Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale

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1 Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale Dipartimento Centro di Ricerche Sismologiche Convenzione tra Comune di Spoleto e OGS per lo studio di microzonazione del centro storico della città di Spoleto Calcolo degli spettri di risposta specifici per il centro storico di Spoleto Rapporto redatto da: A. Vuan, A. Restivo e E. Priolo Il Direttore del Dipartimento CRS: Dr. E. Priolo Rel. OGS 2007/52-CRS/11 22 giugno, 2007

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3 Convenzione tra Comune di Spoleto e OGS per lo studio di microzonazione del centro storico della Città di Spoleto Calcolo degli spettri di risposta specifici per il centro storico di Spoleto Alessandro Vuan, Andrea Restivo e Enrico Priolo 1. Introduzione Scopo di questa parte di studio è il calcolo degli spettri di risposta specifici per i siti dove sono state effettuate registrazioni di terremoti a Spoleto. In estrema sintesi, gli spettri specifici di sito sono stimati calcolando il moto sismico risultante in superficie presso ogni sito per un insieme di azioni sismiche di riferimento, e confrontando gli spettri di risposta risultanti con gli spettri di progetto definiti dalla normativa antisismica. La procedura utilizza due ingredienti fondamentali: 1) le curve di risposta spettrale di Fourier di sito, e 2) un insieme di storie accelerometriche che rappresentano l azione sismica attesa. Il moto del suolo alla superficie del sito è calcolato attraverso un operazione di convoluzione della risposta spettrale di sito con le storie accelerometriche selezionate. Le storie accelerometriche, siano esse registrate o sintetiche, devono essere compatibili con la storia sismica e le stime di pericolosità dell area studio. Allo scopo di ottenere spettri di risposta che abbiano un legame con un pre-assegnato periodo di ritorno, espresso in anni, è necessario ancorare i valori di input ai valori di accelerazione di picco e spettrali stimati in corrispondenza per l area studio (ad es.: 10% di probabilità di superamento in 50 anni significa 475 anni di periodo di ritorno). La scelta del periodo di ritorno è dettata da considerazioni di carattere ingegneristico derivanti dall importanza delle strutture in esame, dal loro utilizzo e dal periodo di vita loro assegnato. In assenza di altre indicazioni, si calibrano le stime di pericolosità sul periodo di ritorno di 475 anni. Il primo passo di questo studio consiste dunque nel definire il moto del suolo atteso a Spoleto su roccia (suolo di tipo A) per il periodo di ritorno di 475 anni. Tuttavia è altrettanto essenziale caratterizzare la sismicità dell area, ovvero 1

4 identificare quali sono i terremoti più pericolosi. Queste informazioni pilotano la scelta dei sismogrammi che costituiscono l azione sismica. La risposta spettrale di sito è quella già stimata dalle registrazioni di terremoti (Restivo, 2007), sebbene con alcune minime modifiche che saranno descritte nel seguito. In sintesi, la procedura utilizzata per determinare degli spettri di progetto specifici per i 17 siti dove sono state effettuate registrazioni di terremoti è la seguente: 1. Selezione di storie accelerometriche registrate da stazioni poste su roccia (suolo A) compatibili con i livelli di accelerazione spettrale e di picco assegnati a Spoleto in base all OPCM 3274/2003 e corrispondenti a terremoti rappresentative della storia sismica di Spoleto. 2. Per ogni sito, utilizzando le storie accelerometriche selezionate al punto 1) come azione sismica al bedrock, calcolo del moto sismico risultante in superficie presso ogni sito in base alla risposta spettrale di Fourier stimata dai terremoti. 3. Calcolo dei fattori di amplificazione, degli spettri di risposta e della loro incertezza, e confronto con gli spettri di progetto e a pericolosità uniforme da normativa. Per il centro storico di Spoleto, in particolare, i criteri generali sopra enunciati si specificano nelle seguenti regole di selezione: 1. Registrazioni effettuate da stazioni accelerometriche poste su suolo rigido con Vs30 > 1000 m/s. In questo modo viene garantita la consistenza con il suolo della stazione di riferimento posta a Spoleto presso la Rocca Albornonziana, dove la litologia del suolo è costituita da Corniola. 2. Base bibliografica di riferimento per caratterizzare la sismicità dell area studio è il catalogo parametrico di sorgenti DISS (DISS Working Group, 2006), che rappresenta la fonte più aggiornata e completa per i terremoti avvenuti in ambito italiano. 3. Gli accelerogrammi selezionati devono avere: 3.1 Accelerazioni di picco compatibili con l accelerazione di picco stimata per Spoleto in base all OPCM 3274/2003 ( g); 2

