ALLEGATO 5 APPROFONDIMENTO SISMICO DI 2 LIVELLO

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1 ALLEGATO 5 APPROFONDIMENTO SISMICO DI 2 LIVELLO 1 PROCEDURE REGIONALI PER IL 2 LIVELLO DI APPROFONDIMENTO SISMICO SULLA BASE DEI CRITERI DELLA D.G.R. N. IX/2616/2011 La procedura di cui al punto dell Allegato B alla d.g.r. 30 novembre 2011 n. IX/2616 Sintesi delle procedure, prevede l applicazione di tre livelli di approfondimento sismico con grado di dettaglio crescente in funzione della zona sismica di appartenenza. Ricadendo il comune di Uboldo in zona sismica 4, in fase pianificatoria il 1 livello è obbligatorio ed esteso a tutto il territorio comunale (già definito nella Componente geologica, idrogeologica e sismica del settembre 2013), mentre gli approfondimenti di 2 livello sono obbligatori per gli edifici strategici e rilevanti di nuova previsione di cui al d.d.u.o. n /2003 ricadenti in aree a pericolosità sismica locale PSL Z4a. L analisi di 2 livello prevede una caratterizzazione semi-quantitativa degli effetti di amplificazione attesi negli scenari PSL Z4a, consentendo l individuazione di aree in cui la normativa nazionale risulta sufficiente o insufficiente a salvaguardare dagli effetti di amplificazione sismica locale (Fattore di amplificazione Fa calcolato superiore a Fa di soglia comunale fornito da Regione Lombardia). Per tali aree, in fase di progettazione, si dovrà procedere ad indagini ed approfondimenti di 3 livello o, in alternativa, utilizzare lo spettro di norma caratteristico della categoria di suolo superiore. Il valore di Fa si riferisce agli intervalli di periodo tra s (strutture basse, regolari e piuttosto rigide) e s (strutture più alte e flessibili) in funzione del periodo proprio delle tipologie edilizie presenti più frequentemente nel territorio regionale. La procedura per la verifica degli effetti litologici (punto dell Allegato 5 alla d.g.r. 30 novembre 2011 n. IX/2616 Analisi e valutazione degli effetti sismici di sito in Lombardia finalizzate alla definizione dell aspetto sismico nei P.G.T. ) tramite l impiego delle schede predisposte dalla Regione Lombardia, necessita della conoscenza della litologia prevalente dei materiali presenti in sito, della stratigrafia del sito e dell andamento delle Vs con la profondità fino a valori pari o superiori a 800 m/s (ottenuta utilizzando metodi di indagine diretti ed indiretti, in grado di fornire un modello geologico e geofisico del sottosuolo attendibile) e dello spessore e velocità di ciascun strato. 1.1 PROVE SISMICHE MASW Al fine di ottenere la stratigrafia di velocità delle onde trasversali Vs da cui ricavare il parametro Vs30 (indispensabile per l analisi sismica di 2 livello), all interno degli ambiti di trasformazione TR3 e TC1 è stata effettuata una prova MASW (Multichannel Spectral Analysis of Surface Waves) per ciascun sito. In particolare, come visibile in Figura 1.1, per l ambito TR3, lo stendimento ha interessato il bordo settentrionale dell area verde a monte dell attuale edificio scolastico di Via XX Settembre, mentre per l ambito TC1 (Figura 1.2), lo stendimento è stato posizionato in prossimità dell edificio di forma allungata parallelo all Autostrada A9 MI-CO. CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 1 1

2 Figura 1.1 Ubicazione prova MASW Scuola di Via XX Settembre Figura 1.2 Ubicazione prova MASW ambito TC1 CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 2 2

3 Il metodo MASW è una tecnica di indagine non invasiva (non è necessario eseguire perforazioni o scavi), che individua il profilo di velocità delle onde di taglio verticali Vs, basandosi sulla misura delle onde superficiali, fatta in corrispondenza di diversi sensori (accelerometri o geofoni) posti sulla superficie del suolo. La prova consiste nel produrre una sollecitazione sulla superficie del terreno, ad esempio tramite una mazza battente e nel registrare le vibrazioni prodotte con l uso di geofoni, sempre a livello del p.c., a distanze note e prefissate (Figura 1.3 e Figura 1.4). Figura 1.3 Stendimento geofonico della prova MASW CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 3 3

