LAB RENEW_MEL Città di Reggio Calabria Università degli Studi Mediterranea Aprile 2014 Un Edificio laboratorio

Transcript

1

2

3 Comune di Reggio Calabria Provincia di Reggio Calabria LAB RENEW_MEL Città di Reggio Calabria Aprile 2014 Un Edificio laboratorio R4_RELAZIONE SULLA PERICOLOSITÀ SISMICA Data, Agosto 2014 Il Geologo Michele Mandaglio

4

5 INDICE PREMESSA 3 1. POSIZIONE GEOGRAFICA 4 2. INQUADRAMENTO TETTONICO REGIONALE Regione sismo-tettonica INDAGINI GEOGNOSTICHE PERICOLOSITÀ E RISCHIO SISMICO Assetto geo-strutturale e sismotettonico Pericolosità sismica MODELLAZIONE SISMICA DI SITO E AZIONE SISMICA DI PROGETTO Caratterizzazione sismica categoria di suolo Caratterizzazione sismica mediante Vs Amplificazione sismica e azione sismica di progetto 25 2

6 Premessa La presente relazione si riferisce al progetto per la realizzazione del Laboratorio LAB RENEW_MEL. MASW (Multichannell Analytical Surface Waves) che l Università Mediterranea di Reggio Calabria intende realizzare sul litorale marino alla foce del Torrente Calopinace ed è stata redatta per determinare la pericolosità sismica di base in conformità Norme tecniche per le costruzioni (NTC 2008). Con tali fini è stato elaborato il presente studio per i lavori in oggetto, che definisce, tra l altro, gli aspetti relativi alla caratterizzazione sismica dei terreni cui fare riferimento per la verifica delle prestazioni attese, come previsto nei 3.2 e 7.11 delle N.T.C. nonché nei C.3.2. e C della Circolare del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici 02/02/09 n 617 La caratterizzazione sismica del sito in cui sarà realizzato l intervento è stata effettuata sulla base delle indagini sismiche di tipo MASW eseguite da N. & G. per conto del Comune di Reggio Calabria (INDAGINI GEOFISICHE PER IL PROGETTO INERENTE LA REALIZZAZIOINE DI UN PONTE IN C.A. NEL TRATTO ANTISTANTE LA FOCE DEL TORRENTE CALOPINACE riportate in allegato) In conformità alle normative sopra richiamate, quindi, la relazione sulla pericolosità sismica illustra L inquadramento geologico, L inquadramento geomorfologico, Gli aspetti sismici e sismotettonici del sito, La categoria sismica di suolo cui fare riferimento per la verifica delle prestazioni attese delle opere previste in progetto, secondo quanto stabilito dal D.M e dalla relativa Circolare n 617 del La pericolosità sismica di sito e l azione sismica di progetto. 3

7 1. POSIZIONE GEOGRAFICA L intervento andrà a interessare il tratto di litorale marino a sud della Stazione Centrale di Reggio Calabria, in corrispondenza della foce della Fiumara Calopinace. Si tratta di un territorio che pur essendo inserito nel tessuto urbano della città di Reggio Calabria, presenta ancora ampi spazi non edificati. L area d intervento è rappresentata nel foglio 254 III NE REGGIO CALABRIA della Carta d Italia dell I.G.M. (serie 25 V) utilizzata come base per la Carta Geologica ufficiale della Calabria ed è compresa nel Foglio n 601, MESSINA REGGIO DI CALABRIA della serie 25. Localizzazione Sito Intervento Fig. 1.1 Corografia dalla Carta d Italia scala 1:50000 IGMI. Foglio 601 Messina Reggio Calabria, IGM Una rappresentazione di maggior dettaglio si trova: - sulla Carta Tecnica Regionale 1:5000 (elemento N ). - sulla cartografia realizzata anche dal Comune di Reggio Calabria (Foglio N La Carrera, del rilievo aerofotogrammetrico 1:2.000). 4