5 3.2 Spettri di risposta compatibili con gli spettri a pericolosità uniforme definiti nel progetto S1 (DPC-INGV) per Spoleto e pubblicato sul sito web: Qui di seguito saranno descritti in dettaglio quali terremoti sono stati scelti come riferimento per l area di Spoleto, da quali banche dati sono estratti gli accelerogrammi spettro-compatibili e le caratteristiche del data-set creato (Paragrafo 2 e 3). Come già detto, gli spettri di risposta specifici di sito sono dedotti dal moto del suolo calcolato alla superficie dei siti investigati convolvendo le azioni sismiche selezionate con la curva di risposta spettrale di Fourier stimata dalle registrazioni di terremoti (Paragrafo 4). Unitamente ai risultati delle indagini geofisiche effettuate nel corso del progetto, questi spettri di risposta ed il loro confronto con gli spettri di progetto definiti in base alla normativa (anche questi descritti nel Paragrafo 4) costituiscono la parte più importante di materiale che viene consegnato all Amministrazione Comunale di Spoleto e alla Regione Umbria per la gestione del territorio urbano. 2. Terremoti caratteristici e pericolosità sismica per l area della città di Spoleto Il catalogo parametrico DISS rappresenta senza dubbio la base di dati parametrici più completa ed aggiornata che definisce le più importanti sorgenti e strutture sismogeniche presenti in Italia (DISS Working Group, 2006). Esso è stato sviluppato nell ambito del progetto nazionale S2 (cfr. Bibliografia), svolto all interno della convenzione triennale tra il Dipartimento Nazionale di Protezione Civile (DNPC) e l Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), e include i risultati più recenti ottenuti in questi ultimi anni. Questo catalogo è stato scelto come base di riferimento per individuare i terremoti più importanti per la città di Spoleto. Delineare le classi di magnitudo e distanza che maggiormente influiscono sulla pericolosità sismica a Spoleto è indispensabile per indirizzare la ricerca di registrazioni accelerometriche il più possibile compatibili con le caratteristiche della sismicità dell area studio. In Fig. 1 mostriamo una mappa 3

6 dell area di Spoleto dove i rettangoli contornati in rosso evidenziano la posizione delle faglie associate ai terremoti storici più importanti. Queste informazioni sono raccolte in Tabella 1. Fig.1 Mappa dell area di Spoleto con le sorgenti sismiche presenti nel database DISS Tab. 1 Sorgenti sismiche da DISS utilizzate per definire classi di magnitudo e distanze dei terremoti di riferimento per l area di Spoleto. 4

