Evento sismico del ore 07:00:03

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1 Ufficio Rischio sismico e vulcanico Servizio Monitoraggio sismico del territorio Evento sismico del ore 07:00:03 Attività dell Osservatorio Sismico delle Strutture (a cura di M. Dolce, M. Nicoletti, A. De Sortis, G. Falzone, R. Gerard, S. Marchesini, M. Marchioni, D. Spina, F. Talanas) (agg. 30 maggio 2012)

2 Indice 1 Introduzione L Osservatorio sismico delle strutture Le attività a seguito del terremoto dell EmiliaRomagna del 29 maggio Rapporto sintetico La rete mobile Prefettura di Modena Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Prefettura di Ferrara Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori piano terra Configurazione dei sensori piano secondo Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Rapporti di dettaglio Poliambulatorio di Pievepelago (MO) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Asilo Nido di Via Orsini 14 a Lugo di Romagna (RA) Descrizione della struttura

3 Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Scuola Comunale "Lorenzo De' Medici" di Barberino del Mugello (FI) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Ospedale Civile ''S. Antonio Abate'' Edificio N Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Scuola Media G. Saffi di Forlì (FC) Descrizione della struttura

4 Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti misurati dai sensori LVDT Spostamenti misurati dei sensori LVDT Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Asilo Nido "Piccolo Blu di Forlì (FC) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Polizia Municipale Caserma "F. Danesi" di Brescia (BS) Capitolo 1. Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento

5 6.8 Scuola media "A. De Gasperi" di Rovereto (TN) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi Spostamenti misurati dai sensori LVDT Spostamenti misurati dei sensori LVDT Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Scuola Elementare Salvo d Acquisto di Cesena (FC) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Capitolo 3. Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento I.T.I. Via Tambroni 24 RIMINI (RN) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici

6 Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Ist. Profess. per il Commercio A. De Gasperi di Morciano di Romagna (RN) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Scuola Media "Nievo" di Belluno (BL) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti misurati dai sensori LVDT Spostamenti misurati dei sensori LVDT Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Palazzo Comunale di Tortona (AL) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000)

7 Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Scuola elementare "Campus" di Cagli Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Spostamenti misurati dai sensori LVDT Spostamenti misurati dei sensori LVDT Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Scuola Media "G. Marconi" di Maniago (PN) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Municipio di San Daniele del Friuli (UD) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000)

8 Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Tribunale di Fabriano (AN) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Casa dello Studente di Gemona (UD) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti misurati dai sensori LVDT Spostamenti misurati dei sensori LVDT Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Scuola Media "G.F. da Tolmezzo" (UD) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica 290 8

9 Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti misurati dai sensori LVDT Spostamenti misurati dei sensori LVDT Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Liceo Classico e Scientifico "Paolo Diacono" di Cividale del Friuli (UD) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Scuola elementare e materna P.Capuzi di Visso (MC) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Ospedale Padiglione Giannoni" San Remo (IM) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta

10 Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento Scuola elementare "Quartiere Dora" di Aosta (AO) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Configurazione dei sensori Moto del suolo Parametri di "strong motion" Accelerazione del suolo Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Spostamenti caratteristici Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento

11 1 Introduzione Nel presente Rapporto si descrivono le attività svolte nell ambito dell Osservatorio sismico delle strutture (OSS), fino alla data riportata nella copertina, a seguito del terremoto che ha colpito l EmiliaRomagna il 29 maggior Si riporta prima una breve descrizione dell OSS, utile per inquadrare le attività specifiche postsisma in una serie di attività più ampie e complesse, e quindi si passa a descrivere le attività specificamente messe in atto per l emergenza sismica. Quindi si riportano i Rapporti sintetici e di dettaglio elaborati nelle ore successive all evento. 11

