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1 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 Storia di un terremoto fiorentino E. Cioppi (h17) MOSTRA E LABORATORIO APERTI A TUTTI CENA SOTTO LA TENDA *presso il Complesso de "Le Murate" SUC, Spazi Urbani Contemporanei in Piazza delle Murate

2 MOTO SISMICO DI INGRESSO AL SITO (INPUT SISMICO) Tutti i metodi numerici per la valutazione della risposta sismica locale richiedono l assegnazione del moto sismico rappresentativo per il sito (di norma un accelerogramma) su roccia (affiorante o sepolta), con riferimento ad un dato periodo di ritorno T R (per studi di MS si assume T R = 475 anni) La scelta del moto sismico di riferimento costituisce un operazione 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 caratteristiche sismogenetiche analoghe a quello di interesse terremoti generati artificialmente a partire dallo spettro di pericolosità sismica del sito terremoti simulati mediante un opportuna modellazione del meccanismo di sorgente e di propagazione 2

3 MOTO SISMICO DI INGRESSO AL SITO (INPUT SISMICO) Di norma l input sismico è un accelerogramma reale o artificiale, con spettro elastico sufficientemente prossimo a quello relativo alla pericolosità sismica di base del sito, definita su scala nazionale La pericolosità sismica nazionale è sintetizzata in mappe di pericolosità sismica, nelle quali sono riportati, per un dato periodo di ritorno dell evento sismico (T R ), alcuni dei principali parametri: Intensità macrosismica PGA Ordinate spettrali in pseudo-velocità e pseudo-accelerazione in corrispondenza di vari periodi T 3

4 Analisi dei dati storici Studi di geologia regionale Pericolosità di base e pericolosità locale Studi sismologici Analisi ed elaborazione su basi statistiche dei dati strumentali e macrosismici 1. SISMICITÀ REGIONALE (identificazione delle potenziali sorgenti sismiche e determinazione di alcune caratteristiche della loro attività) 2. LEGGI DI ATTENUAZIONE (definizione di correlazioni tra parametri sismici, magnitudo e distanza ipo- o epicentrale Applicazione di metodi deterministici o probabilistici PERICOLOSITÀ SISMICA DI BASE Analisi della Risposta Sismica Locale PERICOLOSITÀ SISMICA LOCALE 4

5 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 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) 5

6 1. SISMICITÀ REGIONALE Per ciascuna zona sismogenetica viene determinata una relazione magnitudo-frequenza magnitudo log N tempo N = numero di eventi sismici con magnitudo > M magnitudo Zonazione sismogenetica ZS9. INGV-Gruppo di Lavoro per la redazione della mappa di pericolositàsismica(o.p.c.m n.3274) 6

7 2. LEGGI DI ATTENUAZIONE La forma generale con cui si esprime una legge di attenuazione è la seguente: logy = a + b M + c log( R + C) + F + S ± σ dove: Y = parametro descrittivo del moto M=magnitudo R = distanza dalla sorgente o dall epicentro C = fattore correttivo dell attenuazione F,S=parametridisorgenteedisito a, b, c = coefficienti empirici σ logy =deviazionestandarddilogy logy Esempio: Legge di attenuazione Pugliese e Sabetta (1987) per il picco di accelerazione log A = M 4.6 M W 6.8 W log dove:a=piccodiaccelerazione,espressoing M W =magnitudomomento D distanza epicentrale, espressa in km S1=0perdepositiprofondierigidi 1 per depositi poco profondi e deformabili D S ±

8 Pericolosità sismica di base Mappa di pericolosità sismica del territorio nazionale espressa in termini di accelerazione massima su suolo rigido con probabilitàdisuperamentodel10%in50anni(tr=476anni) 8

9 Pericolosità sismica di base MAPPE PGA 9

10 Pericolosità sismica di base MAPPE ACCELERAZIONE SPETTRALE Se(T)conT=0.10s Se(T)conT=0.20s 10

11 Pericolosità sismica di base - Disaggregazione MAPPE PGA La disaggregazione valuta i contributi di diverse sorgenti sismiche alla pericolosità di un sito e fornisce la coppia M-R del terremoto che contribuisce maggiormente alla pericolosità (terremoto di scenario). ε : numero di dev. st. per cui log(a g ) devia dal valore mediano predetto dalla legge di attenuazione 11