7 Le informazioni sulla pericolosità sismica dell area dove sorge la città di Spoleto possono essere facilmente raccolte dal sito web del progetto nazionale S1 ( Tra i vari prodotti messi a disposizione si trovano i dati di base per valutazioni di pericolosità sismica, ovvero i valori di accelerazione di picco e di accelerazione spettrale a g per 10 periodi di oscillazione (T = 0.10, 0.15, 0.20, 0.30, 0.40, 0.50, 0.75, 1.00, 1.50, 2.00 s) e per otto periodi di ritorno (T R = 30, 50, 72, 100, 140, 200, 1000, 2500 anni). Come si vede in Fig. 2, l accelerazione di picco attesa a Spoleto per periodo di ritorno 475 anni ha valori compresi tra 0.2 g e g. Lo spettro a pericolosità uniforme specifico per il centro storico di Spoleto è costruito, in accordo a quanto indicato nell OPCM 3519/2006, sulla base di questi dati. Fig. 2 Mappe interattive di pericolosità sismica sviluppate nell ambito del progetto sismologico S1 (DNPC-INGV). Sulla base del valore di accelerazione di picco avente il 10% di probabilità di eccedenza in 50 anni, l OPCM 35194/2006 classificherebbe il centro storico di Spoleto in zona 2. 5

8 3. Selezione di accelerogrammi I criteri di selezione delle azioni sismiche di riferimento (accelerogrammi) da utilizzare per valutare il comportamento dinamico di edifici e strutture sono definiti nell OPCM 3274/2003. Gli stessi criteri sono qui seguiti per la costruzione del data-set di storie temporali con cui viene stimato il moto del suolo alla superficie dei siti investigati e sono costruiti gli spettri di risposta specifici. Questi accelerogrammi possono essere sia osservati (ovvero, registrati da strumenti) sia calcolati, ma è importante in entrambi i casi usare la massima cautela ed applicare un sano senso critico per essere sicuri che i dati che rappresentano l input sismico siano di buona qualità (ovvero non contengano rumori spuri) e rappresentino coerentemente il fenomeno nell area studio. La normativa impone che le serie temporali accelerometriche selezionate come input abbiano spettri di risposta con smorzamento al 5% compatibili (ovvero abbiano uno scarto non superiore al 10%) con lo spettro a pericolosità uniforme di riferimento su tutta la banda di periodi compresa tra 0.15 s e 2.0 s. E stato osservato da più parti che non è opportuno applicare i criteri appena esposti nella selezione di ogni singolo accelerogramma, ma piuttosto questi devono essere utilizzati per la selezione di gruppi di accelerogrammi (Bommer and Acevedo, 2004; Workshop INGV-ReLUIS, 2006). Le ragioni si fondano sulla considerazione che lo spettro a pericolosità uniforme rappresenta un inviluppo delle risposte a vari terremoti e che la registrazione di un singolo terremoto contiene sempre picchi e buchi spettrali derivanti fattori fisici, quali il processo di sorgente e la propagazione del campo d onda. E dunque pratica ormai consolidata costruire il data-set di accelerogrammi in modo che la media dei loro spettri di risposta sia spettrocompatible con lo spettro ad hazard uniforme. In questo modo è anche possibile avere maggiore successo nella ricerca di un congruo numero di serie temporali adatte, e viceversa si può evitare di ricorrere all approccio spesso utilizzato di riscalare l ampiezza di accelerogrammi registrati per magnitudo e distanze differenti da quelle delle classi di riferimento, pratica che porta alla violazione delle leggi di scala fondamentali. In questo studio, per la scelta degli accelerogrammi sono stati utilizzati: 6