8 Fig. 1.2 Stralcio dell elemento della Carta Tecnica Regionale Fig. 1.3 Stralcio del Foglio n Aerofotogrammetria in scala 1:2.000 del Comune di Reggio Calabria. 5

9 Fig.1. 4 Foto aerea del sito di interesse tratta da Google Earth Le coordinate geografiche espresse in gradi decimali e riferite al punto centrale del sito sono: Latitudine = Longitudine = L altitudine è di circa 4 metri s.l.m. L esatta posizione dell area e i rapporti con gli ambiti territoriali adiacenti possono essere individuati nelle figure che seguono oltre che nei grafici e nelle planimetrie di progetto. L area d intervento ricade parzialmente all interno di Aree da sottoporre ad interventi di bonifica e rinaturalizzazione (Piano Spiaggia) e parzialmente all interno di Aree per Servizi (Zona Territoriale Omogenea F del vigente PRG). 6

10 2. INQUADRAMENTO TETTONICO REGIONALE Il territorio in cui ricade l area d intervento fa parte della vasta regione - tettonica definita nel suo complesso Arco Calabro Peloritano, qui caratterizzato dal Graben dello Stretto di Messina al quale, sul fronte calabro emerso, corrispondono l Horst dell Aspromonte e il meno esteso Horst di Piale che delimitano verso est l ampia depressione controllata da più sistemi di faglie, nota in letteratura come Bacino di Reggio. Si tratta di una regione interessata da intensi movimenti tettonici verticali ancora attivi, che hanno dato origine al rapido sollevamento dell Aspromonte in Calabria e dei Monti Peloritani in Sicilia e allo sprofondamento dello Stretto. Figura 2.1 L Arco Calabro Peloritano nell evoluzione tettonica del Mediterraneo centrale (da Lentini et al., 2005, mod.) Secondo gli studi più noti, la struttura principale di questa regione sarebbe rappresentata da uno slab orientato in direzione NE-SW e immergente a NW, posto sul fronte ionico, verso il quale sembra dirigersi l intero Arco Calabro Peloritano (v. figura 2.1 e 2.2). 7

11 Figura 2.1 Spostamento tettonico dell Arco Calabro Peloritano. L area studiata ricade nella zona centrale del Bacino di Reggio Calabria, fossa articolata e complessa posta tra il margine sud-occidentale dell Aspromonte e lo Stretto di Messina, il cui sviluppo è controllato da più sistemi di faglie alcune delle quali sono cieche (blind foult) o comunque disposte sui fondali marini dello Stretto, mentre altre caratterizzano la parte emersa del bacino (Figura 2.3). 8

12 Fig.2.3.Strutture tettoniche della Calabria meridionale Caratteristica comune a molte faglie sembra essere quella di avere piani di scorrimento prossimi alla verticale lungo i quali si verifica il sollevamento discontinuo del basamento cristallino scandito dalle scarpate che delimitano il bordo esterno dei terrazzi pleistocenici che accompagnano il sollevamento polifasico della Calabria meridionale almeno dal Pleistocene. Nel Bacino di Reggio, dove importanti fenomeni di subsidenza hanno accentuato la depressione rispetto all entroterra appenninico in sollevamento, si sono succeduti diversi cicli di sedimentazione.i sedimenti più antichi, deposti in aree marine peri-costiere e generalmente a debole profondità, risalgono al Miocene (Calcareniti e Sabbie molassiche) e sostengono potenti successioni, più o meno continue e spesso in forte discordanza stratigrafica e angolare, di sedimenti plio-pleistocenici di facies deltizia e continentale (Ghiaie e sabbie di Messina) apicalmente ricoperti da depositi olocenico attuali di facies francamente continentale (Depositi di terrazzo e Deposti alluvionali). La continuità stratigrafica della sedimentazione mostra tracce evidenti di fenomeni tettonici e faglie, ma nelle aree emerse è lateralmente interrotta dagli intensi processi erosivi che hanno inciso e segmentato le formazioni, in particolare quelle pleistoceniche, di cui spesso restano soltanto modesti affioramenti isolati alla sommità dei rilievi interfluviali. Per altro va posto in evidenza che i sedimenti plio-pleistocenici del bacino di Reggio Calabria appoggiano con uguale frequenza sui litotipi del basamento cristallino- 9

13 metamorfico oppure sui sedimenti miocenici i quali comunque, talvolta anche in aree prossime alla costa, appoggiano sullo stesso basamento. Però, in fase plio-pleistocenica, la formazione di gran lunga più importante è rappresentata dalle Ghiaie di Messina, formazione stratificata con andamento inclinato verso la parte assiale dello Stretto (clino-stratificazione) In tale contesto geologico, il Bacino della fiumara Calopinace - alla cui foce si trova l area di costruzione - a causa dei ripetuti processi tettonici e morfogenetici che hanno modellato i rilievi e il pattern idrologico dell entroterra, è andato incontro a una forte progradazione che, nel corso del tempo, ha prodotto l espansione della pianura alluvionale con un meccanismo analogo a quello rappresentato nella figura che segue. Figura 2.4 Meccanismo di progradazione [1 Sabbie (bottom set);2 Ghiaie (foreset); 3 Depositi di litorale (topset)] 2.1 Regione sismo-tettonica Com è stato descritto nella Parte II, il territorio in cui ricade l area d intervento rientra nella struttura tettonica dello Stretto di Messina, caratterizzata da un'accentuata mobilità verticale da cui deriva il sollevamento dell'entroterra cristallino e dei terreni sedimentari sovrapposti - in un alternanza di fasi di sollevamento e rallentamento che hanno prodotto la caratteristica morfologia a gradinata - e da fenomeni di sovrascorrimento passivo e di rotazione anti-oraria,che traslano il blocco calabro verso sud-est. La configurazione sismo-tettonica dell area d interesse è governata da alcuni sistemi di faglie dirette di età recente, a prevalente orientazione NE SW, le quali delimitano il bordo orientale del bacino di Reggio Calabria nei confronti dell'horst dell'aspromonte e, più a nord, il bacino di Gioia ed il Graben del Mesima dalla dorsale interna. 10

14 Il complesso quadro strutturale è completato da altri importanti sistemi di faglie a orientazione NW-SE e, seppure in minor misura, ad andamento E-W e NW-SE. Legati a queste strutture sono i terremoti che, nel corso dei secoli, si sono succeduti nell area, assumendo talvolta intensità distruttiva (v. Fig Neotectonic Map of Italy CNR - Progetto finalizzato Geodinamica modificato). Figura 2.5 Carta neotettonica della Calabria meridionale e della Sicilia orientale (CNR Progetto finalizzato Geodinamica, modificata G.Mandaglio 2013). 11

15 Il potenziale sismogenetico deriva dalla correlazione delle strutture tettoniche con la posizione degli ipocentri dei terremoti più intensi, localizzati nella Piana di Gioia Tauro- Valle del Mesima, e a sud nello Stretto di Messina. Sulla Carta Neotettonica d Italia (CNR Progetto Finalizzato Geodinamica, 1991) si può notare che il massimo assoluto di attività sismica dell Arco Calabro è localizzato nello Stretto di Messina e nella Piana di Gioia - Bacino del Mesima, con un gran numero di terremoti di magnitudo M > 7 e profondità focali di circa 10 Km. Tali ricorrenze, estese a quelle che caratterizzano l intero territorio nazionale, hanno portato alla valutazione della massima intensità macrosismica risentita dalle diverse parti della penisola italiana e alla redazione di una specifica carta tematica (Carta della Massima intensità macrosismica risentita in Italia. INGV; Pres. Cons. Ministri - Dip. Protezione Civile.1996) uno stralcio della quale comprendente l area in esame è riportato nella pagina seguente (fig.2.6). Dall esame di tale Carta si evince chiaramente che il territorio di Reggio Calabria e quindi anche l area di costruzione rientrano in una zona in cui si sono verificati terremoti distruttivi con intensità MCS maggiore dell XI grado. Figura 2.6 Stralcio della Carta della massima intensità macrosismica risentita in Italia (INGV-SSN, 1995 e s.m.i) 12