12 2 L Osservatorio sismico delle strutture La strategia del monitoraggio sismico del Dipartimento della Protezione Civile (DPC) è basata su tre reti nazionali: (1) la rete sismometrica nazionale, costituita da circa trecento stazioni sul territorio italiano, gestita dal Centro Nazionale Terremoti (CNT) dell'istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), che effettua la sorveglianza sismica (7/24) per la determinazione dell'epicentro e della magnitudo dei terremoti anche di bassa magnitudo in tempo quasireale, (2) la Rete Accelerometrica Nazionale (RAN), che effettua il monitoraggio permanente delle accelerazioni indotte al suolo dai terremoti forti (strong motion), e (3) l Osservatorio Sismico delle Strutture (OSS), per il monitoraggio permanente delle accelerazioni di edifici pubblici e ponti. La seconda e la terza rete sono gestite direttamente dal Dipartimento della Protezione Civile, e in particolare dal Servizio Monitoraggio del Territorio dell'ufficio Rischio Sismico e Vulcanico. Tutte e tre le reti hanno, innanzitutto, lo scopo primario per la Protezione Civile di fornire informazioni sull'entità delle scosse e sui loro possibili effetti nell'immediato postevento. Gli stessi dati diventano poi riferimenti fondamentali per studi ed approfondimenti scientifici in campo sismologico e ingegneristico. Esse costituiscono, per numerosità e qualità degli strumenti di misura, eccellenze in campo internazionale. Per questo appare opportuno fornire, in questa rubrica, una sintetica descrizione delle reti gestite direttamente dal DPC. In un precedente numero ci siamo occupati della rete RAN, mentre di seguito descriviamo la rete OSS. L OSS nasce nel 1995 con l installazione, da parte dell allora Servizio Sismico Nazionale, poi confluito nel DPC, di un primo sistema di monitoraggio sismico presso un edificio in c.a.: l Istituto Tecnico Commerciale di Moliterno (PZ). A questo sistema è seguito nel 1997, in collaborazione con l ENEA, la realizzazione di un sistema di monitoraggio sismico nell edificio in muratura che ospita il Poliambulatorio di Pievepelago, nell appennino modese. Successivamente la rete si è sviluppata in quattro grandi lotti succesivi attraverso altrettante gare di appalto concorso, fino a raggiungere l attuale consistenza di 125 sistemi di monitoraggio, dei quali 117 installati su edifici, 7 su ponti e uno su una diga. La distribuzione geografica delle strutture (Figura 1) segue le mappe di pericolosità e di vulnerabilità del territorio nazionale. Per quel che riguarda le tipologie edilizie si è privelegiata la scelta di monitorare per lo più strutture di tipo ordinario, che siano rappresentative dell edilizia pubblica che caratterizza le diverse realtà del territorio nazionale. Fanno comunque parte della rete anche alcuni edifici storici come il Palazzo degli Elefanti a Catania, Palazzo Ducezio a Noto (SR) o edifici di particolare interesse perché dotati di sistemi si di isolamento sismico, come l edificio 3D dell Università delle Basilicata o la nuova scuola San Giuliano di Puglia (sistema di prossima realizzazione). Per quel che riguarda la destinazione d uso, gli edifici dell OSS sono per la maggior parte scuole, municipi o ospedali. Non mancano però altri edifici di importanza sociale come le Chiese di Fivizzano (MS) e di Pescosolido (FR) o il palazzo dello sport di Castel di Sangro (AQ). 12

