VALUTAZIONE DELLA AZIONE SISMICA APPROCCIO PROBABILISTICO

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Bartolomeo Marconi
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1 DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E ARCHITETTURA UNIVERSITÀ DI CATANIA VALUTAZIONE DELLA AZIONE SISMICA APPROCCIO PROBABILISTICO DOCENTE: SALVATORE GRASSO Corso di Geotecnica nella difesa del Territorio A.A

2 AZIONE SISMICA: MODELLAZIONE DELLA SORGENTE E Possibile frana Possibile liquefazione C d C D C H B B R A = area faglia D = spostamento faglia E = epicentro d = distanza epicentrale R = distanza ipocentrale E = Δτ AD τ D D B = accelerazione al bedrock A Curve Attenuazione Δτ C = risposta in superficie (amplificazione, liquefazione, frana) D = interazione terreno-struttura D PGA(g) PGA(g) 10,0 1,0 0, SJL99 ROCKLIKE Km AMB 0, SJL99 SJL99+s.d. AMB95 (eq.2) AMB95(2)+s.d. AMB95(eq.4) amb95(4)+s.d. Km

3 AZIONE SISMICA: VALUTAZIONE DELLA INTENSITA

4 AZIONE SISMICA: VALUTAZIONE DELLA INTENSITA

5 AZIONE SISMICA: VALUTAZIONE DELLA INTENSITA

6 AZIONE SISMICA: VALUTAZIONE DELLA MAGNITUDO

7 AZIONE SISMICA: CONFRONTO INTENSITA - MAGNITUDO

8 AZIONE SISMICA: TIPI DI ONDE SISMICHE

9 AZIONE SISMICA: PROPAGAZIONE DELLE ONDE Onde P Onde S Onde di Love Onde di Rayleigh

10 AZIONE SISMICA: CARATTERISTICHE DELLE ONDE SISMICHE

11 AZIONE SISMICA: CARATTERISTICHE DELLE ONDE SISMICHE

12 AZIONE SISMICA: EQUAZIONI DEL MOTO IN TERRENO ELASTICO

13 AZIONE SISMICA: VELOCITA DELLE ONDE SISMICHE

14 AZIONE SISMICA: VELOCITA DELLE ONDE SISMICHE

15 AZIONE SISMICA: REGISTRAZIONI DELLE ONDE SISMICHE

16 AZIONE SISMICA: REGISTRAZIONI ACCELEROMETRICHE TERREMOTO DI EL CENTRO (1940)

17 AZIONE SISMICA: REGISTRAZIONI ACCELEROMETRICHE TERREMOTO DI NIIGATA (1964)

18 AZIONE SISMICA: REGISTRAZIONI ACCELEROMETRICHE TERREMOTO DI CITTA DEL MESSICO (1985)

19 AZIONE SISMICA: REGISTRAZIONI ACCELEROMETRICHE TERREMOTO DEL FRIULI (1976)

20 AZIONE SISMICA: REGISTRAZIONI ACCELEROMETRICHE TERREMOTO DELL IRPINIA (1980)

21 AZIONE SISMICA: REGISTRAZIONI ACCELEROMETRICHE TERREMOTO DELLA SICILIA ORIENTALE (1990)

22 EVOLUZIONE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA IN ITALIA Terremoto di Messina e Reggio Calabria (1908) Terremoto area Etnea (1911) Terremoto della Marsica (1915) (Lai et al., 2009)

23 EVOLUZIONE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA IN ITALIA (Lai et al., 2009)

24 EVOLUZIONE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA IN ITALIA (Lai et al., 2009)

25 EVOLUZIONE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA IN ITALIA (Lai et al., 2009)

26 GNDT: Mappe del rischio sismico in Italia Mappe del rischio sismico in Italia in termini di Intensità Macrosismica e di accelerazione

27 Mappa dei terremoti in Italia negli ultimi 50 anni

28 EVOLUZIONE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA IN ITALIA 1984 (Lai et al., 2009)

29 AZIONE SISMICA S METODOLOGIE PER LA VALUTAZIONE DELLA RISPOSTA IN SUPERFICIE Valutazione probabilistica dell azione sismica: i Catalogo dei terremoti; Valutazione deterministica dell azione sismica: i Faglie attive (sismogenetiche); Valutazione del periodo di Meccanismo di sorgente; ritorno; Leggi di attenuazione; Individuazione terremoti con Accelerogrammi sintetici al periodo di ritorno inferiore i a 475 bedrock; anni; Spettro di risposta in superficie, Probabilità di superamento sulla base della velocità media inferiore al 10% in 50 anni; V S,30. Mappa in termini di intensità Valutazione della risposta sulla sismica e di accelerazione. base del profilo di velocità.