9 alcuni data-set mondiali di riferimento liberamente accessibili, come KiK-Net, K-Net, COSMOS e PEER-NGA, che garantiscono gran varietà di dati, alcuni dei quali di ottima qualità; un data-set di alta qualità recentemente realizzato all interno del progetto nazionale INGV-DNPC S5, per valutare gli spostamenti nella banda dei lunghi periodi; delle procedure consolidate per la generazione di accelerogrammi sintetici (Deodatis, 1996), con il fine di completare il data-set per le classi ove le registrazioni fossero insufficienti. La rete giapponese KiK-Net è una delle reti accelerometriche digitali più moderne. I suoi dati sono liberamente accessibili in internet e sono corredati da classificazioni di sito molto accurate. L archivio di forme d onda di KiK-Net, oltre ad essere molto ricco in termini di registrazioni per numero e tipologia di siti, è anche dotato di un numero considerevole di eventi per ogni classe di magnitudo. Questo permette di operare delle ricerche di forme d onda spettro-compatibili con alte probabilità di successo e di non dover operare riscalature di registrazioni non congruenti. La Tab. 2 riassume i risultati della ricerca effettuata in KiK-Net secondo i criteri riassunti in Tab. 1. Tra gli accelerogrammi selezionati sono state trovate 3 registrazioni accelerometriche compatibili con lo spettro a pericolosità uniforme di Spoleto (Tab. 3). Gli spettri di queste registrazioni (Fig. 3) ricadono nelle classi di distanze e magnitudo individuate per Spoleto e campionano l intervallo di valori determinato dagli spettri di risposta a pericolosità uniforme con periodi di ritorno compresi tra 200 e 1000 anni. La mediana dei tre spettri selezionati (curva verde in Fig. 3) è consistente con lo spettro a uniform hazard per il periodo di ritorno di 475 anni. Un esempio degli accelerogrammi selezionati è mostrato in Fig. 4. Tab. 2 Sommario delle registrazioni accelerometriche disponibili nella rete KiK-Net (colonne 4-6) che soddisfano i criteri indicati (prime tre colonne) sulla base della Tab. 1. 7

10 Oltre ai dati della rete KiK-Net sono state esaminate anche le banche dati della rete K-net e del data-set COSMOS. Tuttavia, in queste banche dati non sono state trovate registrazioni utili ed affidabili. Riguardo ai dati della rete K-net, essi offrono minore varietà rispetto a quelli di KiK-Net, pochissime stazioni collocate su suolo di tipo A e classificazione di sito lacunose. Per quanto riguarda il database americano COSMOS, la scarsità di informazioni di dettaglio sulla tipologia del suolo delle stazioni ne ha scoraggiato l uso. Il database di accelerogrammi creato nell ambito del progetto sismologico DPC-INGV S5 costituisce la base di dati su cui è stato calibrato l intero impianto della stima della pericolosità in spostamento per il territorio nazionale italiano. Si tratta di un data-set relativamente ridotto ma di elevatissima qualità, con rigorose classificazioni di sito. Due registrazioni di questo data-set sono risultate compatibili con lo spettro di risposta a pericolosità uniforme di Spoleto per periodo di ritorno di 475 anni (Tab. 3). Ricordiamo che la compatibilità spettrale riguarda la mediana degli spettri di risposta delle due registrazioni. Le due storie accelerometriche presentano caratteristiche spettrali complementari (Fig. 5): la serie relativa all aftershock M5.5 di Colfiorito registrato presso la stazione Casermette è compatibile nella banda delle alte frequenze (f > 3Hz), mentre quella relativa la terremoto islandese di Selfoss è compatibile in bassa frequenza (f < 3 Hz). Terremoto Data Ora MW Distanza (km) Meccanismo focale Prof [km] Nome stazione Stazione Com p. Sendai Pref. 26/07/ : inverso 12 Tajiri MYGH06 EW Mid Niigata Pref. 27/10/ : obliquo 13 Nagaoka NIGH01 NS Mid Niigata Pref. 23/10/ : inverso 7 Kamo NIGH06 NS South Iceland 21/06/ : trascorrente 15 Selfoss-City Hall 112 EW Umbria Marche Colfiorito 06/10/ : normale 7 (aftershock) Casermette CLC NS M59D16 Sintetico M58D19 Sintetico M63D29 Sintetico M63D35 Sintetico M68D40 Sintetico M67D48 Sintetico Tab. 3 Data-set accelerometrico creato per la stima degli spettri di risposta specifici per il sito. 8

