Giornata di Studio LA GEOFISICA NELLA PROFESSIONE DEL GEOLOGO

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1 Aggiornamento Professionale Continuativo Giornata di Studio LA GEOFISICA NELLA PROFESSIONE DEL GEOLOGO 1. Utilizzo del metodo semplificato per la definizione degli spettri elastici, ai sensi NTC La relazione sismica in base allo Standard minimo NTC08 dell OGRU. 3. Stesura della relazione sismica, ai sensi NTC08: mediante metodo semplificato mediante analisi numerica

2 CATEGORIA DI SOTTOSUOLO AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato NTC Ai fini della definizione dell azione sismica di progetto, si rende necessario valutare l effetto della risposta sismica locale mediante specifiche analisi... omissis in assenza di tali analisi, per la definizione dell azione sismica si può fare riferimento a un approccio semplificato, che si basa sull individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento (Tab. 3.2.II e 3.2.III). omissis... Ai fini della identificazione della categoria di sottosuolo, la classificazione si effettua in base ai valori della velocità equivalente Vs(30) di propagazione delle onde di taglio nei primi 30 m di profondità omissis fondazioni superficiali: la profondità è riferita al piano di imposta delle stesse; fondazioni su pali: la profondità è riferita alla testa dei pali; opere di sostegno di terreni naturali: la profondità è riferita alla testa dell opera; opere di sostegno di terrapieni: la profondità è riferita al piano di imposta della fondazione. omissis... La misura diretta della velocità di propagazione delle onde di taglio è fortemente raccomandata omissis Per sottosuoli appartenenti alle categorie S1 ed S2 (Tab. 3.2.III) è necessario predisporre specifiche analisi per la definizione delle azioni sismiche omissis.

3 CATEGORIA DI SOTTOSUOLO AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato Esempio: da misure geofisiche risulta una velocità equivalente Vs(30) = 570 m/s, definire la categoria di sottosuolo. CATEGORIA S2 CATEGORIA E CATEGORIA B CATEGORIA S2

4 CATEGORIA DI SOTTOSUOLO AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato Classificazione dei sottosuoli utilizzando il metodo semplificato delle NTC08 (da Roma Vitantonio modificato) Il metodo semplificato, ai sensi NTC08, è applicabile solo a casi di semplice e di facile soluzione geologica e geofisica. Nel rispetto delle norme vigenti l applicabilità di questo metodo si riduce a circa il 50% dei casi reali. N.B. L utilizzo del metodo semplificato implica, oltre che la determinazione del Vs(30), la conoscenza della stratigrafia e dell andamento delle Vs con la profondità. CASO PARTICOLARE Categoria di sottosuolo S2 per depositi di terreni suscettibili di liquefazione.... COSA FARE? La norma per sottosuolo S2 prevede una RSL numerica, ma in tal modo abbiamo risolto il problema della liquefazione? Allora è più logico operare con idonee metodologie(*) per escludere il rischio di liquefazione e solo successivamente definire la categoria di sottosuolo. (*) miglioramento meccanico (rulli, vibroflottazione, heavy tamping ecc.); miglioramento idraulico (precarico, dreni, elettro-osmosi ecc.); modifiche fisiche e chimiche del terreno (additivi, jet grouting, iniezioni, stabilizzazione termica ecc.)

5 CATEGORIA DI SOTTOSUOLO AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato AMPLIFICAZIONE STRATIGRAFICA Ss = Coefficiente stratigrafico Cc = Coefficiente del periodo (Tc) NTC Per sottosuolo di categoria A i coefficienti Ss e Cc valgono 1,00. Per le categorie di sottosuolo B, C, D ed E i coefficienti Ss e Cc possono essere calcolati, in funzione dei valori di ag, Fo e Tc* relativi al sottosuolo di categoria A, mediante le espressioni fornite nella Tab. 3.2.V, nelle quali g è l accelerazione di gravità ed il tempo è espresso in secondi. Esempio: Città di Foligno (suolo rigido A) (SLV) Tr=475 anni ag=0,231 Fo=2,406 Tc*=0,313 Categoria sottosuolo Coefficiente Ss Coefficiente Cc A 1,00 1,00 B 1,18 1,39 C 1,37 1,54 D 1,57 2,23 E 1,39 1,83 Nel nostro caso di Foligno per SLV, si ha: il coefficiente stratigrafico Ss varia da 1,00 a 1,57 il coefficiente del periodo (Tc) Cc varia da 1,00 a 2,23 N.B. il coefficiente Ss modifica il Valore S(e) dello spettro [accelerazione spettrale orizzontale] il coefficiente Cc modifica il tratto dello spettro ad accelerazione costante