16 3. INDAGINI GEOGNOSTICHE Il sito In cui sarà realizzato il laboratorio sperimentale previsto in progetto ricade interamente sopra i terreni alluvionali mobili e ciottolose (ac). Le unità in posto fino a -4.5m dal p.c. hanno caratteristiche geotecniche scadenti e sono composte quasi esclusivamente da materiale eterogeneo a caratterizzazione ghiaiosa, fortemente rimaneggiato. In precedenza, nella stessa zona era stata eseguita una campagna geognostica dalla N. & G. GEOLOGIA srl per conto dell Assessorato per le politiche per l'ambiente e arredo urbano - Settore tutela ambientale ufficio monitoraggio del comune di Reggio Calabria nell ambito degli interventi urgenti per il riassetto territoriale delle aree a rischio idrogeologico, relativi alle fiumare Annunziata, Calopinace, Sant'Agata e Armo. (v. figura successiva). 13

17 In particolare, e per gli scopi della presente relazione, per l area in esame (foce della Fiumara Calopinace) esiste anche una prova geofisica di tipo MASW che ha dato i seguenti valori: 14

18 4. PERICOLOSITÀ E RISCHIO SISMICO 4.1 Assetto geo-strutturale e sismotettonico Il settore settentrionale del territorio comunale di Reggio Calabria è caratterizzato da terrazzi marini incisi dal settore terminale della valle della Fiumara di Catona. Le superfici terrazzate sono riferibili al XII, XI e X ordine e sono datati al Pleistocene superiore (Miyauchi T. et al., 1994). La stratigrafia dei terrazzi è rappresentata da depositi conglomeratici e sabbioso conglomeratici pliocenici sovrastati da depositi alluvio-torrentizi, costieri e di ambienti di transizione Pleistocenici. Questi ultimi come già descritto hanno granulometria variabile da sabbie limose a conglomerati sabbiosi con locali orizzonti argillosi e argilloso limosi. Le superfici terrazzate appaiono dislocate dal sistema di faglie sismogenetiche di Cittanova che solleva l Aspromonte. Figura 4.1 Storia sismica (Intensità al sito) di Reggio Calabria (INGV) 15

19 Figura 4.2. Mappa schematica con i modelli di faglia ricostruiti per il terremoto del Le linee scure indicano l intersezione del piano di faglia con la superficie del suolo. La doppia linea bianca rappresenta il modello proposto da Brancaleoni et al. (2009); la linea grigio-scura rappresenta due soluzioni equivalenti ottenute senza considerare i parametri della faglia; la linea grigia chiara semplice rappresenta due soluzioni equivalenti ottenute fissando un angolo d inclinazione di 60 ; la linea nera indica le tracce geologiche delle faglie (a trattini dove dedotte o sommerse, segnati sul lato ribassato del blocco; ARF = Faglia di Armo; CF = Faglia di Cittanova ; MSGF = Faglia di Motta San Giovanni; RCF = Faglia di Reggio Calabria; SEF = Faglia di S. Eufemia; SF= Faglia di Scilla). I puntini neri indicano i punti della livellazione di Loperfido (1909). Il riquadro mostra le componenti di strike-slip e dip-slip per la faglia di Armo modellata con un angolo d inclinazione di 60 (linea rossa) calcolata dividendo la dislocazione di superficie in una griglia con maglie di 7 x 7 km. I risultati sono proiettati alla superficie del suolo. La proiezione è UTM-WGS Pericolosità sismica Nelle tabelle seguenti è sintetizzata la storia sismica di Reggio Calabria con i danni causati da ogni evento, ricostruiti con dati storici e strumentali. 16