11 Fig. 3 Spettri di risposta delle tre registrazioni accelerometriche estratte dalla rete KiK-Net. In verde: spettro di risposta mediano per i tre eventi selezionati. In blu: spettri a pericolosità uniforme per diverso periodo di ritorno su suolo A (curve in blu) caratteristici per Spoleto. Lo spettro medio (curva verde) è compatibile con lo spettro a pericolosità uniforme con periodo di ritorno 475 anni nella banda [0.15 s, 2.0 s]. Fig. 4 Esempio di accelerogrammi selezionati dalla rete KiK-Net spettro-compatibili con la pericolosità sismica di Spoleto (periodo di ritorno 475 anni). Evento registrato in data 10/04/2006 dalla stazione NIGH06 su suolo di tipo A (componente EW in alto, NS in basso). Classe di selezione (Tab. 2): 6.6 M 7.0, 20 km D 55 km. 9

12 Fig. 5 - Spettri di risposta delle due registrazioni accelerometriche estratte dal data-set del progetto sismologico S5. In rosso: Registrazione del terremoto M5.5 a Colfiorito-Casermette durante la sequenza sismica dell Umbria-Marche In magenta: registrazione della rete islandese (stazione Selfoss) di un evento M6.4. La mediana degli spettri di risposta delle due registrazioni è spettro compatibile con lo spettro a pericolosità uniforme per Spoleto con periodo di ritorno di 475 anni. Il metodo per la sintesi numerica di serie temporali spettro-compatibili si basa sul lavoro di rappresentazione spettrale di Deodatis (1996), e applica la Random Vibration Theory seguendo un approccio proposto da Papageorgiu ( I parametri di input sono lo spettro di risposta, la magnitudo e la distanza epicentrale. La scelta dello spettro di risposta viene impostata secondo le esigenze (es.: <Spettro di progetto Zona1 SuoloC>, oppure <Spettro a pericolosità uniforme 30, 50, 100, 475, 1000, 2500 anni>). In output viene restituita una serie temporale in accelerazione consistente con lo spettro di riferimento definito in input. Due esempi di serie accelerometriche calcolate sono mostrati in Fig. 6. Il limite di questa metodologia è costituito dal fatto che le forme d onda prodotte non realizzano nessuna fisica della propagazione del campo d onda e della sorgente sismica, se non per la legge di scala che lega l ampiezza e la durata del segnale al valore di magnitudo (ad esempio: la lunghezza dell accelerogramma dipende linearmente dalla classe di magnitudo e la distanza dell evento di riferimento). In conseguenza, non vengono calcolate le tre componenti del moto fisicamente correlate. Nel data-set di questo studio sono state incluse sei serie sintetiche, in modo da ottenere un buon campionamento delle classi di magnitudo e distanze definite in Tab

13 In sintesi, il data-set creato per questo studio (Tab. 3) comprende 11 serie accelerometriche, di cui 5 registrate (rispettivamente 3 della rete KiK-Net e 2 del progetto sismologico S5) e 6 sintetiche. (a) (b) Fig. 6 Esempi di accelerogrammi sintetici spettro-compatibili calcolati con la procedura di Deodatis (1996) secondo diversi criteri di scelta. (a) Magnitudo M=6.8 e distanza ipocentrale 40 km; (b) magnitudo 6.4 e distanza 35 km. In alto: serie temporale. In basso: spettri di progetto su suolo A per Zona 1 e Zona 2 (curve di colore magenta); spettro a pericolosità uniforme con periodo di ritorno 475 anni (curva blu); spettro di risposta dell accelerogramma mostrato nel pannello superiore (curva rossa). 11