6 CATEGORIA TOPOGRAFICA AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato AMPLIFICAZIONE TOPOGRAFICA ST = Coefficiente topografico NTC Omissis... per condizioni topografiche complesse è necessario predisporre specifiche analisi di risposta sismica locale. Per configurazioni superficiali semplici si può adottare la seguente classificazione (Tab. 3.2.IV) Le categorie topografiche si riferiscono a configurazioni geometriche prevalentemente bidimensionali, creste o dorsali allungate, e devono essere considerate nella definizione dell azione sismica se di altezza maggiore di 30 m. Omissis in assenza di specifiche analisi di risposta sismica locale, si utilizzano i valori del coefficiente topografico ST riportati nella Tabella 3.2.VI, in funzione delle categorie topografiche e dell ubicazione dell opera o dell intervento omissis Omissis.. La variazione spaziale del coefficiente di amplificazione topografica ST è definita da un decremento lineare con l altezza del pendio o rilievo, dalla sommità o cresta fino alla base dove ST assume valore unitario omissis.

7 CATEGORIA TOPOGRAFICA AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato Ai sensi delle NTC08 è sufficiente che si determini la categoria topografica T o è necessario calcolare il valore ST? In realtà allo strutturista (ingegnere) non interessa la categoria topografica, ma solo valore di ST. Il coefficiente di amplificazione topografica ST modifica il Valore S(e) dello spettro [accelerazione spettrale orizzontale]. Pendio o rilievo isolato con i < 15 Pendio con i > 15 Rilievo 15 < i < 30 Rilievo i > 30

8 CONCLUSIONI - Metodo semplificato L applicazione del Metodo Semplificato, ai sensi NTC08, permette ai geologi di modificare lo spettro elastico della componente orizzontale mediante: la determinazione della Categoria di sottosuolo (A-B-C-D-E) attraverso: il coefficiente stratigrafico Ss modifica il Valore S(e) dello spettro [accelerazione spettrale orizzontale] il coefficiente del periodo (Tc) Cc modifica il tratto dello spettro ad accelerazione costante la determinazione della Categoria topografica (T1-T2-T3-T4) attraverso: il coefficiente topografico ST modifica il Valore S(e) dello spettro [accelerazione spettrale orizzontale] S = Coefficiente di amplificazione

9 VALUTAZIONE DELLA AZIONE SISMICA - Metodo semplificato spettri elastici e spettri di progetto NTC Omissis ai fini delle presenti norme l'azione sismica è caratterizzata da 3 componenti traslazionali, due orizzontali contrassegnate da X ed Y ed una verticale contrassegnata da Z, da considerare tra di loro indipendenti. Omissis Le componenti possono essere descritte, in funzione del tipo di analisi adottata, mediante una delle seguenti rappresentazioni omissis - accelerazione massima attesa in superficie; - accelerazione massima e relativo spettro di risposta atteso in superficie; - accelerogramma. Omossis le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento suolo rigido orizzontale: ag, Fo, Tc* (forniti su tabelle allegate alle NTC08). NTC Lo spettro di risposta elastico in accelerazione è espresso da una forma spettrale (spettro normalizzato) riferita ad uno smorzamento convenzionale del 5%, omissis.. Gli spettri così definiti possono essere utilizzati per strutture con periodo fondamentale minore o uguale a 4,0 s. Per strutture con periodi fondamentali superiori (T>4,0 s) lo spettro deve essere definito da apposite analisi ovvero l azione sismica deve essere descritta mediante accelerogrammi. Per la definizione delle forme spettrali (spettri elastici e spettri di progetto) e degli accelerogrammi si rimanda ai paragrafi successivi. omissis Spettri elastici (spettri forniti dal geologo ) noi operiamo solo su questo tipo di spettri Spettri di progetto (spettri ottenuti dall abbattimento di quelli elastici in funzione della duttilità e del fattore di struttura del manufatto) i valori della duttilità e del fattore di struttura sono competenze dello strutturista/ingegnere CD - q SLV: Spettro elastico per suolo tipo B e topografia T1 SLV: Spettro di progetto CD A e q = 3.00