13 Figura 1: Distribuzione sul territorio delle strutture dell Osservatorio Sismico Fin dall origine l OSS è stato pensato come una rete di tipo strongmotion, finalizzata a raccogliere dati sul comportamento delle strutture civili per terremoti in grado potenzialmente di danneggiarle. Pur cercando sempre di valorizzare l importanza scientifica dei dati raccolti, negli ultimi anni l attenzione è stata sempre più focalizzata sulle ricadute della rete in termini di Protezione Civile. In particolare si è lavorato sulla possibilità di avere, a poche decine di minuti da una importante scossa sismica, una stima, sia pure di massima, del grado di danneggiamento delle strutture dell OSS collocate nell area epicentrale, ottenendo così dati utili per una migliore valutazione delle conseguenze del sisma sul territorio. Ogni struttura di OSS è monitorata con accelerometri di tipo ForceBalance (Figura 2) in un numero che varia tra 15 e 32, in ragione delle dimensioni e della complessità della strutture. E sempre presente anche è un accelerometro triassiale fissato sul terreno o collegato alla base della struttura (Figura 2) per la misura dell input sismico. In ragione del livello di pericolosità sismica del sito, l intervallo di misura degli accelerometri alla base è ± 0,5 g ± 1,0 g (dove g è l accelerazione di gravità) mentre quello sulla struttura è ± 1,0 g o ± 2,0 g, per tener conto dell amplificazione dinamica. Nel caso degli edifici, al fine di descrivere adeguatamente il loro comportamento dinamico, il numero e la posizione degli accelerometri sono selezionati, ad ogni piano, tenendo conto del comportamento sismico previsto. In particolare, quando si considera valida l'ipotesi di piano rigido, come nella caso di edifici intelaiati in cemento armato a pianta regolare, vengono misurate solo tre componenti di accelerazione per piano. Quando possibile si cerca di strumentare tutti i piani in quanto lo spostamento relativo tra due piani contigui è un significativo indice di danno. Analoghi criteri sono adottati per i ponti e le dighe. Nel caso esistano più corpi di fabbica separati da un giunto sismico, a cavallo di tale giunto vengono posizionati uno o più trasduttori per misurare lo spostamento relativo dei corpi di fabbrica. 13

14 Figura 2: Le compnenti principali di un sistema di monitoraggio sismico: (da sinistra a destra) la terna accelerometrica al suolo, un accelerometro sulla fissato sulla struttura, unità per l aquisizione e la registrazione dei dati Ciascun sensore è collegato a un unità per l acquisizione e la registrazione dei dati (Figura 2), dotata di un convertitore analogico digitale a 16 bit per i sistemi più vecchi e a 24 bit per quelli di ultima generazione, che sono quindi in grado di registrare correttamente sia microtremori che terremoti violenti. Le misure di accelerazione e di spostamento sono registate in continuo in una memoria circolare della durata di 12 o 48 ore a seconda della configurazione hardware. Quando le accelarazioni misurate superano determinate soglie, definibili in ragione della rumorosità e di altre caratteristiche del sito, i dati sono registrati in modo permanente e inviati al centro OSS di Roma attraverso una connessione ADSL, o in mancanza di questa, utilizzando una connessione UMTS o satellitare. Qualora il terremoto non abbia provocato il superamento delle soglie suddette, ma si vogliano comunque acquisire i dati, è possibile recuperare manualmante dalla memoria circolare le registrazioni, collegandosi al sistema dal centro OSS. Appositi programmi (Figura 3) permettono di controllare l efficienza dei sistemi ed estrarre le misure di interesse (vibrazioni ambientali o terremoti). Figura 3: Alcune viste dell interfaccia per il controllo e l interrogazione dei sistemi Come si è detto, per le finalità di protezione civile, è di fondamentale importanza che i dati che confluiscono nel centro OSS siano immediatamente elaborati in modo da stimare il livello di danno subito dalle strutture coinvolte dal sisma. A ciò provvede il programma RADOSS (Rapporto Automatico Dati OSS), che, sviluppato in ambiente MATLAB dai tecnici del DPC, analizza in automatico tutte le registrazioni sismiche in arrivo, stima i 14