14 4. Calcolo degli spettri di progetto caratteristici per il centro storico di Spoleto In questo capitolo viene descritta la procedura utilizzata per ottenere gli spettri di risposta specifici per i 17 siti dove sono state effettuate registrazioni di terremoti. In Tab. 4 sono elencati i siti investigati nel progetto e sono riassunte le principali informazioni sull ubicazione ed l effettivo periodo di operatività di registrazione delle stazioni. La procedura utilizzata per ogni sito è la seguente: 1. Definizione della risposta spettrale di Fourier specifica. 2. Utilizzando le storie accelerometriche del data-set selezionato, calcolo delle storie accelerometriche alla superficie del sito, ottenute attraverso convoluzione dell input sismico con la funzione di risposta spettrale di sito. 3. Calcolo della mediana degli spettri di risposta e della loro incertezza, e confronto con gli spettri di progetto e a uniform hazard da normativa. 4.1 Definizione della risposta spettrale specifica di sito Il primo punto concerne la definizione della risposta spettrale di Fourier specifica per ogni sito. In Restivo (2007) sono descritte le risposte spettrali stimate per i siti investigati attraverso il metodo dei rapporti spettrali rispetto al sito di riferimento (Reference-Site-Spectral-Ratio, RSSR). Questa tecnica fornisce in linea teorica un ottima stima della risposta in banda larga, tuttavia non è in grado di stimare la risposta in bassa frequenza (f < 2 Hz) quando si basa sull analisi di terremoti deboli locali di scarsa durata. Per dare maggiore robustezza alla stima della risposta nella banda delle basse frequenze, è stata calcolata la risposta spettrale di sito con la tecnica della Receiver Function (Langston, 1979). Essenzialmente questa tecnica consiste nel calcolare il rapporto spettrale tra la componente orizzontale e quella verticale di registrazioni di telesismi. Maggiori dettagli e un esempio di applicazione di questa tecnica sono descritti, ad esempio, in Barnaba et al. (2007). Con questa tecnica è stato elaborato un sottoinsieme di circa 10 eventi lontani (R > 40 km) tra quelli registrati durante l intero periodo di acquisizione (cfr. Allegato A6) utilizzando finestre temporali lunghe 20 s. Le curve di risposta spettrale calcolate con questo 12

15 metodo saranno indicate nel seguito con la sigla RFEQ. In alcuni siti, acquisiti durante la seconda fase, è stato anche calcolato il rapporto spettrale della registrazione del terremoto profondo M5.7 del 26/10/2006 con epicentro nel Mar Tirreno (indicato con la sigla HVEQ). Tab. 4 Sommario dei siti per i quali sono state effettuate registrazioni di terremoti e risposte spettrali di sito. Sono indicati i codici dei siti, i riferimenti geografici e il periodo di operatività delle stazioni. 13

16 Come già accennato, la risposta spettrale di Fourier di sito utilizzata per calcolare la risposta all azione sismica di progetto è rappresentata dalla media tra la risposta calcolata rispetto al sito di riferimento e la risposta calcolata con il metodo della Receiver Function da terremoti distanti. La media tra le due tecniche rappresenta un buon compromesso in una banda dove esistono delle marcate amplificazioni per frequenze inferiori a 3 Hz. Le risposte spettrali così calcolate per ogni sito sono mostrate nei pannelli specifici visualizzati nelle Figg (linee gialle). Un controllo sul livello medio di amplificazione di ogni sito può già essere effettuato calcolando la media delle curve di amplificazione spettrale di Fourier nella banda di periodi 0.1s - 2 s. La Fig. 7 mostra questi valori sovrapposti alla mappa della frequenza fondamentale di vibrazione dedotta dai rapporti spettrali di rumore sismico. Si nota la buona correlazione tra l amplificazione media osservata presso i siti e la distribuzione della frequenza del picco di risonanza. 4.2 Spettri di risposta specifici per il sito In questo paragrafo sono sviluppati i punti 2) e 3) della procedura precedentemente enunciata. Utilizzando come input sismico le serie accelerometriche del data-set selezionato si calcolano le corrispondenti risposte al sito attraverso convoluzione con la funzione di risposta spettrale di Fourier del sito. Ricordiamo che il dataset di accelerogrammi selezionato rappresenta un insieme di azioni sismiche di progetto rappresentativo della pericolosità sismica stimata per Spoleto. La Fig. 8 mostra un esempio di quanto appena descritto. Le Figure dalla 9 all 25 mostrano i risultati ottenuti per tutti i 17 siti investigati. Per ogni figura, nel pannello grande sono confrontati gli spettri di progetto specifici per i diversi siti (curve in verde), in termini di valore mediano e stima dell errore (prima deviazione standard), con gli spettri di progetto calcolati in base all OPCM 3274/2003 per Zona 1 e 2 su suolo A e suolo BCE (curve rosse e blu). Nella medesima figura è mostrato anche lo spettro a pericolosità uniforme calcolato per Spoleto. 14