10 VALUTAZIONE DELLA AZIONE SISMICA - Metodo semplificato costruzione dello spettro elastico DETERMINAZIONE DEI PERIODI CARATTERISTICI Sottosuolo B - Categoria topografica T1 (ST=1,00) Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV) Città di Foligno ag = 0,231 g Fo = 2,406 Tc*=0,313 s sono noti: Ss=1,18 - ST= 1,00 - Cc=1,39 Coefficiente di amplificazione S = Ss*ST = 1,18*1,00 = 1,18 Cc = 1,39 Smorzamento al 5% 1,00 TC = Cc*Tc* = 0,435 s TB = TC/3 = 0,145 s TD = 4*ag/g+1,6 = 2,524 s NTC SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO IN ACCELERAZIONE DELLE COMPONENTI ORIZZONTALI ag = accelerazione orizzontale massima al sito T = periodo di vibrazione; Se = accelerazione spettrale orizzontale; S = Ss*ST essendo: Ss=coefficiente di amplificazione stratigrafica; ST= coefficiente di amplificazione topografica; = fattore che altera lo spettro elastico per coefficienti di smorzamento viscosi convenzionali diversi dal 5%, altrimenti =1,00; Fo = fattore di amplificazione spettrale massima, su sito di riferimento rigido orizzontale (valore minimo 2,20); TC = periodo corrispondente all inizio del tratto a velocità costante dello spettro, dato da (TC = Cc * Tc*) dove: Cc coefficiente del periodo TC, funzione della categoria di sottosuolo. TB = periodo corrispondente all inizio del tratto dello spettro ad accelerazione costante: TB = TC/3; TD = periodo corrispondente all inizio del tratto a spostamento costante dello spettro: TD = 4,0 * ag/g + 1,6

11 VALUTAZIONE DELLA AZIONE SISMICA - Metodo semplificato costruzione dello spettro elastico NTC Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali Omissis lo spettro di risposta elastico della componente orizzontale è definito dalle espressioni seguenti.. omissis.. nelle quali T ed Se sono, rispettivamente, periodo di vibrazione ed accelerazione spettrale orizzontale. Tratto ad accelerazione crescente dello spettro Tratto ad accelerazione costante dello spettro Tratto a velocità costante dello spettro Tratto a spostamento costante dello spettro Omissis per le componenti orizzontali del moto e per le categorie di sottosuolo di fondazione, la forma spettrale su sottosuolo di categoria A è modificata attraverso il coefficiente stratigrafico Ss, il coefficiente topografico ST e il coefficiente Cc che modifica il valore del periodo TC. Valore massimo accelerazione allo SLV caso Foligno Sono noti: S = Ss*ST=1,18 ag=0,231 Fo=2,406 Se (T) = ag*s*h* Fo Se = 0,231*1,18*1,00*2,406 = 0,656 g

12 SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICA COMPONENTE ORIZZONTALE da Eros Aiello (modificato) Per generare spettri di risposta elastica e di progetto si consiglia: software free Spettro Win ( o software free Spettri NTC ver (