4 Figura 1.4 Strumentazione utilizzata per la prova MASW Le caratteristiche delle prove vengono schematizzate nella seguente tabella: Stendimento Spaziatura tra Energizzazioni Geofoni geofonico (m) geofoni (m) Con tale tecnica si ottiene una modellazione del sottosuolo, tramite l analisi delle onde di Rayleigh che costituiscono un particolare tipo di onde di superficie, che si trasmettono sulla superficie libera di un mezzo isotropo e omogeneo. Esse sono il risultato dell interferenza e della combinazione di onde sismiche di pressione (P-waves) e onde di taglio polarizzate verticalmente (Sv-waves). In un mezzo stratificato, quale il sottosuolo, si verifica una dispersione delle onde prodotte, cioè una deformazione del treno d onda, dovuto alla variazione di propagazione di velocità con la frequenza. Le componenti a frequenza minore penetrano, quindi, più in profondità con velocità di fase in genere più alta, rispetto alle componenti a frequenza maggiore. Sebbene le onde superficiali siano considerate rumore per le indagini sismiche che utilizzano le onde di corpo (riflessione e rifrazione), la loro proprietà dispersiva può essere utilizzata per studiare le proprietà elastiche dei terreni superficiali. Il metodo MASW comprende tre fasi: l acquisizione delle onde superficiali (ground roll), la costruzione di una curva di dispersione (il grafico della velocità di fase rispetto alla frequenza) e CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 4 4

5 l inversione della curva di dispersione per ottenere il profilo verticale delle Vs, che descrive la variazione di Vs con la profondità. In Figura 1.5 e Figura 1.6 sono riportati i risultati delle prove MASW per ciascuna area. Nel riquadro principale si osserva la stratigrafia delle Vs ricavata dalle prove, nonché le curve di dispersione misurate e calcolate. A destra è visibile il sismogramma mentre in basso è riportato il valore del parametro V s30 calcolato. CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 5 5

6 Figura 1.5 Risultati prova MASW Scuola di Via XX Settembre CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 6 6

7 Figura 1.6 Risultati prova MASW ambito TC1 CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 7 7

8 1.2 INDIVIDUAZIONE DELLA CATEGORIA DI SUOLO DI FONDAZIONE (D.M. 14/01/2008) Sulla base dei valori di V S30 determinati mediante le indagini simiche appositamente condotte, considerando una profondità minima degli elementi fondazionali di 1 m da p.c., è possibile determinare la categoria di suolo di fondazione ai sensi del D.M. 14/01/08 come di seguito riassunto: Ambito [m/s] Categoria sismica TR3 Scuola di via XX Settembre 392 B TC1 Area ex Lazzaroni 378 B V S INDIVIDUAZIONE DELLA SCHEDA DI VALUTAZIONE In accordo alla procedura regionale si è proceduto a confrontare le stratigrafie di propagazione delle onde di taglio con le curve di riferimento attualmente disponibili, come mostrato nelle seguenti figure (Figura 1.7 e Figura 1.8) [m/s] curva regione Ghiaie curva regione LA 1 curva regione LA 2 curva regione LS 1 curva regione LS 2 curva regione SABBIE MASW interpolazione [m] 80 Figura 1.7 Risultati prova MASW ambito TR3 CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 8 8

9 [m/s] curva regione Ghiaie curva regione LA 1 10 curva regione LA 2 curva regione LS 1 curva regione LS 2 20 curva regione SABBIE MASW interpolazione [m] 80 Figura 1.8 Risultati prova MASW ambito TC1 Sulla base del confronto tra le curve sperimentali e le curve di riferimento regionali si sono scelte le schede di valutazione di seguito indicate: Ambito TR3 Scuola di via XX Settembre TC1 Area ex Lazzaroni Scheda di valutazione Litologia sabbiosa Litologia sabbiosa La scheda utilizzata per le successive elaborazioni è riportata di seguito: CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 9 9

10 1.4 CALCOLO DEL PERIODO PROPRIO DI SITO Per il calcolo del periodo proprio di sito T, necessario per l utilizzo della scheda di valutazione, occorre considerare la stratigrafia di velocità di propagazione delle onde di taglio VS fino ala profondità a cui si raggiunge un valore pari a o superiore a 800 m/s. Nel caso in esame, dal momento che le indagini condotte non hanno consentito l individuazione della profondità del bedrock sismico è stata condotta una estrapolazione in profondità sulla base dell andamento misurato all interno delle massime profondità investigate. Per il calcolo del periodo proprio di sito si è utilizzata la seguente relazione: CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 10 10