20 17

21 Tabella dei terremoti storici Storia sismica di Reggio Calabria (INGV) [ Is = Intensità al sito (MCS); Np = Numero di osservazioni macrosismiche del terremoto; Ix = intensità massima (MCS); Mw = Magnitudo momento] L istogramma che segue (figura 8.3) evidenzia l intensità, l incremento di frequenza negli ultimi 5 secoli e il terremoto più importante (sisma del ), mentre la figura 8.4 rappresenta l intensità macrosismica di quel terremoto risentita nell area dello Stretto di Messina e nei territori confinanti. Figura 4.3. Storia sismica (Intensità al sito) di Reggio Calabria (INGV) 18

22 Figura 4.4 Distribuzione dell intensità macrosismica nel territorio di Reggio Calabria e Messina per il terremoto del 1908 (INGV - Stucchi et alii ) In termini di accelerazione massima al suolo, importante è la mappa di pericolosità sismica del territorio Italiano, approvata dalla Commissione Grandi Rischi (Fig 8.5). Tale carta, è la base di partenza per la valutazione dell azione sismica prevista dalle norme vigenti. Figura 4.5- Stralcio Mappa di pericolosità sismica del territorio nazionale (fonte INGV). 19

23 Per il territorio di Reggio Calabria,e in particolare per il sito di progetto, il riferimento è però costituito dalla griglia della figura 8.6. Figura Stralcio della Mappa di pericolosità sismica del territorio di interesse (il sito di progetto è posto in prossimità del centro della griglia (fonte INGV) 5. MODELLAZIONE SISMICA DI SITO E AZIONE SISMICA DI PROGETTO Le Nuove Norme Tecniche sulle Costruzioni (D. Min. Infrastrutture 14 gennaio 2008) raccolgono, modificano e organizzano le norme introdotte con il D.M. N 3274/2003 in base alle direttive dell Eurocodice 8 e riconoscono che anche in terreni ricadenti all'interno di un area avente la stessa classificazione, la risposta sismica può non essere omogenea, e subire incrementi o riduzioni strettamente dipendenti dalle situazioni geologiche, litostratigrafiche e geomorfologiche locali. Pertanto, alla sismicità generale dell area descritta in precedenza, deve essere associato uno studio specifico sulla risposta sismica locale che in sostanza deriva dalla storia geologica del sito. Le stesse Norme Tecniche, stabiliscono che, ai fini della definizione dell azione sismica di progetto è necessario valutare l effetto della risposta sismica mediante specifiche analisi in assenza delle quali si può fare riferimento ad un approccio semplificato (par. 3.2 delle NTC08). 20

24 Ai sensi dell art. 2 e 6 c. 1 dell allegato 3 al Regolamento Regionale n. 7 del 28 giugno 2012 (Procedure per la denuncia, il deposito e l autorizzazione di interventi di carattere strutturale perla pianificazione territoriale in prospettiva sismica di cui alla Legge regionale n. 35 del 19 ottobre Abrogazione regolamento regionale n. 18 dell 1dicembre 2009) e in virtù del fatto che le caratteristiche geologiche, geotecniche e sismiche del sito evidenziano la presenza di terreni omogenei (non vi sono variazioni orizzontali nell'area di progetto e nel suo intorno significativo), a densità crescente verso il basso, con aumento progressivo delle Vs con la profondità, lo scrivente ritiene sufficiente adottare la procedura semplificata poiché evidenzia con soddisfacente grado di attendibilità l'effetto dell'amplificazione di sito anche per opere appartenenti, come nel caso in esame, alla classe d uso III (paragrafi e delle NTC-08) 5.1 Caratterizzazione sismica categoria di suolo L approccio semplificato prevede l individuazione di categorie di suolo di riferimento. Le categorie di suolo standard previste dalla normativa sono le seguenti: Vs 30 (m/s) Categori a suolo Descrizione geotecnica (Nspt 30 ) (Cu 30 ) A Ammassi rocciosi affioranti e terreni molto rigidi caratterizzati da valori di V S30 = superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione con spessore massimo pari a 3 m. Vs 30 >800 B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o a grana fine molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V S30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero N SPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e C u,30 > 250 kpa nei terreni a grana fina). 360< Vs 30 <800 (Nspt > 50) (Cu >250 kpa) C Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche 180 < Vs 30< 360 (15 < Nspt < 50) 21