12 CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO Il moto sismico di riferimento può essere ricavato da banche dati on-line mediante i seguenti passi: precisazione delle principali caratteristiche del terremoto che si intende simulare (magnitudo, distanza dalla faglia, ecc.) e identificazione dello spettro di risposta elastico di riferimento per il sito (*) ricerca nella banca dati dei terremoti che hanno caratteristiche e spettri similiaquelloassegnato e selezione di uno o più segnali controllo di conformità dello spettro assegnato con quelli dei segnali selezionati (*) Per tutti icomuni del territorio italiano sul sito: è possibile trovare gli spettri di risposta attesi su terreno rigido di riferimento, oppure tale operazione può essere effettuata utilizzando il foglio di calcolo Spettri NTC ver.1.03 rilasciato dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, scaricabile dal sito: 12

13 CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO Seguendo il percorso: Normative tecniche per le costruzioni Azioni sismiche - Spettri di risposta ver Download- Spettri-NTC ver è possibile scaricare un foglio Excel che consente di ricavare la pericolosità di base del sito in termini di : - accelerazione massima su terreno duro di riferimento, a g, e parametri F 0 et C * (insieme ad a g servono per definire gli spettri) - spettri di risposta elastici Le coordinate del sito di progetto devono essere in gradi sessadecimali e nel sistema di riferimento ED50. Qualora non fossero disponibili in tale formato, per stabilire le coordinate del sito ed ottenere il dato nel formato corretto, è possibile accedere all indirizzo: 13

14 CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO 14

15 CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO 15

16 CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO Il programma Spettri-NTC ver propone 2 metodi: a) media ponderata b) superficie rigata Con la media ponderata si hanno discontinuità in corrispondenza dei lati delle maglie (valori diversi per maglie adiacenti), problema che può essere risolto usando il metodo b). Nel caso in cui le coordinate non siano state convertite in ED50, con la tecnica della superficie rigata si commette inoltre un errore minore rispetto alla media pesata. 16

17 CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO In questo modo ricavo l accelerazione di base a g del sito di progetto (insieme con i parametri F 0 e T C *), al valore della quale occorrerà scalare ognuno dei 7 accelerogrammi costituenti l input sismico. 17

18 CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO spettro per MS (475 anni) a tratto continuo: NTC08 a tratteggio: S1-INGV 18

19 ESEMPIO DI IMPIEGO DI CATALOGO ON-LINE PER IL CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO Obiettivo: simulazione del sisma della Calabria 5.II.1783 (M = 7.3, distanza dal piano di faglia R = 26 km) Spettro di risposta elastico ottenuto da specifica analisi di pericolosità, applicando la legge di attenuazione di Pugliese & Sabetta (1989) Parametri per la ricerca nei cataloghi sul web: Magnitudo (6.8<M<7.3) Distanza dal piano di faglia (25 km<r<35 km) 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 accelerazione, a (g) 0,30 0,20 0,10 0,00-0,10-0,20-0, tempo, t (s) accelerazione spettrale, Sa (g) 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Imperial Valley 262 Pugliese & Sabetta (1989) 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 periodo, T (s) Verifica di spettrocompatibilità OK! 19

20 CATALOGHI ON-LINE PER IL CALCOLO DEL MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO database Italiano database Europeo database USA database Giapponese Seguendo il percorso Progettazione Software Rexel è possibile scaricare un codice (Rexel v 3.2 (beta)) che permette la ricerca di combinazioni di accelerogrammi naturali compatibili con gli spettri delle NTC- 08, dell'eurocodice 8 o definiti dall'utente arbitrariamente 20

21 Utilizzo del software REXEL 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) 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 (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 21

22 Utilizzo del software REXEL Step 1: Selezionare Italian Building Code nella 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 22

23 Utilizzo del software REXEL 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 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 23

24 Utilizzo del software REXEL 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 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 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 24

25 Utilizzo del software REXEL Alla fine compare una finestra in cui viene richiesto il massimo fattore di scala medioe il numero massimo di combinazioni compatibilida ricercare (solo se non è stata spuntata l'opzione I'm feeling lucky ). Si sconsigliano 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 ). 25

26 Utilizzo del software REXEL 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 M W, la descrizione del meccanismo focale, la distanza epicentrale, etc.. 26

27 Utilizzo del software REXEL 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) 27

28 Utilizzo del software REXEL Contenuto del file readme.pdf Contenuto dei files codiceterremoto_record.txt e codiceterremoto_spectrum.txt 28