15 principali parametri di letteratura che caratterizzano il moto del terreno, calcola le massime accelerazioni strutturali, i massimi spostamenti relativi di punti caratteristici della struttura, dai quali è a sua volta possibile una stima del danno subito. RADOSS identifica anche le frequenze naturali della struttura nella fase terminale del moto sismico. Le differenze fra tali frequenze e quelle identificate da precedenti test dinamici contribuiscono a valutare le conseguenze del sisma sulla struttura. Il rapporto sulle analisi eseguite è tempestivamente fornito alla Sala Situazioni Italia. Accanto a questa tipologia di sistemi per il monitoraggio dettagliato delle strutture è stata sviluppata anche una piccola rete sperimentale di sistemi di monitoraggio di tipo semplificato. Tale rete è attualmente composta da 14 sistemi: due ospedali in Umbria e 10 sistemi installati nell Aquilano dopo il terremoto del Questi sistemi sono composti in genere, oltre che da una terna accelerometrica alla base, da due accelerometri (uno biassiale e uno mono assiale) all ultimo livello dell edificio. Oltre al minor numero di sensori, le due caratteristiche che distinguono questi sistemi da quelli della rete principale, sono la connessione wireless fra i sensori e l integrazione di ciascun sensore con un unità di calcolo che provvede all elaborazione in loco dei dati e invia i risultati al centro OSS attraverso una connessione GPRS. Per potere interpretare efficacemente le registrazioni del sistema in occasione di eventi sismici si effettuano alcune attività conoscitive. In primo luogo si reperiscono le informazioni disponibili da varie fonti, come disegni originali di progetto, prove di legge sui materiali, documenti di collaudo, ecc. Quindi si procede ad un rilievo accurato architettonico e strutturale, quest ultimo di fondamentale importanza per elaborare modelli di calcolo affidabili. Si completano le informazioni sull edificio con indagini in situ, anche con prelievi di materiali e prove di laboratorio (Figura 4). Le proprietà dinamiche del sistema per piccoli livelli di vibrazione vengono misurate eccitando la struttura con vibrodine o con cadute di gravi; in molti casi si ricorre anche all eccitazione ambientale dovuta al vento o al traffico veicolare. Si procede quindi ad un analisi modale sperimentale, per lo più con i metodi dell analisi modale operazionale (Figura 5), per passare poi alle fasi di modellazione agli elementi finiti vere e proprie (Figura 6). 15

16 Figura 4: Esempi di indagini conoscitive sugli edifici (da sinistra a destra e dall alto in basso): tomografia su muratura, penetrometro su malta, martinetti piatti, rilievo pachometrico della armature, prova sclerometrica sul calcestruzzo, endoscopia di solaio. In questo ambito si costruiscono modelli di calcolo basati sui rilievi e sulle proprietà dei materiali di cui sopra, in modo da partire da un approssimazione già buona della struttura. Quindi si procede alla cosiddetta identificazione strutturale, modificando opportunamente i parametri di questi modelli in modo da approssimare le caratteristiche dinamiche (frequenze e forme modali) sperimentali. I modelli così ottenuti in campo lineare vengono opportunamente modificati per prevedere il comportamento sotto sisma, quindi prevalentemente nonlineare. Sono allo studio metodi analitici di valutazione del danno basati sui risultati dei modelli nonlineari. Quest ultima categoria di modelli viene anche utilizzata per valutazioni di adeguatezza sismica delle strutture interessate. Tutte le informazioni ora richiamate vengono conservate su supporto informatico e sono consultabili, per gli utenti abilitati, mediante un interfaccia web (Figura 7). Figura 5: Esempi di forme modali ottenute con le misure dinamiche sperimentali Figura 6: Esempi di modello di calcoli lineare (a sinistra) e nonlineare (a destra) di edifici di muratura Figura 7: Alcune viste dell interfaccia web per la consultazione di dati e documenti sulle strutture dell OSS 16

17 3 Le attività a seguito del terremoto dell EmiliaRomagna del 29 maggio 2012 In Emilia Romagna sono nove gli edifici pubblici (strutture sanitarie, infrastrutture, scuole) monitorati dall OSS, concentrati però nella parte orientale ed appenninica, che è più attiva dal punto di vista sismico. In seguito al terremoto del 20 maggio 2012 sono stati installati due sistemi mobili di monitoraggio (OSM) sulle Prefetture di Ferrara e Modena (quest ultima anche Sede dell omonima Provincia). Nel Capitolo 4 è riportato il rapporto di sintesi sulla risposta sismica di edifici pubblici, che riepiloga le registrazioni sismiche di 23 sistemi di monitoraggio. Nel rapporto sono indicate alcune misure dell'entità dello scuotimento, delle vibrazioni della struttura e delle deformazioni subite dagli edifici a causa del terremoto. In particolare, le accelerazioni al suolo ag max X ed ag max Y orizzontali ed ag max Z verticale rapportate a quella di gravità indicano l entità dello scuotimento alla base dell edificio; le accelerazioni registrate sulla struttura a max X ed a max Y fanno vedere come la struttura ha vibrato; il drift (spostamento relativo massimo tra un piano e l altro, diviso per l altezza del piano) indica come si è deformato l'edificio a causa dello scuotimento: il danno alle parti strutturali e non strutturali è legato a questi valori. La mappa mostra la distribuzione delle strutture dell OSS che hanno inviato le registrazioni. Nel Capitolo 5 si descrive il sistema mobile di monitoraggio della risposta sismica delle Prefetture di Modena e Ferrara. Nel Capitolo 6 si riportano le elaborazioni automatiche effettuate in sede, basate sulle storie di accelerazioni o spostamenti registrate dai vari sistemi. 17

18 4 Rapporto sintetico Sigla Stazione Comune Tipologia OSM01 Prefettura di Ferrara (SISTEMA MOBILE) Emilia Romagna 22PPO Poliambulatorio Pievepelago 04ALU Asilo Nido di Via Orsini 14 a Lugo di Romagna 21SBM Scuola Comunale "Lorenzo De' Medici" 12OFI Ospedale Civile ''S. Antonio Abate'' Edificio N. 4 17SFO Scuola Media G. Saffi 06APF Asilo Nido "Piccolo Blu" Forlì BC067 Stazione Polizia Municipale Caserma "F. Danesi" Lugo di Romagna Barberino di Mugello Fivizzano Comune di Forli Brescia BC064 Scuola media "A. De Gasperi" Rovereto 05SCE Scuola Elementare Salvo d Acquisto Cesena 08IRI I.T.I. Via Tambroni 24 RIMINI Rimini 09IMO Ist. Professionale per il Commercio A: De Gasperi Morciano di Romagna BC062 Scuola Media "Nievo" Belluno Edificio in muratura Edificio in muratura Edificio in c.a. Edificio in c.a. Edificio in c.a. Edificio in muratura Edificio in c.a. Edificio in c.a. e muratura Edificio in muratura Edificio in c.a. Edificio in ca. Edificio in c.a. Edificio in c.a. d (km) ora agmaxx agmaxy agmaxz amaxx amaxy F ad X F ad Y Drift ( ) :01: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :00: :01: :00: :00: :00: :00:

19 Sigla Stazione Comune Tipologia d (km) ora agmaxx agmaxy agmaxz amax X amax Y F ad X F ad Y BC068 Palazzo Comunale Tortona Edificio in muratura :01: BC051 Scuola elementare "Campus" Cagli Edificio in muratura :01: BC056 Scuola Media "G. Marconi" Maniago Edificio in c.a :00: BC057 Municipio San Daniele Edificio in del Friuli muratura :01: BC053 Tribunale di Fabriano Fabriano Edificio in muratura Drift ( ) :01: BC055 Casa dello Studente di Gemona Gemona Edificio in c.a :01: BC060 Scuola Media "G.F. da Tolmezzo" Tolmezzo Edificio in c.a :01: BC061 Liceo Classico e Scientifico "Paolo Cividale del Diacono" Friuli Edificio in c.a :01: BC037 Scuola elementare e materna P. Edificio in Visso Capuzi muratura :01: BC066 Ospedale Padiglione Giannoni" San Remo Edificio in c.a :01: BC065 Scuola elementare Edificio in c.a. Aosta "Quartiere Dora" e muratura :01: d: distanza epicentrale a max : accelerazione massima registrata in elevazione in g (direzioni principali in pianta X e Y) ag max : accelerazione massima registrata alla base dell edificio in g (direzioni principali in pianta X e Y) Fad: fattore di amplificazione dinamico (direzioni principali in pianta X e Y ) Drift : spostamento relativo di interpiano; valori indicativi: Edifici in C.A. Nessun danno [0,5] [0,2] Danno lieve (5,9] (2.4.5] Danno moderato (9,15] (4.5,8] Danno grave > 15 > 8 Edifici in muratura 19

20 amax <0.025g 0.025g<amax <0.050g 0.050g<amax <0.075g amax >0.075g 20

21 5 La rete mobile L attuale approccio del DPC per il monitoraggio strutturale delle scosse di assestamento (aftershocks) ha lo scopo di mantenere sotto controllo le strutture strategiche per la gestione delle emergenze. Un sistema di monitoraggio tipico include un accelerometro triassiale a livello del suolo, più due sensori biassiali fissati all ultimo piano dell'edificio in due angoli opposti. Il numero ridotto di sensori utilizzato implica che possa essere ottenuto un livello di dettaglio minore sul comportamento dinamico della struttura. Vengono utilizzati sistemi modulari di acquisizione dati, basati su unità di digitalizzazione/trasmissione di 4 canali portatili. Essi possono lavorare in maniera indipendente o in modo sincronizzato. La loro modularità permette il numero strettamente necessario di sensori e di essere efficacemente impiegati. Ogni singola unità include digitalizzatori con 16 bit dinamici, ai quali sono connessi via cavo fino a 4 accelerometri piezoresistivi, con ±0.5g di fondo scala e 0.1mg di rumore elettrico. Allo scopo di ottenere la sincronia tra le registrazioni sismiche (con il limite della frequenza di campionamento), ogni unità, attraverso un radio modem, trasmette immediatamente la condizione di trigger alle altre in onde radio. Ogni unità è dotata di un modem GSM. Attraverso tale collegamento i parametri di configurazione possono essere impostati, le registrazioni scaricate e l'archiviazione dei dati gestiti in remoto. Un team di campo, composto da un ingegnere e due tecnici, seleziona le strutture, installa e configura i sistemi di monitoraggio. Questo gruppo opera continuamente in contatto con una team interno, costituito da un ingegnere e un tecnico, a cui trasmette tutte le informazioni sugli edifici e sui sistemi di controllo che sono necessari per l'interpretazione dei dati sismici. Il team interno, periodicamente e dopo ogni scossa di assestamento sismico di magnitudo superiore ad una soglia prestabilita, scarica le registrazioni e attiva le procedure di analisi dei dati. Nell ambito di questa emergenza sono state prescelte le Sedi delle Prefetture di Modena e Ferrara. Nel seguito si riportano le descrizioni dei sistemi mobili installati e le elaborazioni effettuate in sede, basate sulle storie di accelerazioni registrate dai vari sistemi durante l evento del 29 maggio. 21

22 5.1 Prefettura di Modena Descrizione della struttura L edificio sede della Prefettura di Modena (Figura 8) è stato costruito da Cesare Costa nel 1844 ed è situato nella zona tra il bastione di S. Pietro e Porta Bologna in via Martiri della Libertà 34. La struttura è realizzata in muratura ed è composta di 5 livelli, ossia un piano seminterrato, un piano rialzato e altri tre piani in elevazione. Figura 8: Esterno dell edificio 22

23 Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Denominazione Prefettura di Modena 0 Regione Emilia Romagna Provincia Modena Comune Modena Frazione Indirizzo Viale Martiri della Libertà n. 34 Latitudine Longitudine Classe Tipologica Edificio in muratura Ente Proprietario Provincia di Modena Descrizione l'edificio è in muratura ed è composto di 5 piani (seminterrato, piano rialzato, secondo, terzo e quarto piano) numero piani 5 Anno di Costruzione 1800 Sistena di monitoraggio provvisorio 2012 Numero Accelerometri 7 Fondo scala accelerometri (a/g) 0.5 Totale sensori 7 23

24 Configurazione dei sensori 24

25 5.2 Prefettura di Ferrara La Prefettura di Ferrara e l Ufficio Territoriale del Governo si trova nel Palazzo Giulio d Este (Figura 9). Il Palazzo fu costruito su progettazione dell architetto rinascimentale Biagio Rossetti e presenta diversi elementi tipici, quali la mancanza di simmetria della facciata, l'importante portale marmoreo posto fuori asse, la disposizione irregolare delle finestre e il balconcino "fuori scala" con una piccola finestra ribassata. Dal 1932 il palazzo Giulio d'este è di proprietà della Provincia di Ferrara che con importanti lavori di restauro, volti non solo al recupero funzionale ma attenti anche al ripristino dei volumi originari, ha restituito continuità e coerenza agli spazi e ha riportato in luce preziose testimonianze figurative legate alla facies originaria del palazzo. Figura 9: Vista dell'edificio 25

26 5.2.1 Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Denominazione Prefettura di Ferrara 0 Regione Emilia Romagna Provincia FERRARA Comune FERRARA Frazione Indirizzo Corso Ercole I d'este, 16 16/A 18, Latitudine Longitudine 44 50'25.88"N 11 37'14.58"E Classe Tipologica Edificio in muratura Ente Proprietario Provincia di Ferrara Descrizione numero piani 3 Anno di Costruzione 1500 Interventi Sistena di monitoraggio provvisorio 1999 Numero Accelerometri 7 Fondo scala accelerometri (a/g) 0.5 Totale sensori 7 26

27 5.2.2 Configurazione dei sensori piano terra Configurazione dei sensori piano secondo 27

28 Figura 10: sensore AC003 Figura 11: sensore AC007 Figura 12: sensore AC004 28

29 5.2.4 Moto del suolo Parametri di "strong motion" dir X Y Z PGA (m/s^2) PGV (mm/s) PGD (mm) Iarias (mm/s) Deff (s) I. di Housner (m) Accelerazione del suolo 29

30 5.2.5 Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Canale Accelerazione massima (m/s^2) Fattore di Amplificazione Accelerazioni strutturali Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Spostamenti massimi generalizzati Spostamento relativo (mm) Driftx1000 Spos. Relativo piano 2T dir X (a4a1) Spos. Relativo piano 2T dir Y (a5a2) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Edifici in C.A. Edifici in muratura Nessun danno [0,5] [0,2] Danno lieve (5,9] (2.4.5] Danno moderato (9,15] (4.5,8] Danno grave > 15 > 8 30

31 Spostamenti caratteristici 31

32 6 Rapporti di dettaglio Come si è detto, per le finalità di protezione civile, è di fondamentale importanza che i dati che confluiscono nel centro OSS siano immediatamente elaborati in modo da stimare il livello di danno subito dalle strutture coinvolte dal sisma. A ciò provvede il programma RADOSS (Rapporto Automatico Dati OSS), che, sviluppato in ambiente MATLAB dai tecnici del DPC, analizza in automatico tutte le registrazioni sismiche in arrivo, stima i principali parametri di letteratura che caratterizzano il moto del terreno, calcola le massime accelerazioni strutturali, i massimi spostamenti relativi di punti caratteristici della struttura, dai quali è a sua volta possibile una stima del danno subito. RADOSS identifica anche le frequenze naturali della struttura nella fase terminale del moto sismico. Le differenze fra tali frequenze e quelle identificate da precedenti test dinamici contribuiscono a valutare le conseguenze del sisma sulla struttura. Il rapporto sulle analisi eseguite è tempestivamente fornito alla Sala Situazioni Italia. Si riportano di seguito i Rapporti elaborati per le 23 strutture elencate nel Rapporto di sintesi. 32

33 6.1 Poliambulatorio di Pievepelago (MO) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Denominazione Poliambulatorio Regione Emilia Romaga Provincia Modena Comune Pievepelago Frazione Indirizzo Viale Adolfo Ferrari 2 Codice ISTAT Latitudine Longitudine Classe Tipologica Edificio in muratura con struttura regolare Ente Proprietario Asl di Modena Descrizione Il fabbricato oggetto della verifica è costituito da una struttura in muratura portante che si sviluppa su quattro livelli (piano terra, piano primo, piano secondo e piano terzo) con copertura a padiglione. Dimensioni Principali Volume (mc) altezza totale (m) Ingombro massimo in pianta (m) numero piani Anno di Costruzione Interventi Interventi di adeguamento Interventi di miglioramento Morfologia terreno Tipologia Fondazioni Coefficiente di Intensità Sismica Caratteristiche materiali 33