17 Fig. 7 Ubicazione dei siti dove vengono ricavati gli spettri di progetto specifici e amplificazione media ricavata dalle indagini di risposta di sito nell intervallo s (bollino verde). La mappa di base riproduce la frequenza del picco di risonanza misurata dalle analisi H/V di rumore ambientale. Fig. 8 Esempio di convoluzione per il calcolo della risposta di sito ad una determinata azione sismica. Il sismogramma in rosso rappresenta quello che si registrerebbe in superficie a seguito dell azione sismica rappresentata in blu. Il sismogramma in input è una delle registrazioni effettuate a Spoleto. Si noti l elevata ampiezza del moto presso il sito caratterizzato da suolo C. 15

18 Dalle figure si riconoscono facilmente sia i siti caratterizzati da forte amplificazione sia gli spettri di progetto che potrebbero essere adottati per i singoli siti. Tutti i siti ubicati nel cuore dell area sud-ovest del centro mostrano spettri di risposta specifici tipici di suoli BCE, corrispondenti in alcuni casi a Zona 2, in altri a Zona 1, e in alcuni casi (es: i siti KSP05 e KSP17) eccedenti abbondantemente quelli di Zona 1. D altra parte, si riconosce come l amplificazione sia molto minore nell area nord-est del centro: in particolare, tre siti caratterizzati da risposta piatta (KSP01) o quasi (KSP14, KSP20) hanno spettri di risposta specifici che si adattano molto bene allo spettro di progetto di Zona 1 e Suolo A. Ricordiamo che il sito di riferimento per la stima della risposta sismica da terremoti era il KSP01 ubicato presso la Rocca Albornonzana. 5. Conclusioni In questo studio sono stati calcolati gli spettri di risposta specifici per i siti del centro storico di Spoleto dove sono stati registrati terremoti. Per eseguire questo lavoro sono state definite le principali caratteristiche della sismicità di Spoleto (classi magnitudo-distanza dominanti); è stato costruito un data-set specifico di storie accelerometriche di progetto compatibile con la sismicità e i livelli di pericolosità stimati per l area; sono state calcolate per ogni sito le risposte sismiche specifiche per l input di progetto; infine, sono stati calcolati gli spettri di risposta specifici per ogni sito, e questi sono stati confrontati con gli spettri di progetto da normativa. Si riconoscono, all interno del centro storico di Spoleto due aree caratterizzate da risposta molto diversa. Nell area a nord-est la risposta è tipicamente piatta e gli spettri di risposta specifici per i siti si adattano molto bene allo spettro di progetto di Zona 1 e Suolo A. Nell area a sud-ovest, invece, gli spettri di risposta specifici portano sommariamente a spettri di progetto tipici di suoli BCE corrispondenti a Zona 2 o Zona 1. In quest area, tuttavia, si riconoscono alcuni siti dove l amplificazione è molto elevata: per questi siti potrebbero essere necessario adottare delle soluzioni specifiche. 16

19 Fig. 9 Sito KSP01. Pannello principale: spettri di risposta specifici (curve verdi) confrontati con gli spettri di progetto come da OPCM 3274/2003 per Zona 1 e Zona 2 su suolo A e suolo BCE (curve rosse e blu). Le curve verdi mostrano la mediana e l errore associato (prima deviazione standard) della famiglia di spettri di risposta specifici calcolati dal data-set di accelerogrammi selezionati tramite convoluzione con la risposta spettrale di Fourier specifica di sito (pannello piccolo). La risposta spettrale specifica di sito è calcolata come media (in giallo) della risposta stimata da terremoti con il metodi RSSR e RFEQ. La curva rossa mostra, a titolo di confronto, il rapporto spettrale H/V calcolato dal rumore sismico, e, in alcuni siti anche il rapporto spettrale HVEQ ottenuto dalla registrazione del terremoto profondo del 26/10/2006 con epicentro nel Mar Tirreno 17

