Seismic response of a monitored R.C. building affected by the 24th August 2016 earthquake:

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1 Seismic response of a monitored R.C. building affected by the 24th August 2016 earthquake: Comparison between experimental data and SMAV model results Gianluca Acunzo (CNR-IGAG) Noemi Fiorini (CNR-IGAG) Daniele Spina (DPC) Federico Mori (CNR-IGAG)

2 CONTENUTI 1) CARATTERIZZAZIONE DEL SITO 2) INDIVIDUAZIONE EDIFICIO MONITORATO 3) LA METODOLOGIA SMAV PER LA VALUTAZIONE DELLA RISPOSTA SISMICA 4) CASO DI STUDIO: CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI 5) CONCLUSIONI

3 1) CARATTERIZZAZIONE DEL SITO Epicentro: Accumoli, Rieti ML: :36:32 (UTC)

4 2) DESCRIZIONE EDIFICIO MONITORATO Istituto Omnicomprensivo De Gasperi Battaglia di Norcia (PG)

5 3) LA METODOLOGIA SMAV La metodologia SMAV (Seismic Model from Ambient Vibrations) è una procedura basata su un modello matematico dell edificio basato sull estrazione dei parametri modali sperimentali a partire da misure di rumore ambientale, elaborate secondo le tecniche dell Operational Modal Analysis (OMA) L obiettivo è valutare la capacità dell edificio di rimanere operativo per una data azione sismica, confrontando il drift massimo calcolato dal modello (Δ max ) con la soglia di drift corrispondente all insorgere del danno (Δ lim ) attraverso l Indice di Operatività Strutturale (IOPS) I OPS = P Δ lim Δ max 0

6 3) LA METODOLOGIA SMAV COME SI CALCOLA Δ max Il modello SMAV è in grado di fornire una stima del grado di danneggiamento sismico dell edificio, mediante il calcolo degli spostamenti a partire da un numero contenuto di informazioni, relative a: Caratteristiche geometriche e inerziali dell edificio Parametri modali sperimentali dell edificio Input sismico

7 3) LA METODOLOGIA SMAV Poichè l obiettivo è il confronto tra i risultati predetti dal modello e i risultati derivanti dai dati sismici sperimentali, si è proceduto non usando come input gli spettri di risposta ma le componenti a terra del 24 agosto 2016 (1:36:32 utc). Nella validazione, per il calcolo dei drift da modello SMAV ( Δ max ), non si è proceduto al calcolo dell IOPS con approccio probabilistico, ma si sono calcolati accelerazioni spostamenti e drift usando la curva mediana per l abbattimento di frequenza.

8 4) CASO DI STUDIO: CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI Canale monitorato Canale monitorato utilizzato nel modello N.B. La metodologia SMAV richiede l individuazione di punti di misura omogenei nei vari impalcati e coerenti con la loro geometria.

9 4) CASO DI STUDIO: CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI Caratteristiche geometriche Parametri modali sperimentali Input sismico Mode Frequency [Hz] Mx [%] My [%] Ch. 1, 2 Output modello SMAV Per ogni punto della struttura sono stati ricavati - Accelerazioni - Spostamenti - Drift di interpiano

10 4) CASO DI STUDIO: CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI Le non linearità indotte da un terremoto reale sono modellate riducendo le frequenze naturali identificate dalle vibrazioni secondo curve probabilistiche che riproducono la frequenza in funzione del livello di deformazione raggiunto. Il drop di frequenza ottenuto dalle curve (40%) è stato confermato da un analisi tempo-frequenza eseguita utilizzando dei modelli ARX (AutoRegressive exogeneous models), con un minimo valore di frequenza raggiunta pari a 2.6Hz per il primo modo.

11 4) CASO DI STUDIO: CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI

12 4) CASO DI STUDIO: CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI L angolo dell edificio tra I canali 9, 18 e 13 mostra i drift più elevati sia per i dati sperimentali che per i valori previsti dal modello: il massimo drift stimato dal modello SMAV è tra i canali 18 e 9, mentre il massimo drift sperimentale risulta tra i canali 9 e 2 (canale a terra) con valori comparabili (2.13 e 2.25 rispettivamente)

13 5) CONCLUSIONI - Il caso studio analizzato ha sottolineato la buona capacità del modello SMAV di riprodurre i risultati sperimentali registrati sulla struttura, utilizzando come input sismico l accelerogramma relativo all evento del 24 agosto Durante l evento sismico la struttura, pur rimanendo operativa, ha riscontrato un lieve danno nel pannello di tamponatura compatibile con il livello di danno previsto dal modello SMAV sulla base dei drift calcolati (inferiori alla soglia di operatività strutturale pari a 3 ) - Le differenze tra i valori sono contenute e sono compatibili con le assunzioni del modello cinematico e con i possibili errori nei dati sperimentali - Il livello massimo di abbattimento in frequenza previsto dalla curva probabilistica è stato confermato attraverso un analisi tempofrequenza del segnale registrato.

14 CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI per evento 30/10 Evento del 30/10/2016) IT-NRC 0.48 g E-W 0.33 g N-S 15SNO: PGA= 0.53g Ch.1(x) PGA = 0.56g Ch.2(y) 15-SNO FREQUENZE E MASSE PARTECIPANTI PRE 24/08 Mode Frequency [Hz] Mx [%] My [%] FREQUENZE E MASSE PARTECIPANTI DA IDENTIFICAZIONE RUMORE 19/10 Ml= g PGA Ch.1 (x) g PGA Ch.2 (y) Mode Frequency [Hz] Mx [%] My [%]

15 CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI per evento 30/10 Evento del 30/10/2016) PGA: 0.53g Ch.1(x) 0.56g Ch.2(y) TEST CON FORME MODALI PRE 24/10 TEST CON FORME MODALI DA IDENTIFICAZIONE RUMORE 19/10

16 CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI per evento 30/10 Evento del 30/10/2016) PGA: 0.53g Ch.1(x) 0.56g Ch.2(y) TEST CON FORME MODALI PRE 24/10 TEST CON FORME MODALI DA IDENTIFICAZIONE RUMORE 19/10

17 CONFRONTO RISULTATI CON DATI SPERIMENTALI per evento 30/10 Evento del 30/10/2016)