34 Denominazione Poliambulatorio (Progetto) Caratteristiche materiali (Rilievi) Resistenza media a compressione muratura in pietra (N/mm2) Resistenza media a taglio muratura in pietra (N/mm2) Modulo elastico normale muratura in pietra (N/mm2) Modulo elastico trasversale muratura in pietra (N/mm2) Densità di massa muratura in pietra (kg/m3) Resistenza media a compressione muratura in laterizio (N/mm2) Resistenza media a taglio muratura in laterizio (N/mm2) Modulo elastico normale muratura in laterizio (N/mm2) Modulo elastico trasversale muratura in laterizio (N/mm2) Densità di massa muratura in laterizio (kg/m3) Sistena di monitoraggio Anno di installazione Numero Accelerometri Fondo scala accelerometri (a/g) Numero trasduttori spostamento Fondo scala trasduttori spost.(mm) Totale sensori 34

35 6.1.2 Moto del suolo Parametri di "strong motion" dir X Y Z PGA (m/s^2) PGV (mm/s) PGD (mm) Iarias (mm/s) Deff (s) I. di Housner (m) Accelerazione del suolo 35

36 Spettri di Risposta Risposta strutturale Massime accelerazioni strutturali e fattori di amplificazione dinamica Canale Accelerazione massima (m/s^2) Fattore di Amplificazione

37 Accelerazioni strutturali 37

38 38

39 Massimi spostamenti relativi e drift ( x 1000) Spostamenti massimi generalizzati Spostamento relativo (mm) Driftx1000 Spost. sensore piano primo terra dir x (41) Spost. sensore piano primo terra dir y (52) Spost. sensore piano primo terra dir x (146) Spost. sensore piano terzo primo dir x (714) Spost. sensore piano terzo primo dir y (125) Spost. sensore piano terzo primo dir x (134) Spost. sensore piano terzo terra dir y (811) Valori di riferimento per la relazione driftdanno (x 1000) Edifici in C.A. Edifici in muratura Nessun danno [0,5] [0,2] Danno lieve (5,9] (2.4.5] Danno moderato (9,15] (4.5,8] Danno grave > 15 > 8 39

40 Spostamenti caratteristici 40

41 Frequenze identificate (frequenze media durante il sisma) e frequenze di riferimento f1 (Hz) f2 (Hz) f3 (Hz) fsisma frif fsisma/frif

42 6.2 Asilo Nido di Via Orsini 14 a Lugo di Romagna (RA) Descrizione della struttura Scheda sintetica della struttura e del sistema di monitoraggio Denominazione Asilo Nido di Via Orsini 14 a Lugo di Romagna Regione Emilia Romagna Provincia Ravenna Comune Lugo di Romagna Frazione Indirizzo Via Orsini 14 Codice ISTAT Latitudine Longitudine Classe Tipologica Edificio in cemento armato regolare Ente Proprietario Comune di Lugo di Romagna Descrizione 2 piani in elevazione + seminterrato + tetto. Telai in cementao armato monodirezionali a corpo doppio Dimensioni Principali Cubatura : 2785 mc Superficie coperta : 272 mq Sviluppo longitudinale dell edificio (24,13+2x2,50) larghezza costante di 10,20 m. Il 2 piano presenta alle estremità del prospetto posteriore bowwindow sporgenti 1,30 m Anno di Costruzione anni 60 Interventi di adeguamento Interventi di miglioramento Morfologia terreno Tipologia Fondazioni Dirette in calcestruzzo Coefficiente di Intensità Sismica

43 Denominazione Asilo Nido di Via Orsini 14 a Lugo di Romagna Caratteristiche materiali (Progetto) Caratteristiche materiali Massa specifica kg/m3 Resistenza effettiva N/mm2 (Rilievi) Modulo Elastico Dinamico N/mm2 Modulo Elastico Statico N/mm2 Sistena di monitoraggio Anno di installazione Numero Accelerometri Fondo scala accelerometri (a/g) Numero trasduttori spostamento Fondo scala trasduttori spost.(mm) Totale sensori Configurazione dei sensori 43