25 con la profondità e da valori di V S30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15<N SPT,30 < 50 nei terreni a grana grossa 70< C u,30 < 250 kpa nei terreni a grana fina). (70 < Cu < 250 kpa) D Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V S30 inferiori a 180 m/s (ovvero N SPT,30 < 15 nei terreni a grana grossa e C u,30 < 70 kpa nei terreni a grana fina). Vs 30 < 180 (Nspt < 15) (Cu < 70 kpa) E Terreni dei sottosuoli di tipo C o D di spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con V S30 > 800 m/s ). Alle quali sono state aggiunte altre due categorie riportate di seguito. S1 Depositi di terreni caratterizzati da valori di Vs30 inferiori a 100 m/s (ovvero 10<cu<20kPa), che includono uno strato di almeno 8 m di terreni a grana fine di bassa consistenza, oppure che includono almeno 3 m di torba o di argille altamente organiche. Vs30 < 100m/s IP>40 S2 Depositi di terreni suscettibili di liquefazione, di argille sensitive, o qualsiasi altra categoria di terreno non classificabile nei tipi precedenti La V s 30 che caratterizza le diverse categorie, corrisponde alla velocità media di propagazione delle onde sismiche trasversali (onde di taglio) nei primi 30 metri di profondità, ed il suo valore viene misurato per mezzo di appositi strumenti. Dalla categoria B in poi, in alternativa o a completamento delle Vs, è previsto l impiego di altri parametri (N SPT30, Cu 30 ). Quando si è in presenza di terreni multistrato, ognuno dei quali sia dotato di una sua specifica velocità, la VS 30 si calcola con l espressione: Vs hi Vi i 1, N dove: h i = spessore dello strato in metri; V i = velocità delle onde di taglio (per deformazioni σ < 10-6 dello strato i-esimo, per un totale di N strati presenti nei primi 30 metri di profondità). 22

26 La normativa prevede che la definizione della categoria di suolo sia eseguita con misure dirette delle onde V S30, anche se quando non si conoscono i valori di Vs 30 consente la caratterizzazione dei terreni mediante i valori di Nspt. 30 oppure della Cu 30 a secondo dei litotipi. 5.2 Caratterizzazione sismica mediante Vs30 Per il caso specifico, ai fini dell identificazione della categoria di suolo, avendo a disposizione i dati sismici provenienti dalle prove MASW - che restituiscono una misura pseudo diretta, continua e più attendibile rispetto ai valori di Nspt, di cui si è comunque tenuto conto -, la classificazione è stata effettuata in base ai valori della velocità equivalente Vs30 di propagazione delle onde di taglio entro i primi trenta metri di profondità scaturiti dalle prove MASW. Fino ad una profondità di circa 2.8 metri, le velocità delle onde S variano tra 116 m/sec e 172 m/sec, c possono essere associate a depositi di spiaggia da sciolti a poco addensati. Sotto i 2.8 metri e fino ad una profondità di circa 7.1 metri, le velocità delle onde di taglio (Vs) variano tra 242 m/sec e 318 m/sec, e possono essere associate a depositi grossolani mediamente addensati. Da 7.1 metri e fino alla profondità di circa 32 metri, le velocità delle onde trasversali (Vs) oscillano tra 382 m/sec e 498 m/sec, e sono riferibili a depositi grossolani addensati. Sotto i 32 metri di profondità si riscontra un netto aumento delle velocità delle onde S, che raggiungono valori superiori ai 700 m/sec, riferibili a depositi molto addensati. 23

