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

Transcript

1 Gli eventi sismici e il comportamento degli edifici in muratura in funzione delle onde sismiche diriccardo Rossi ecarlo Petri Con la collaborazione di Claudio Garlatti (DRPC-FVG) Andrea D Odorico (VVFF Ud)

2 La FESN Friuli Experimental Seismic Network 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

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

4 Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolodel Friuli - Gruppo FESN In sintesi: I danni agli edifici dipendono dagli effetti delle onde sismiche orizzontali Esistono terreni in cui gli effetti delle onde sismiche si amplificano Gli edifici tradizionali non sono costruiti per resistere agli sforzi sismici Esistono strutture tradizionali più o meno soggette agli effetti sismici Per risolvere il problema si può agire in due modi: resistendo o attenuando Le nuove costruzioni possono essere dotate di isolatori sismici Le costruzioni esistenti possono essere rinforzate Il tutto passa attraverso una nuova cultura e un nuovo approccio al rischio sismico

5 Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolodel Friuli - Gruppo FESN Evento sismico in HonshuJapan M 7.2 Richter del 09 marzo 2011

6 Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolodel Friuli - Gruppo FESN Rumore, boato Movimento del terreno Onde primarie Onde secondarie Evento sismico in Sarsina(FO) M 3.9 Richter del

7 Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolodel Friuli - Gruppo FESN S ONDE LONGITUDINALI (onde di compressione o onde P) sono associate a variazioni di volume. La vibrazione delle particelle avviene nella direzione di propagazione. P ONDE TRASVERSALI (onde di taglio o onde S) fanno vibrare le particelle perpendicolarmente rispetto alla direzione dell onda. P S

8 Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolodel Friuli - Gruppo FESN 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.

9 Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolodel Friuli - Gruppo FESN 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.

10 Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolodel Friuli - Gruppo FESN Onde di Rayleigh Onde di Love Evento sismico in HonshuJapan M 7.2 Richter del 09 marzo 2011

11 Squadra Comunale di Protezione Civile di Pozzuolodel Friuli - Gruppo FESN Massima amplificazione Minima amplificazione Roccia compatta Detriti inconsistenti Evento sismico de L Aquila M 5.6 Richter del

12 Tipi di Terreno Incremento Granito Calcari ed arenarie Marne Ghiaie e ciottoli Sabbie Argille Ghiaie, sabbie e argille impregnate d acqua Terreni di riempimento Terreni con acqua, pantani, paludi 0 0,2-1,3 0,6-1,4 1-1,6 1,2-1,8 1,2-2,1 1,7-2,8 2,3-3 3,3-3,9 Tabella dell amplificazione sismica (accelerazione) in base al tipo di suolo

13 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

14 Intensità (MCS) Accelerazione (cm/s 2 ) Accelerazione (in rapporto a g) Ampiezza (cm) V ,012-0,025 0,5-1 VI ,025-0, VII ,050-0, VIII ,10-0, IX ,20-0, X ,40-0, Tabella dell amplificazione (accelerazione) in base alla intensitàsismica (Scala Mercalli Cancani Sieberg - MCS)

15 Vediamo di cosa si tratta quando si parla di accelerazione

16 GRADO I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII INTENSITA Impercettibile Molto leggero Leggero Moderato Abbastanza Forte forte Molto forte Rovinoso Distruttivo Completamente distruttivo Catastrofico Completamente catastrofico Solo sismografi EFFETTI Avvertito solo da sismografi Solo sismografi e poche persone (piani alti) Persone nelle case; le case scricchiolano Avvertito anche in strada; i mobili oscillano Avvertito da tutti; gli edifici subiscono danni Le infrastrutture subiscono danni rilevanti Edifici possono crollare; fenditure nel terreno Circa metà delle case crolla Danni alle dighe; frane e variazioni di portata delle sorgenti Tutti gli edifici crollano; frane e danni anche ai Nessuna terreni opera antropica resiste; i corsi d acqua subiscono variazioni; laghi possono scomparire

17 A D C B Normalmente i fabbricati sono calcolati per sostenere sforzi verticali

18 Le sollecitazioni sismiche sono di tipo orizzontale

19 A C B D COMPRESSIONE COMPRESSIONE T R A Z I O N E T R A Z I O N E

20 A C B D T R A Z I O N E T R A Z I O N E

21 A D C B

22 A D C B

23 A D C B

24 L Aquila 6 aprile 2009

25

26

27

28

29

30 VANO SCALA

31

32

33

34 Taiwan ottobre 1999

35

36 Il problema del crollo dei detriti

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

38 Il problema del martellamento tra edifici contigui

39

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

41 Gli edifici tendono ad oscillare alla frequenza di risonanza

42 In quanti modi può danneggiarsi un edificio?

43 In laboratorio si possono simulare gli effetti dei terremoti sulle strutture

44

45 Sugli edifici di nuova costruzione ènecessario partire dalle fondazioni collegandole come in una rete

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

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

48 Nuovi edifici antisismici vanno progettati partendo dalle fondazioni

49 Nuovi edifici antisismici vanno progettati partendo dalle fondazioni

50 Vediamo insieme a cosa servono gli isolatori sismici

51 Valutando attentamente l opportunità di utilizzare isolatori sismici

52 Il concetto degli smorzatori sismici

53 Il concetto degli smorzatori sismici

54 Valutando attentamente l opportunità di utilizzare isolatori sismici

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

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

57 Nel 1909 viene anche progettato un edificio antisismico

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

59 Interventi piùsignificativi sono possibili mediante controventi esterni

60 Oppure mediante interventi complessi sotto le fondazioni

61 Ovvero realizzare nuove fondazioni e installare isolatori

62 Valutando attentamente l opportunità di utilizzare isolatori sismici

63 Non dimentichiamoci che è possibile intervenire anche sui monumenti

64 Esempio di isolatori sismici in marmo per monumenti storici

65 Per concludere: I terremoti danneggiano solo se non siamo preparati ai loro effetti E possibile intervenire su ogni tipo di costruzione I costi sono paragonabili al risultato che si desidera ottenere Gli isolatori sismici sono attualmente la migliore soluzione E necessaria una nuova cultura rispetto ai rischi del territorio Grazie e a presto Sito web: