Progetto Esecutivo DPC - RELUIS AT-1 Linea 1 Task RS1

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1 Progetto Esecutivo DPC - RELUIS AT-1 Linea 1 Task RS1

2 OBIETTIVI - Task RS1 Investigazione sul possibile uso di accelerogrammi sintetici far sì che i sintetici coprano in modo efficace ed affidabile il campo di periodi strutturali di interesse ingegneristico. Problema della definizione dell'input sismico per strutture strategiche. Identificazione dei terremoti di progetto e delle mappe di hazard condizionato. Sviluppo di un software per la selezione di set di accelerogrammi reali compatibili con spettro di spostamento target. Avanzamenti nella definizione delle azioni sismiche con spettri che tengano conto della correlazione delle ordinate spettrali e spettri modificati da adottare nelle zone near-source.

3 Task RS1 Accelerogrammi sintetici UR UNINA + INGV MI-PV OBIETTIVO Investigazione sul possibile uso di accelerogrammi sintetici far sì che i sintetici coprano in modo efficace ed affidabile il campo di periodi strutturali di interesse ingegneristico. SCOPO I sintetici potrebbero costituire un utilissimo complemento agli accelerogrammi reali, soprattutto per quei campi (zona epicentrale, magnitudo elevata) per i quali sarà comunque arduo in futuro avere un numero adeguato di registrazioni reali.

4 Task RS1 Accelerogrammi sintetici SCHEMA PRINCIPALE delle ATTIVITA di RICERCA Generazione di record sintetici secondo diversi scenari di riferimento (M, R jb, suolo). Legge di attenuazione (GMPE) di parametri di risposta inelastici di picco e ciclici per SDOF a diversi R. POC di EDP ciclici e di picco per SDOF ed MDOF volti alla validazione di accelerogrammi sintetici e della GMPE.

5 Task RS1 Accelerogrammi sintetici GMPE per EDP di picco e ciclici su SDOF a diversi R Scelta di diverse tipologie di SDOF (inviluppo monotono e comportamento isteretico) che possano essere rappresentative di diversi comportamenti strutturali (eg. Nuova Progettazione, Esistenti) e di diversi materiali (eg. Cemento Armato, Acciaio, Muratura). Valutazione della risposta inelastica in funzione di diversi fattori di riduzione R (eg. 2, 4, 6, 8, 10) e periodi [0.01, 2.0]secondi. Ne = D F kin Sd R= j = E H y ( Sd = ) y R j y Iervolino I., De Luca F., Cosenza E. (2010). Spectral shape-based assessment of SDOF nonlinear response to real, adjusted and artificial accelerograms, Engineering Structures 32.

6 Task RS1 Accelerogrammi sintetici GMPE per EDP di picco e ciclici su SDOF a diversi R Selezione di un database di record in base al quale valutare la GMPE. Tra gli obiettivi c è quello di produrre una GMPE che sia caratteristica del territorio italiano. Scelta di record dal DataBase ITACA già utilizzati per la valutazione di leggi di attenuazione di nuova generazione per il territorio italiano (Bindi et al. 2010). SOLUZIONE 1 Indipendente da GMPE(IM) EDP ak = Dkin = f EDPcyclic = Ne = f pe w jb ( M, R, suolo, T, R) ( M,,,, ) w Rjb suolo T R SOLUZIONE 2 Dipendente da GMPE(IM) ( PGA, PGV, I A, ID, Sd, T, R) ( PGA, PGV,,, Sd, T, R) EDPp eak = Dkin = f EDP = N = f IA I cyclic e D ASPETTO CRITICO - Regressione multipla, scelta della forma funzionale Tothong P., Cornell C.A. (2006). An empirical ground-motion attenuation relation for inelstic spectral displacement, Bulletin of the Seismological Society of America, 96, 6,

7 Task RS1 Accelerogrammi sintetici IL POC COME STRUMENTO di VALIDAZIONE DI TECNICHE DI GENERAZIONE DI ACCLEROGRAMMI SINTETICI La valutazione di un POINT of COMPARISON è un operazione specifica per un dato scenario e per la specifica struttura in esame ( ) (, ) (, ) P EDP > edp Eqk = f im im Eqk P EDP > edp im im im im 0 0 IM, IM Per diversi sistemi SDOF ed MDOF si valuta il POC con riferimento agli scenari utilizzati per la generazione di accelerogrammi sintetici Confronto della risposta strutturale di accelerogrammi sintetici e reali rispetto al POC e in termini di fragility e di probabilità di failure (,, ) (,, ) ( ) ( ) Dkin, POC Mw Rjb suolo vs Dkin, synthetic Mw Rjb suolo Ne, POC Mw, Rjb, suolo vs Ne, synthetic Mw, Rjb, suolo P vs P f, real f, synthetic PEER ground motion selection Haselton C.B., editor, (2009). Evaluation of Ground Motion selection methods: prediction median interstory drift response of buildings. PEER report 2009/01

8 Task RS1 Accelerogrammi sintetici IL POC PER LA VALIDAZIONE DELLA GMPE La valutazione di un POINT of COMPARISON è un operazione specifica per un dato scenario e per la specifica struttura in esame Il POC valutato per le strutture e gli scenari di riferimento per la validazione degli accelerogrammi sintetici può essere utilizzato per validare la GMPE ottenuta su SDOF. SVILUPPI POSSIBILI: E possibile, fissato lo scenario, valutare un POC generalizzato su sistemi semplici (SDOF) e generalizzarne il risultato? ERRORE INTRODOTTO SFORZO COMPUTAZIONALE

9 Task RS1 Accelerogrammi sintetici Mese 36 Obiettivo Investigazione sul possibile uso di accelerogrammi sintetici far sì che i sintetici coprano in modo efficace ed affidabile il campo di periodi strutturali di interesse ingegneristico. Deliverable Report sull uso degli accelerogrammi sintetici nella progettazione e verifica delle strutture in zona sismica.

10 OBIETTIVI - Task RS1 Investigazione sul possibile uso di accelerogrammi sintetici far sì che i sintetici coprano in modo efficace ed affidabile il campo di periodi strutturali di interesse ingegneristico. Problema della definizione dell'input sismico per strutture strategiche. Identificazione dei terremoti di progetto e delle mappe di hazard condizionato. Sviluppo di un software per la selezione di set di accelerogrammi reali compatibili con spettro di spostamento target. Avanzamenti nella definizione delle azioni sismiche con spettri che tengano conto della correlazione delle ordinate spettrali e spettri modificati da adottare nelle zone near-source.

11 Task RS1 Mappe di hazard condizionato UR UNINA - DIST Le misure di intensità di picco (PGA, PGV, PGD, ) sono ben correlate con la risposta strutturale in termini di spostamenti e rotazioni degli elementi; Le misure di intensità integrali (I A, durata, ) sono ben correlate con la risposta strutturale in termini di risposta ciclica degli elementi; Effettuare una selezione dei record sulla base di entrambe le tipologie di misure di intensità, ottimizzerebbe la caratterizzazione dell input sismico. Come farlo praticamente? L utilizzo di misure di intensità vettoriali è una possibilità ma comporta notevoli difficoltà (PSHA con IM vettoriali).

12 Task RS1 Mappe di hazard condizionato UR UNINA - DIST In alcuni casi è possibile individuare una misura di intensità primaria rispetto ad una secondaria ; Ad esempio, tra ordinate spettrali e durata, l accelerazione spettrale è la misura di intensità primaria ; Generalmente, sono disponibili mappe di pericolosità in termini di misure di intensità primarie ed è quindi possibile derivare mappe di percentili di una misura di intensità secondaria condizionatamente ai valori di progetto della misura primaria scelta. HAZARD CONDIZIONATO Iervolino I., Giorgio M., Galasso C., Manfredi G. (2010) Conditional hazard maps for secondary intensity measures. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(6):

13 Task RS1 Mappe di hazard condizionato Misura di intensità primaria: PGA Misura di intensità secondaria: UR UNINA - DIST I D t E 2 a () t dt 0 = PGA PGV Se esistono leggi di attenuazione di entrambe le IM e nel rispetto di alcune ipotesi, è possibile costruire la distribuzione congiunta: e la distribuzione condizionata: ( log I log PGA) = f ( log I log PGA, M, R) f ( M, R log PGA) dm dr f 10 D D MR µ µ + ρσ log I log PGA log I * * 10 D 10 log10i D M,R 10 D z µ σ * * log PGA M,R log Disag. Iervolino I., Giorgio M., Galasso C., Manfredi G. (2010) Conditional hazard maps for secondary intensity measures. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(6): PGA

14 Task RS1 Mappe di hazard condizionato UR UNINA - DIST Mappa di ID 50 percentile Periodi di ritorno Distribuzioni di ID (M*1,R*1) (M*2,R*2) Iervolino I., Giorgio M., Galasso C., Manfredi G. (2010) Conditional hazard maps for secondary intensity measures. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(6):

15 Task RS1 Mappe di hazard condizionato UR UNINA - DIST Mappe dei terremoti di progetto PGA Sa(1s) Modello zone sismogenetiche: ZS9; I parametri zone: Barani et al. (2009). Il concetto di hazard condizionato può essere esteso ad altre misure di intensità purché sia disponibile una legge di attenuazione ed una correlazione tra le grandezze considerate. Analisi di disaggregazione per tutto il territorio nazionale considerando due ordinate spettrali (PGA, 1sec) e quattro periodi di ritorno (50, 475, 975, 2475 anni). Iervolino I., Chioccarelli E., Convertito V. (2011) Engineering Design Earthquakes from Multimodal Hazard Disaggregation, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, (sottomesso per

16 Task RS1 Software per la selezione degli accelerogrammi Avanzamenti futuri: Selezione di record spettro-di-spostamento compatibili

17 Task RS1 Correlazione e near-source UR UNINA - DIST OBIETTIVO Avanzamenti nella definizione delle azioni sismiche con spettri che tengano conto della correlazione delle ordinate spettrali e spettri modificati da adottare nelle zone near-source. SCOPO Ottimizzazione nell uso dello strumento normativo spettro ad hazard uniforme per la caratterizzazione di sismicità del sito

18 Task RS1 Definizione azioni sismiche con correlazione delle ordinate spettrali M Fy K R s =F max /F y Correlazione delle ordinate spettrali: L elevata correlazione delle ordinate spettrali comporta un legame non trascurabile del comportamento non lineare con la forma spettrale.

19 M = 6 Task RS1 Analisi degli effetti di direttività nelle zone near-source L Rjb s (E 3 ) (E 2 ) (E 1 ) 5 km λ L f = 40km λ N faults [ NoPulse m, z] G ( x m, z) f ( m, z) dm d z ( x) i P M, = Sa, NoPulse ν i= 1 m, z [, z] G ( x m, z, t p ) f ( t p m, z) fm Z ( m, z) dm d z dt p N faults Sa, Pulse( x) = ν i P Pulse m Sa,mod Pulse, M, Z, T Tp M, Z, p i= 1 m, z, t p Sa M, Z Oggetto di studio del task RS2 Z

20 Task RS1 Attività di ricerca proposte Mese 12 Stima della correlazione tra ordinate spettrali e tra differenti misure di intensità (es. picco-integrali); Disaggregazione della pericolosità sismica del territorio nazionale in termini di PGA e ordinate spettrali di interesse ingegneristico. Deliverable Mappe dei terremoti di progetto e della pericolosità condizionata per misure di intensità secondarie per il territorio nazionale.

21 Progetto Esecutivo DPC - RELUIS Grazie per l attenzione