27 24

28 da cui si ricava: Prova Vs30 Categoria di suolo MASW C La normativa vigente (D.M. 14/08/ ) stabilisce che, ai fini della identificazione della categoria di suolo, la classificazione deve essere effettuata sulla base dei valori della velocità equivalente V s30 nei primi 30 metri a partire dal piano di appoggio delle fondazioni. In tal caso prendendo in considerazione il piano di appoggio del sistema di fondazione previsto in progetto, da normativa NTC 08, pur considerando osservando un leggero incremento delle Vs30 la categoria di suolo resta invariata. Il terreno d interesse rientra, quindi, in Categoria di suolo C: Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di VS30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s. 5.3 Amplificazione sismica e azione sismica di progetto La pericolosità sismica di base costituisce l elemento di conoscenza primario per valutare l azione sismica sulle costruzioni ed è descritta dalla probabilità che, in un fissato lasso di tempo, in un determinato sito si verifichi un evento sismico di entità almeno pari ad un valore fissato. Tale grandezza, compatibilmente con quanto prescritto dalla NTC, è dotata di un buon livello di dettaglio sia in termini geografici che temporali. Infatti, è definita mediante valori di accelerazione orizzontale massima ag in corrispondenza dei punti di un reticolo (reticolo di riferimento) i cui nodi non distano più di 5 Km e per diverse probabilità di superamento in 50 anni e/o diversi periodi di ritorno TR ricadenti in un intervallo di riferimento compreso almeno tra 30 e 2475 anni. Allo stato attuale, la pericolosità sismica su reticolo di riferimento nell intervallo di riferimento è fornita dai dati pubblicati sul sito dell INGV. L azione sismica, individuata a partire dalla localizzazione del sito e dalla pericolosità ad esso associata, viene successivamente variata per tener conto delle modifiche prodotte dalle condizioni locali stratigrafiche del sottosuolo effettivamente presente nel sito di 25

29 costruzione e dalla morfologia della superficie. Tali modifiche caratterizzano la risposta sismica locale. Le caratteristiche del moto sismico atteso sul sito di riferimento si ritengono individuate quando se ne conosca l accelerazione massima ed il corrispondente spettro di risposta elastico in accelerazione Se(T). L O.P.C.M. n. 3274/2003 così come modificata dal D.M. 14/01/08 e la circolare 2/2/2009 n 617, hanno dunque stabilito che l azione sismica sulle costruzioni può essere verificata considerando la pericolosità sismica di base del sito in termini di accelerazione orizzontale massima attesa a g in condizioni di campo libero (free field) per un suolo ipotetico rigido ed orizzontale di Categoria A (come indicato nelle NTC). Per accelerazione massima attesa s intende il picco del segnale che ha una certa probabilità, P VR, di essere superato in un periodo di riferimento Vr, legato alla vita di riferimento della costruzione dalla relazione V R = V n x C U Dove: V n = vita nominale, intesa come periodo in anni per il quale l edificio può essere usato mantenendo le finalità di realizzazione, purché sottoposto a manutenzione ordinaria; C u = coefficiente d uso legato alla destinazione d uso della costruzione ed alla sua importanza strategica e di affollamento così come previsto nei paragrafi e delle NTC-08. Gli interventi da realizzare, ricadendo in classe II, con vita nominale V n > 50 anni e con un C u = 1.0, sono caratterizzati da un periodo di riferimento pari a: V R = 50 x 1,0 = 50 anni Mentre le probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR per individuare l azione sismica agente in ciascuno degli stati limite considerati sono le seguenti: 26

30 STATI LIMITE PVR NEL PERIODO VR TR(anni) Stati limite di esercizio SLO 81% 45 SLD 63% 75 Stati limite ultimi SLV 10% 712 SLC 5% 1462 Coordinate geografiche D altra parte, per definire compiutamente la pericolosità sismica locale, la norma prevede che l area di costruzione sia individuata per mezzo di coordinate geografiche in modo da poterla inquadrare all interno del reticolo di riferimento in cui è stato suddiviso il territorio nazionale. L Italia infatti è stata suddivisa in una griglia regolare con nodi - di passo di circa 5 km - ad ognuno dei quali sono assegnati specifici parametri sismici. Latitudine = Longitudine = e ricade all interno dei quattro nodo sotto riportati (software utilizzato Spettri-NTC ver 1.03, CSLP). 27