13 Fine prima parte Domande e chiarimenti

14 STANDARD MINIMO PER LA REDAZIONE DELLA RELAZIONE GEOLOGICA AI SENSI DELLE NTC08 Stralcio dello Standard minimo della Relazione Geologica NTC08 (Circolare O.G.R.U. n.4 del 27/07/2011) 4. MODELLAZIONE SISMICA (Relazione sismica) 4.1. Finalità e metodologia di studio 4.2. Caratterizzazione sismica dell area (sismicità storica) 4.3. Pericolosità sismica di base ( 3.2) 4.4. Azione sismica (sulla base delle valutazioni di pericolosità sismica locale - rif.3.3.) ( 3.2.2; ) Determinazione dell approccio più idoneo ai fini della definizione dell azione sismica derivante dalla valutazione dell effetto di risposta sismica locale (RSL) ( C ) Caratterizzazione dei terreni ai fini sismici ( ) metodo numerico: Approccio mediante studi di RSL ( C ; C ) Modelli numerici Accelerazione massima attesa al suolo Spettro di risposta elastico metodo semplificato: Approccio semplificato ( 3.2.2; ; ) Categoria di profilo stratigrafico del suolo di fondazione e amplificazione stratigrafica Condizioni topografiche e amplificazione topografica Spettro di risposta elastico

15 STANDARD MINIMO PER LA REDAZIONE DELLA RELAZIONE GEOLOGICA AI SENSI DELLE NTC Caratterizzazione sismica dell area (sismicità storica) La caratterizzazione sismica dell area significa: Classificare la zona sismica di sito, ai sensi OPCM n. 3519/2006 e D.G.R. n.1111/12 Regione Umbria; Valutare la macrosismicità di sito con l ausilio: DBMI11 (M.Locati, R.Camassi e M.Stucchi, DBMI11, la versione 2011 del Database Macrosismico Italiano -INGV) CPTI11 (A.Rovida, R.Camassi, P.Gasperini e M.Stucchi, CPTI11, la versione 2011 del Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani -INGV) Definire la zona sismogenetica con l ausilio: PROGETTO ZS9 (Gruppo di lavoro per la redazione della mappa di pericolosità sismica - INGV) Definire la disaggregazione della pericolosità sismica di sito con l ausilio PROGETTO S1 (a cura di C. Meletti e F. Martinelli - INGV) 4.3. Pericolosità sismica di base ( 3.2) La Pericolosità sismica di base è attendibile se è dotata di un sufficiente livello di dettaglio, sia in termini geografici che in termini temporali e se sono definiti parametri sismici di base per i valori di accelerazione orizzontale massima ag e per i valori che permettono di definire gli spettri di risposta, ai sensi delle NTC08, nelle condizioni di sito di riferimento rigido orizzontale. Tali parametri sono forniti in allegato alle NTC08. Parametri sismici di base: parametri di un sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale (sottosuolo di categoria A, definito al NTC08), : Tr = periodo di riferimento ag = accelerazione orizzontale massima al sito; Fo = valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale. Tc* = periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale

16 LA RELAZIONE SISMICA AI SENSI NTC08 mediante metodo semplificato mediante metodo numerico

17 Elaborazione della RSL mediante METODO SEMPLIFICATO 1. STUDIO DELLA SISMICITA STORICA 2. INDIVIDUAZIONE DELLA ZONA SISMOGENTICA (ZS9) 3. DEFINIZIONE DEI PARAMETRI SISMICI DI BASE 4. DISAGGREGAZIONE DELLA PERICOLOSITA SISMICA LOCALE 5. DEFINIZIONE DELLA CATEGORIA DEL SOTTOSUOLO (Ss-Cc) 6. DEFINIZIONE DELLA CATEGORIA TOPOGRAFICA (ST) 7. DATI OUTPUT Spettri SLE e SLU 8. RELAZIONE SISMICA: rapporto sismico dettagliato sui punti precedenti Elaborazione della RSL mediante METODO NUMERICO 1. STUDIO DELLA SISMICITA STORICA 2. INDIVIDUAZIONE DELLA ZONA SISMOGENTICA (ZS9) 3. DEFINIZIONE DEI PARAMETRI SISMICI DI BASE 4. DISAGGREGAZIONE DELLA PERICOLOSITA SISMICA LOCALE 5. SCELTA DEI 5 (o più) ACCELEROGRAMMI RAPPRESENTATIVI DEL MOTO SISMICO DI SITO 6. SCELTA DEL CODICE DI CALCOLO: 1D, 2D o 3D 7. ELABORAZIONE NUMERICA per SLE e SLU 8. DATI OUTPUT: Spettri SLE e SLU, accelerogrammi di outcrop SLE e SLU 9. RELAZIONE SISMICA: rapporto sismico dettagliato sui punti precedenti

