = fattore correttivo dell’attenuazioneF, S = parametri di sorgente e di sito

77

F, S = parametri di sorgente e di sitoa, b, c = coefficienti empiriciσlogY = deviazione standard di logY

Esempio: Legge di attenuazione Pugliese e Sabetta(1987) per il picco di accelerazione

8.66.4

19.056.11196.08.5log306.0log 22

≤≤±−⋅++−⋅=

W

W

M

SDMA

dove: A = picco di accelerazione, espresso in gMW = magnitudo momentoD ≈ distanza epicentrale, espressa in kmS1 = 0 per depositi profondi e rigidi

1 per depositi poco profondi e deformabili

Analisi della Risposta Sismica LocalePericolosità sismica di base


Mappa di pericolosità sismica del territorio nazionale espressain termini di accelerazione massima su suolo rigido conprobabilità di superamento del 10% in 50 anni (TR = 476 anni)

88http://zonesismiche.mi.ingv.it/



99http://esse1-gis.mi.ingv.it/MAPPE PGA



MAPPE ACCELERAZIONE SPETTRALE

1010http://esse1-gis.mi.ingv.it/

Se(T) con T = 0.10 s

Se(T) con T = 0.20 s

Analisi della Risposta Sismica LocalePericolosità sismica di base - Disaggregazione


1111http://esse1-gis.mi.ingv.it/

MAPPE PGALa disaggregazione valuta icontributi di diverse sorgenti sismichealla pericolosità di un sito e fornisce lacoppia M-R del terremoto checontribuisce maggiormente allapericolosità (terremoto di scenario).ε : numero di dev. st. per cui log(ag)devia dal valore mediano predettodalla legge di attenuazione

Analisi della Risposta Sismica LocaleCALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO

Il moto sismico di riferimento può essere ricavato da banche dati on-line mediantei seguenti passi:

• precisazione delle principali caratteristiche del terremoto che si intendesimulare (magnitudo, distanza dalla faglia, ecc.) e identificazione dello spettro dirisposta elastico di riferimento per il sito (*)

• ricerca nella banca dati dei terremoti che hanno caratteristiche e spettri


• ricerca nella banca dati dei terremoti che hanno caratteristiche e spettrisimili a quello assegnato e selezione di uno o più segnali

• controllo di conformità dello spettro assegnato con quelli dei segnaliselezionati(*) Per tutti i comuni del territorio italiano sul sito:http://esse1-gis.mi.ingv.itè possibile trovare gli spettri di risposta attesi su terreno rigido di riferimento,oppure tale operazione può essere effettuata utilizzando il foglio di calcoloSpettri–NTC ver.1.03 rilasciato dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici,scaricabile dal sito:http://www.cslp.it/cslp/

1212



Seguendo il percorso:Normative tecniche per le costruzioni → Azioni sismiche - Spettri dirisposta ver. 1.03 → Download - Spettri-NTC ver. 1.03è possibile scaricare un foglio Excel che consente di ricavare la pericolosità di basedel sito in termini di :- accelerazione massima su terreno duro di riferimento, ag, e parametri

1313

- accelerazione massima su terreno duro di riferimento, ag, e parametriF0 e TC* (insieme ad ag servono per definire gli spettri) - spettri di risposta elastici

Le coordinate del sito di progetto devono essere in gradi sessadecimali e nelsistema di riferimento ED50. Qualora non fossero disponibili in tale formato, perstabilire le coordinate del sito ed ottenere il dato nel formato corretto, è possibileaccedere all’indirizzo:http://www.geostru.com/geoapp/parametrisismici.aspx



http://www.geostru.com/geoapp/parametrisismici.aspx

1414



http://www.cslp.it/cslp/

1515




Il programma Spettri-NTCver. 1.03 propone 2 metodi:

a) media ponderata

b) superficie rigata

Con la media ponderata si

1616

Con la media ponderata sihanno discontinuità incorrispondenza dei lati dellemaglie (valori diversi permaglie adiacenti), problemache può essere risoltousando il metodo b). Nelcaso in cui le coordinate nonsiano state convertite inED50, con la tecnica dellasuperficie rigata si commetteinoltre un errore minorerispetto alla media pesata.




1717

In questo modo ricavol’accelerazione di base agdel sito di progetto(insieme con i parametri F0

e TC*), al valore della qualeoccorrerà scalare ognunodei 7 accelerogrammicostituenti l’input sismico.




1818

spettro per MS

(475 anni)

a tratto continuo: NTC08

a tratteggio: S1-INGV

Obiettivo: simulazione del sisma della Calabria 5.II.1783

(M = 7.3, distanza dal piano di faglia R = 26 km)

Da P.E.E.R. (University of California at Berkeley)

ESEMPIO DI IMPIEGO DI CATALOGO ON-LINE PER IL CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO


Parametri per la ricerca nei cataloghi sul web: Magnitudo (6.8<M<7.3) Distanza dal piano di faglia (25 km<R<35 km)

Spettro di risposta elastico ottenuto da specifica analisi di pericolosità, applicando la legge di attenuazione di Pugliese & Sabetta (1989)

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0periodo, T (s)

acce

lera

zion

e sp

ettr

ale,

Sa

(g) Imperial Valley 262°

Pugliese & Sabetta (1989)

Verifica di spettrocompatibilità OK!

Da P.E.E.R. (University of California at Berkeley)

Terremoto di Imperial Valley 1979: M = 6.9 Stazione accelerometrica Delta: R = 32.7 km

-0,30

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0 20 40 60 80 100tempo, t (s)

acce

lera

zion

e, a

(g)

1919

� database Europeo www.isesd.cv.ic.ac.uk/esd/frameset.htm

� database Italianohttp://itaca.mi.ingv.it

Analisi della Risposta Sismica LocaleCATALOGHI ON-LINE

PER IL CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO


www.isesd.cv.ic.ac.uk/esd/frameset.htm

� database USA http://db.cosmos-eq.org

� database Giapponese www.k-net.bosai.go.jp/k-net/index_en.shtml

Seguendo il percorso http://www.reluis.it/ → Progettazione → Software →

Rexelè possibile scaricare un codice (Rexel – v 3.2 (beta)) che permette la ricerca dicombinazioni di accelerogrammi naturali compatibili con gli spettri delle NTC-08, dell'EUROCODICE 8 o definiti dall'utente arbitrariamente

2020

REXEL v 3.2 beta è un software gratuito messo a punto dalla ReLUIS di Napoli che permette l'estrazione di accelerogrammi di input naturali per applicazioni ingegneristiche da più database:

� ITACA (Italian Accelerometric Archive) dell'INGV (aggiornato ad ottobre 2010)

Analisi della Risposta Sismica LocaleUtilizzo del software REXEL


� ESD (European Strong-motion Database) (aggiornato a luglio 2007)

� SIMBAD (Selected Input Motion for displacement-Based Assessment and Design) sviluppato nell'ambito del progetto ReLUIS 2010-2013 (aggiornato a giugno 2011)

I primi due fanno riferimento a registrazioni di terremoti con magnitudo maggiore di 4; il terzo contiene registrazioni di terremoti mondiali con magnitudo maggiore di 5 e distanza epicentrale minore di 30 km

2121



Step 1:Selezionare “Italian Building Code” nella finestra Target

2222

finestra Target Spectrum

Step 2: Inserire le coordinate del sito (sistema di riferimento ED50) e cliccare il sottostante tasto Map

Step 3: Inserire i parametri progettuali, indicando Site class A e Topographic category T1 (gli input devono riferirsi a registrazioni su roccia e su topografia pianeggiante). Spuntare “Horizontal” e cliccare su “Build code spectrum”



Step 4: Inserire i dati derivanti dall'analisi di disaggregazione. Si consiglia di lavorare con coppie M-R, sebbene il programma consenta altre opzioni. Inserire i valori degli intervalli di probabilità maggiore

2323

probabilità maggiore per M ed R e scegliere il database da interrogare. Selezionare “Same as target spectrum” per avere input sismici la cui media sia aderente allo spettro di classe A per il sito in esame. Infine cliccare “Check database” per passare allo step successivo



Step 5: Viene richiesta la massima tolleranza per lo scarto tra lo spettro di riferimento del sito e lo spettro di risposta medio dei 7 input da estrarre. Va indicato il valore in difetto (Lower tolerance), in eccesso (Upper tolerance) e i

2424

(Upper tolerance) e i valori di periodo (T1[s] e T2[s]) per cui si verifica la corrispondenza. É possibile mantenere i valori di default, tranne T1[s], per cui si assume 0.10. Si clicca “Plot spectral bounds” per passare alla fase successiva

Step 6: Spuntare “Scaled record” e “I'm feeling lucky” e cliccare la finestra di output richiesta. Per applicazioni “normali” si seleziona “7 Records” e “1 component”



Alla fine compare una finestra in cui viene richiesto il massimo fattore di scala medio e il numero massimo di combinazioni compatibili da ricercare (solo se non è stata spuntata l'opzione “I'm feeling lucky”). Si sconsigliano valori del fattore di scala inferiori a 2.

2525

valori del fattore di scala inferiori a 2.

Il messaggio finale di avvenuta analisi ci permette infine di scaricare i dati.

Per prima cosa va scelta la combinazione più utile alle analisi, che sarà preferibilmente quella alla quale è associato lo scarto minore rispetto allo spettro di riferimento.

All'occorrenza è possibile ripetere l'analisi modificando i parametri, oppure escludendo stazioni ritenute non idonee (agendo nel menu a tendina “Output”).



2626

Dal menu a tendina “Output” selezionare “Results - Horizontal”. Si ottiene in pratica la settupla di accelerogrammi, con i codici (ID) delle singole forme d'onda, la stazione di registrazione, il nome dell'evento, la data, il valore di MW, la descrizione del meccanismo focale, la distanza epicentrale, etc..



2727

Dal menu a tendina “Output” selezionare “Plot & get set - Horizontal”. Dopo aver selezionato la combinazione scelta, il programma aprirà la figura dello spettro scelto e, dopo la chiusura della figura, una cartella compressa, con all'interno i dati relativi ai 7 input. Fondamentali sono il file readme.pdf , il file codiceterremoto_record.txt (contenente le time-histories) e il file codiceterremoto_spectrum.txt (contenente gli spettri di risposta)



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Contenuto del file readme.pdf

Contenuto dei files codiceterremoto_record.txt ecodiceterremoto_spectrum.txt

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