30 Pericolosità (Metodo Probabilistico) Valutazione statistica della distanza dal sito; Distribuzione ib i temporale di ricorrenza terremoti Incertezze legge di attenuazione Assunzione modello distribuzione temporale Zonazione sismogenetica ZS9 Catalogo dei terremoti CPTI04 (dal 217a.c. al 2002) probabilità che un dato evento si verifichi in un intervallo di tempo assegnato Leggi di attenuazione Distribuzione ione di probabilità poissoniana

31 INGV: Mappe del rischio sismico in Italia Approvata dalla Commissione Grandi Rischi nella seduta del 06/04/2004 Mappa di Riferimento della Ordinanza PCM del 20 marzo 2003 n All. 1

32 EVOLUZIONE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA IN ITALIA Zonazione sismica basata sulla probabilità superamento 10% in 50 anni (su suolo rigido) T R =475 anni 2004 ZONA PHA a g 1 > < (confini amministrativi dei comuni)

33 Pericolosità sismica italiana NTC 2008 CAMBIO DI PARADIGMA Definizione dei valori di pericolosità su maglia geografica (0.05 ) 05 ) La pericolosità è definita in funzione del periodo di ritorno Assegnati un periodo di riferimento e una probabilità di superamento si ottiene l azione di progetto Esempio: a g probabilità superamento 10% in 50 anni (SLV strutture ordinarie) T R =475 anni NTC 2008

34 Adeguamento: confronto azione sismica i NTC

35 Predicted Seismic Action by Italian Regulation (2008) at the bedrock: a(g) = at L Aquila

36 The April 6, 2009 L Aquila Earthquake Moment magnitude of the main foreshocks and aftershocks occurred from March 30 to April 23, 2009, with Mw>4.

37 View of RAN Seismic Stations (Di Capua et al., 2009)

38 AQV Station (soil type B): NS component (a max = -535,15 cm/s 2 ) AQV location

39 AQV Station (soil type B): WE component (a max = -646,06 cm/s 2 ) velocità onde S, V S (m/s) A Argilla 5 Profilo stazione AQV 10 Profilo stazione AQA A+S 1 15 G Ghiaiai 1 fondità, z (m) Ghiaia e/o Limo??? Ga Gs ofondità (m) 2 2 pro 30 Pr L+S 3 Lg S+G Ghiaia 4 Lsg S+G S 4 Lsg C Calcare C 5

40 GROUND MOTION PARAMETERS FOR L AQUILA EARTHQUAKE Stazione PGA (g) PGV (cm/s) AQG_NS AQG_EW AQG_UP AQA_NS AQA_EW AQA_UP AQV _ NS AQV_EW AQV_UP AQK_NS AQK_EW AQK_UP

41 Spettri di risposta elastici EC8, a/a max Sa/ 3 2 Suolo A Suolo B Suolo C Suolo D Suolo E M s T(s) Sa/a max Suolo A Suolo B Suolo C Suolo D Suolo E M s < T(s)

42 Categorie di suolo previste dall EC8 (2003) Classe Descrizione i V s,30 c N S (m/s) c u (kpa) N SPT (c/p) Formazioni litoidi o suoli omogenei A > molto rigidi B C D E Depositi di sabbie e ghiaie molto addensate o argille molto consistenti Depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate o argille di media consistenza Depositi di terreni granulari da sciolti a poco addensati o coesivi da poco a mediamente consistenti > 250 > < 180 < 70 <15 Profili di terreno costituiti da strati (vedi C (vedi C (vedi C superficiali alluvionali (vedi C e/o D) e/o D) e/o D) e/o D)

43 Categorie di suolo previste dall EC8 (2003) 800 Vs (m/s) Vs (m/s) Vs (m/s) z (m) z (m) z (m) (A) (B) (C) Vs (m/s) Vs (m/s) Vs (m/s) 5-20 > 10 S2 - Liquefiable soil or sensitive clay > S1 - soft clay/silt with PI > 40 z (m) z (m) z (m) (D) (E) (S1 &S) S2)

44 I valori del fattore di amplificazione (S) forniti EC8, 2003 M s 5.5 M s < 5.5

45 Spettri di spostamento EC8, Suolo A 0.12 Suolo B Suolo C Suolo D M s 5.5 Sd[ [m] Suolo E Suolo A T(s) Sd[m] Suolo B Suolo C Suolo D Suolo E M s < T(s)

46 DEFINIZIONE AZIONE SISMICA Lo spettro di risposta elastico in accelerazione della componente orizzontale è definito dalle seguenti espressioni:

47 Conclusioni sulla valutazione della azione sismica Storia della evoluzione della normativa sismica in Italia; mappe basate sui terremoti storici (dopo il 1900); Approccio probabilistico basato sul periodo di ritorno; Normativa Europea EC8 (2003); Norme Tecniche per le costruzioni (14/01/2008), riguardo alla valutazione della azione sismica; L approccio probabilistico può essere più gravoso di quello L approccio probabilistico può essere più gravoso di quello deterministico per zone con ripetizione frequente dei terremoti;

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