20 Fig. 10 Sito KSP02: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig. 9. Fig. 11 Sito KSP03: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig. 9. Fig. 12 Sito KSP04: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig

21 Fig. 13 Sito KSP05: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig. 9. Fig. 14 Sito KSP06: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig

22 Fig. 15 Sito KSP07: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig. 9. Fig. 16 Sito KSP08: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig

23 Fig. 17 Sito KSP09: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig. 9. Fig. 18 Sito KSP10: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig

24 Fig. 18 Sito KSP12: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig. 9. Fig. 19 Sito KSP13: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig

25 Fig. 20 Sito KSP14: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig. 9. Fig. 21 Sito KSP17: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig

26 Fig. 22 Sito KSP18: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig. 9. Fig. 23 Sito KSP19: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig

27 Fig. 24 Sito KSP20: spettri di risposta specifici. Altri dettagli come in Fig

28 Riferimenti bibliografici Barnaba C., E. Priolo, A. Vuan, and M. Romanelli (2007). Site Effect Of The Strong-Motion Site At Tolmezzo-Ambiesta Dam In Northeastern Italy, Bull. Seis. Soc. Am., 97 (1B), , doi: / Bommer J. J. and Acevedo A. B. (2004). The Use of Real Earthquake Accelerograms as Input to Dynamic Analysis. J. Earthq. Eng., 8, Special Issue 1, Convenzione INGV-DPC / Progetto S2 Valutazione del potenziale sismogenetico e probabilità di forti terremoti in Italia. Convenzione INGV-DPC / Progetto S5 Definizione dell input sismico in base agli spostamenti attesi COSMOS (Consortium of Organizations for Strong-Motion Observation Systems) Virtual Data Center. Deodatis, G., (1996), Non-stationary Stochastic Vector Processes: Seismic Ground Motion Applications, Prob. Eng. Mech., Vol. 11, pp DISS Working Group (2006). Database of Individual Seismogenic Sources (DISS), Version 3.0.2: A compilation of potential sources for earthquakes larger than M 5.5 in Italy and surrounding areas. INGV 2005, Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia Gruppo di lavoro CPTI (2004). Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani, versione 2004 (CPTI04), INGV, Bologna. KiK-Net (Kiban-Kyoshin Digital Strong-Motion Seismograph Network). National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, K-Net (Kyoshin Net). National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention, Langston, C.A. (1979). Structure under Mount Rainier, Washington, inferred from teleseismic body waves. J. Geophys. Res., 84, OPCM Ordinanza n del 20 marzo 2003 Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica. Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana n. 105 del 08/05/2003 OPCM Ordinanza n del 28 aprile Pericolosità sismica di riferimento per il territorio nazionale. Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana, n 108 del 11/05/2006 PEER-NGA (Pacific Earthquake Engineering Research Center: NGA Database). Restivo A. (2007). Rapporti spettrali rispetto ad un sito di riferimento (RSSR) da registrazioni di terremoti nella città di Spoleto (PG) Documento conclusivo. Convenzione tra Comune di Spoleto e OGS per lo studio di microzonazione del centro storico della città di Spoleto. Istituto Nazionale di Oceanografia e 26

29 di Geofisica Sperimentale (OGS), Dipartimento Centro di Ricerche Sismologiche, Rel. OGS 2007/54-CRS/13. Workshop INGV-ReLUIS (2006). Input Sismico. Anacapri, giugno