18 SISMICITA STORICA Esempio: San Rocco comune di Gualdo Tadino (PG) SITO: San Rocco di Gualdo Tadino (PG) CPTI11 A. Rovida, R. Camassi, P. Gasperini e M. Stucchi, 2011, la versione 2011 del Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani. Milano, Bologna, DOI: /INGV.IT-CPTI11 DBMI11 M.Locati, R.Camassi e M.Stucchi, la versione 2011 del Database Macrosismico Italiano. Milano, Bologna, DOI: /INGV.IT-DBMI11

19 ZONA SISMOGENETICA (ZS9) Esempio: San Rocco comune di Gualdo Tadino (PG) ZS9 - Zonazione Sismogenetica Gruppo di Lavoro (2004) Redazione Mappa pericolosità sismica Ordinanza P.C.M. n.3274/2003: Zona Appennino Umbro caratteristiche sismogenetiche sorgente = NF faglia diretta SITO: San Rocco di Gualdo Tadino (PG) Latitudine: 43, Longitudine: 12, (Coordinate ED50) PARAMETRI SISMICI DI BASE (suolo rigido orizzontale) Operatività (SLO) Probabilità di superamento: 81 % Tr: 30 [anni] ag: 0,071 g Fo: 2,396 Tc*: 0,273[s] Danno (SLD) Probabilità di superamento: 63 % Tr: 50 [anni] ag: 0,091 g (*) Fo: 2,370 Tc*: 0,281 [s] Salvaguardia della vita (SLV) Probabilità di superamento: 10 % Tr: 475 [anni] ag: 0,227 g (**) Fo: 2,392 Tc*: 0,314 [s] Prevenzione dal collasso (SLC) Probabilità di superamento: 5 % Tr: 975 [anni] ag: 0,289 g Fo: 2,411 Tc*: 0,324[s] (*) a favore della sicurezza nel calcolo di RSL si è assume ag=0,10 g (**) a favore della sicurezza nel calcolo di RSL si è assume ag=0,23 g

20 DISAGGREGAZIONE DELLA PERICOLOSITA SISMICA Esempio: comune di Gualdo Tadino (PG) La disaggregazione della pericolosità sismica (McGuire, 1995; Bazzurro and Cornell, 1999) è un operazione che consente di valutare i contributi di diverse sorgenti sismiche alla pericolosità di un sito (http//.esse1.mi.ingv.it) La disaggregazione in M-R fornisce il terremoto che domina lo scenario di pericolosità (terremoto di scenario) inteso come l evento di magnitudo M a distanza R dal sito oggetto di studio che contribuisce maggiormente alla pericolosità sismica del sito stesso. In pratica la disaggregazione definisce il terremoto che domina la pericolosità sismica locale al fine di scegliere, nelle modellazioni numeriche, accelerogrammi sismogeneticamente corretti.

21 LA RELAZIONE SISMICA AI SENSI NTC08 mediante metodo semplificato

22 DEFINIZIONE DELLA CATEGORIA DEL SOTTOSUOLO e DEI COEFFICIENTI (Ss Cc) Al fine di calcolare la Categoria di Sottosuolo e i coefficienti Ss e Cc è necessario conoscere: STRATIGRAFIA LOCALE da ricostruzione mediante sondaggi o dati bibliografici certi ANDAMENTO DELLE Vs CON LA PROFONDITA VALORE DEL Vs(30) calcolato in base al piano di riferimento del manufatto LATITUDINE e LONGITUDINE del SITO in coordinate E50 PARAMETRI DI PERICOLOSITA SISMICA DI BASE riportati nelle tabelle allegate alla NTC08 Esempio: località Borgonovo di Gualdo Tadino latitudine 43, longitudine 12, (ED50) CATEGORIA DI SOTTOSUOLO B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT,30 > 50 nei terreni a grana grossa e cu,30 > 250 kpa nei terreni a grana fina).

23 DEFINIZIONE DELLA CATEGORIA DEL SOTTOSUOLO e DEI COEFFICIENTI (Ss Cc) SITO: CATEGORIA SOTTOSUOLO B - latitudine 43, longitudine 12, (ED50) Stato Limite di Esercizio Stato Limite Ultimo Parametri sismici di base (suolo rigido orizzontale) Calcolo dei Coefficienti Ss e Cc Stato Limite di Esercizio (SLD): Ss = 1,40-0,40*2,382*0,089 = 1,315 (1,20) Cc= 1,10*0,282^-0,20 = 1,417 Stato Limite Ultimo (SLV): Ss = 1,40-0,40*2,402*0,222 = 1,187 Cc= 1,10*0,314^-0,20 = 1,387

24 DEFINIZIONE DELLA CATEGORIA TOPOGRAFICA e DEL COEFFICIENTE (ST) Al fine di calcolare la Categoria Topografica e il coefficiente ST è necessario conoscere: MORFOLOGIA DEL LUOGO per verificare se è riconducibile ad una configurazione superficiale semplice INCLINAZIONE MEDIA del sito RICOSTRUZIONE BIDIMENSIONALE TOPOGRAFICA in un pendio o in un rilievo isolato con la cresta << della base Esempio: località Borgonovo di Gualdo Tadino zona di versante uniforme con inclinazione media di 18 verso Est. Categoria Topografica T2 Coefficiente di amplificazione ST=1,10 Si assume un valore intermedio in quanto il sito non è posto in sommità: ST = 1,10

25 SPETTRO ELASTICO DELLA COMPONENTE ORIZZONTALE con smorzamento al 5%

26 DATI OUTPUT: Rapporto sismico ELABORATI DA FORNIRE AL PROGETTISTA STRUTTURALE: Relazione sismica + spettri elastici SLE e SLU N.B. La relazione sismica deve esplicitare e giustificare tutte le scelte adottate in sede di elaborazione, quindi: sismicità storica zona sismogenetica di riferimento disaggregazione della pericolosità sismica stratigrafia di riferimento (profilo sismostratigrafico) profilo Vs con la profondità calcolo della velocità equivalente Vs(30) determinazione della categoria di sottosuolo e dei coefficienti Ss Cc determinazione della categoria topografica e del coefficiente ST conclusioni e valutazioni finali

27 Fine seconda parte Domande e chiarimenti

28 LA RELAZIONE SISMICA AI SENSI NTC08 mediante analisi numerica

29 SCELTA DEGLI ACCELEROGRAMMI NATURALI RAPPRESENTATIVI DEL SITO La ricerca dei 5 (o più) accelerogrammi naturali può essere effettuata attraverso Dabase o attraverso software dedicati. Si ricorda che si dovranno utilizzare accelerogrammi classificati su suolo A (Bedrock sismico Vs>800 m/s) o altrimenti è necessaria effettuare una deconvoluzione: Database ITACA (Italian Accelerometric Archive); Database ESD (European Strong motion Database); SOFTWARE REXEL Iervolino, Galasso e Chioccarelli N.B. Gli accelerogrammi scelti devono essere controllati e se necessario scalati linearmente rispetto alla Ag di riferimento: nel nostro caso SLE Agmax = 0,10g e SLU Agmax = 0,23g e la loro media dovrà essere spettrocompatibil e. Il software REXEL assume che un accelerogramma è spettro-compatibile se, rispetto allo spettro di riferimento, ha una tolleranza in alto del 30% e una basso del 10% rispetto a Sa(T).

30 SCELTA DEGLI ACCELEROGRAMMI NATURALI RAPPRESENTATIVI DEL SITO Ai sensi dell Circolare C.S.L.P. n.617/09 (NTC08) punto C , sono da considerare gli accelerogrammi registrati da archivi nazionali o internazionali rappresentativi della sismicità del sito. La media o tutti gli accelerogrammi devono essere spettro compatibili e, se necessario, scalati linearmente. Esempio Database italiano ITACA accelerogramma stazione di ASSISI componete NS PGA = +164,140 cm/s^2 (0,167g) ASS_NS Assisi PGA(cm/s^2) = +164,140 [+0,167 g] INFORMAZIONI PRESENTI NEL FILE: EVENT_NAME: UMBRIA-MARCHE 2 SHOCK EVENT_DATE_YYYYMMDD: EVENT_TIME_HHMMSS: EVENT_LATITUDE_DEGREE: EVENT_LONGITUDE_DEGREE: EVENT_DEPTH_KM: 10 MAGNITUDE_L: 5.8 MAGNITUDE_W: 6 FOCAL_MECHANISM: NF STATION_CODE: ASS STATION_NAME: ASSISI STATION_LATITUDE_DEGREE: STATION_LONGITUDE_DEGREE: STATION_ELEVATION_M: 390 SITE_CLASSIFICATION_EC8: A* EPICENTRAL_DISTANCE_KM: 21.4 Spettro di Fourier ASS_NS Assisi

31 SCELTA DEI DATI DI INPUT Nel caso più semplice di Modellazione 1D (mono-dimensionale) i parametri minimi di ingresso necessari per la elaborazione numerica sono: Peso di volume di ogni sismostrato Spessore di ogni sismostrato Velocità Vs di ogni sismostrato Curva di decadimento del modulo di taglio (G/Go) di ogni sismostrato Curva di decadimento dello smorzamento (D/Do) di ogni sismostrato Il comportamento del terreno non è lineare, ma varia al variare della deformazione indotta dal sisma. Il Dipartimento di Protezione Civile, consiglia di utilizzare, per gli studi di microzonazione sismica, le curve di decadimento dei seguenti autori: ARGILLA: Vucetic P.I SABBIA: Seed & Idriss media - GHIAIA: Rollins et al Curve di decadimento del modulo di taglio (G/G 0 ) e dello smorzamento (D/D 0 ) con la deformazione. (Shear modulus and damping vs. shear deformation) proposte dal D.P.C.

32 CURVE DI DECADIMENTO del MODULO di TAGLIO (G/G 0 ) e dello SMORZAMENTO (D/D 0 ) con la DEFORMAZIONE (g) Il comportamento dinamico dei terreni può essere descritto con G e D E' stato osservato in laboratorio, che al crescere della deformazione tangenziale dinamica c'è un decadimento del modulo di taglio G e dello smorzamento D. Tali risultati si rappresentano con la curva di decadimento del modulo di taglio G normalizzato rispetto al valore iniziale di Go (G/Go) e con la curva di decadimento dello smorzamento D normalizzato rispetto al valore iniziale di Do (D/Do). Entrambi i valori sono, in genere, riportati in funzione della deformazione tangenziale dinamica Molti ricercatori hanno raccolto ed analizzato un vasto numero di risultati di laboratorio per ricavare correlazioni quantitative da usarsi ai fini di progetto, nel caso in cui non sia possibile effettuare prove dirette.

33 SCELTA DELLA STRATIGRAFIA Esempio: INDAGINE PER RSL NTC08 San Rocco di Gualdo Tadino (PG) INDAGINI GEOGNOSTICHE Ricostruzione stratigrafica Profilo Vp Tomografia 2D Profilo Masw-ReMi Colonna sismostratigrafica Controllo stratigrafia con HVSR curva di ellitticità sintetica e sperimentale

34 CODICE DI CALCOLO 1D Software STRATA - Metodo di analisi equivalente lineare ANALISI NUMERICA 1D Software Strata - Località S.Rocco di Gualdo Tadino (Dott. Geol. Sandro Zeni) Parametri base scelta history time: n.6 registrazioni (ITACA, 2008). registrazioni su bedrock sismico suolo A o riportate a sottosuolo di categoria A mediante deconvoluzione; caratteristiche sismogenetiche della sorgente = NF faglia diretta (regime distensivo); coppia magnitudo-distanza dalla sorgente sismica (da dati di disaggregazione prodotti dal Gruppo di Lavoro, 2004) compresa tra Mw 5,26 e 6,37 e distanza da 0,00 a 30 Km; SLU massima accelerazione orizzontale attesa su suolo rigido amax = 0,23g (Tr=475 anni). SLE massima accelerazione orizzontale attesa su suolo rigido amax = 0,10g (Tr=50 anni). Le registrazioni scelte sono state oggetto di scalatura lineare, per ottenere un valore medio del picco di accelerazione scalato più vicino possibile al valore di Amax atteso. OUTPUT ELABORAZIONI codice Strata le principali restituzioni sono: Spettri elastici Spettro di Fourier Valori di PGA con la profondità Funzione di Trasferimento (Acceleration Transfer Function) N.B. Queste restituzioni si dovranno fornire per entrambi gli stati limite (SLE e SLU)

35 CODICE DI CALCOLO 1D Software STRATA ESEMPIO DI DATI OUTPUT per lo SLU ANALISI NUMERICA 1D Software Strata - Località S.Rocco di Gualdo Tadino (Dott. Geol. Sandro Zeni) Acceleration Response Spectrum (Damping 5%) SLU Se(T) = 0,69g a T = 0,175s (f=5,71 Hz) Fourier Amplitude Spectrum SLU f = 0,50 e 7,00 Hz Peak Ground Acceleration Profile SLU PGA=0,271 g Acceleration Transfer Function SLU fo = 18,14 Hz Ao = 2,99

36 CODICE DI CALCOLO 1D Software STRATA - Metodo di analisi equivalente lineare DATI OUTPUT: Spettri SLE e SLU

37 DATI OUTPUT: Rapporto sismico ELABORATI DA FORNIRE AL PROGETTISTA STRUTTURALE: Caso analisi lineare: Relazione sismica + spettri elastici SLE e SLU Caso di analisi non lineare: Relazione sismica + accelerogrammi SLE e SLU N.B. La relazione sismica deve esplicitare e giustificare tutte le scelte adottate in sede di elaborazione, quindi: sismicità storica zona sismogenetica di riferimento disaggregazione della pericolosità sismica accelerogrammi di input stratigrafia di riferimento (profilo sismostratigrafico) parametri dinamici dei terreni [D/D 0 G/G 0 ] codice di calcolo adottato conclusioni e valutazioni finali

38 CONFRONTO SPETTRI DI NORMA E SPETTRO OTTENUTO DA MODELLAZIONE NUMERICA Spesso il progettista conosce solo sottosuoli di tipo A, B, C, D, E Cosa fare: sovrapporre lo spettro calcolato con quelli di norma del sito definire il periodo fondamentale della struttura di progetto (T1) Assegnare lo spettro di norma in funzione dell intersezione Se/T1 con lo spettro calcolato Nostro caso: T1<0,10 s sottosuolo D 0,10<T1<0,20 s sottosuolo C/E 0,20<T1<0,35 s sottosuolo B T1>0,35 s sottosuolo A Periodo fondamentale della struttura: parametro fornito dal progettista e deriva dalla modellazione numerica dell opera. In alternativa si può stimare mediante: a) Misure dirette e rapporti spettrali H/V, se la struttura è esistente b) Formule empiriche: T1 = 0,1*n (n = numero dei piani) T1 = C*H 3/4 (H = altezza (dalla fondazione) e C cost. dipendente dal materiale 0,085-0,075-0,05) NTC2008 punto T1 = C*H/(B 1/2 ) (H = altezza edifico, B dimensione max e C cost. dipendente dal materiale 0,09-0,06) Castellani e Faccioli 2000 N.B. E bene definire un range (forchetta) per il periodo fondamentale della struttura, se stimato con formule empiriche

39 GRAZIE PER L ATTENZIONE!