31 Sulla base di tali coordinate si ottengono, per i quattro stati limite indicati dalla sopracitate NCT/08, i parametri spettrali caratteristici (a g, F 0, T C *) per il calcolo dell azione sismica di progetto di seguito riportati: Stato TR ag Fo Tc Limite [anni] [g] [-] [s] SLO SLD SLV SLC dove: o a g = accelerazione orizzontale massima del terreno su suolo rigido tipo A, con piano campagna orizzontale, espressa in g/10; o F 0 = valore massimo del fattore di amplificazione della componente orizzontale dello spettro elastico di accelerazione; o T C = periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale, espresso in secondi. Mentre gli spettri di risposta elastici per i diversi stati limite sono rappresentati di seguito: 28

32 Figura Spettri di risposta elastici per i diversi Stati limite Amplificazione stratigrafica Le indagini hanno permesso di classificare il substrato dell area di costruzione come sottosuolo di Categoria B delle NTC-08. Da questo dato di partenza si possono ricavare il coefficiente stratigrafico Ss ed il coefficiente di categoria CC che agiscono sul valore del periodo Tc. Tramite le seguenti formule, tratte dalla tabella 3.2 V delle NTC, per un sottosuolo di categoria C: Categoria di sottosuolo Ss Cc C 29

33 Si avrà pertanto: Stato limite Ss Cc SLO 1,50 1,61 SLD 1,50 1,58 SLV 1,31 1,47 SLC 1,16 1,43 Amplificazione Topografica Una corretta determinazione della risposta sismica locale, deve considerare, oltre all amplificazione stratigrafica, l andamento del profilo topografico dell area in cui si colloca il fabbricato in esame. A tal proposito le NTC 2008 attraverso la tabella 3.2.IV, forniscono quattro categorie topografiche, distinte sulla base della configurazione e dell inclinazione media del profilo, utili per la scelta del coefficiente di amplificazione topografico ST, strettamente connesso con tali categorie (Tab. 3.2.VI delle NTC-08): Categoria T1 Caratteristiche della superficie topografica Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i 15 T2 Pendii con inclinazione media i > 15 T3 T4 Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base ed inclinazione media 15 i 30 Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media i > 30 Le stesse norme tecniche stabiliscono, inoltre, che se l altezza del pendio è inferiore ai 30 metri la categoria topografica da assegnare è sempre T1. Nel caso in esame gli interventi previsti in progetto ricadono lungo una piana alluvionale, caratterizzata da pendenze molto inferiori ai 15, quindi in categoria topografica T1. 30

34 Il coefficiente Topografico ST, utile ai calcoli di amplificazione sismica, varia in funzione della categoria topografica e, una volta individuata la categoria, la sua variazione spaziale è definita da un decremento lineare con l altezza del pendio o rilievo, dalla sommità fino alla base dove ST assume valore unitario. Categoria Ubicazione dell opera o dell intervento ST T1-1,00 T2 In corrispondenza della sommità del pendio 1,20 T3 In corrispondenza della cresta del rilevo 1,20 T4 In corrispondenza della cresta del rilievo 1,40 Nel caso in esame (categoria T1) il coefficiente topografico S T di amplificazione è pari a 1,00 Sulla base di quanto sopra esposto si ricavano i valori dei vari coefficienti S S, C C e S T che tengono conto dell amplificazione dell azione sismica, per ciascuno stato limite considerato: Stato limite SS ST CC S SLO 1,50 1,00 1,61 1,50 SLD 1,50 1,00 1,58 1,50 SLV 1,31 1,00 1,47 1,31 SLC 1,16 1,00 1,43 1,16 31

35 Dove S è il coefficiente di amplificazione che tiene conto della categoria di sottosuolo e delle condizioni topografiche mediante la relazione seguente: S = S S S T. I dati così ricavati, insieme a quelli provenienti dai modelli geologici locali illustrati nella relazione geologica, sono stati assunti come base per la caratterizzazione e modellazione geotecnica di progetto. Reggio Calabria, agosto 2014 Il geologo Dott. Michele Mandaglio 32