11 Considerando una profondità minima di posa degli elementi fondazionali pari ad 1 m si ottengono per le due aree esaminate i seguenti valori del periodo proprio di sito T: Ambito Periodo proprio [s] TR3 Scuola di via XX Settembre TC1 Area ex Lazzaroni CALCOLO DEL FATTORE DI AMPLIFICAZIONE Per il calcolo fattore di amplificazione litologico locale è necessario dapprima individuare lo spessore e la velocità di propagazione delle onde di taglio dello strato superficiale, definito come il primo strato a partire dalla superficie avente spessore minimo di 4 m. Qualora come nel caso in esame non si dovesse riconoscere uno primo strato di spessore adeguato è necessario procedere alla individuazione di uno strato superficiale equivalente avente spessore adeguato ottenuto sommando gli strati individuati con le indagini sismiche; a tale strato si assegna una velocità di propagazione delle onde di taglio pari alla media pesata delle velocità dei singoli strati che lo costituiscono. Per i due ambiti di intervento, considerando una profondità minima degli elementi fondazionali pari ad 1 m da p.c., si sono ottenuti i seguenti valori di spessore e velocità di propagazione delle onde di taglio dello strato superficiale: Ambito V S1 H 1 [m/s] [m] TR3 Scuola di via XX Settembre TC1 Area ex Lazzaroni Sulla base dei valori di spessore e velocità di propagazione delle onde di taglio dello strato superficiale, si individuano le equazioni da impiegare per il calcolo del valore di Fa per strutture aventi periodo proprio compreso tra 0.1 e 0.5 s per strutture aventi periodo proprio compreso tra 0.5 e 1.5 s. Nel caso in esame le equazioni individuate, che corrispondo alla curva 2 di cui alla scheda per le litologie sabbiose, sono mostrate di seguito: CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 11 11

12 Strutture aventi periodo proprio T compreso tra 0.1 e 0.5 s Ambito 0.03 T < T 0.80 T > 0.80 TR3 Scuola di via XX Settembre F a = -8.65T T+0.84 F a = lnT F a = 1.00 TC1 Area ex Lazzaroni F a = -8.65T T+0.84 F a = lnT F a = 1.00 CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 12 12

13 Strutture aventi periodo proprio T compreso tra 0.5 e 1.5 s Ambito 0.08 T < T 1.80 TR3 Scuola di via XX Settembre F a = -6.11T T T+0.93 F a = lnT TC1 Area ex Lazzaroni F a = -6.11T T T+0.93 F a = lnT Utilizzando le equazioni sopra riportate a partire dai valori di periodo proprio di sito precedentemente determinati si sono determinati i valori del coefficiente di amplificazione litologica F a di seguito mostrati: CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 13 13

14 Periodo proprio struttura Ambito [s] [s] TR3 Scuola di via XX Settembre TC1 Area ex Lazzaroni CONFRONTO TRA I VALORI CALCOLATI E I VALORI DI SOGLIA COMUNALE DEL FATTORE DI AMPLIFICAZIONE Per il comune di Uboldo, i valori di soglia del Fattore di amplificazione Fa forniti dalla Regione Lombardia, differenziati per suoli di fondazione e per periodi, sono i riportati nella seguente tabella VALORI DI Fa DI SOGLIA PER IL PERIODO COMPRESO TRA 0.1 E 0.5s Comune Suolo di tipo B Suolo di tipo C Suolo di tipo C Suolo di tipo E Uboldo 1,4 1,8 2,2 1,9 VALORI DI Fa DI SOGLIA PER IL PERIODO COMPRESO TRA 0.5 E 1.5s Comune Suolo di tipo B Suolo di tipo C Suolo di tipo C Suolo di tipo E Uboldo 1,7 2,4 4,1 3,0 Per procedere al confronto con i valori di soglia ai valori del coefficiente di amplificazione litologica precedentemente determinati, arrotondati alla prima cifra decimale, occorre sommare la variabilità statistica pari a 0.1 s come precisato nella procedura regionale. I valori così ottenuti sono mostrati nella seguente tabella in cui sono messi a confronto con i valori di soglia definiti per il comune di Uboldo per terreni di categoria B: Periodo proprio struttura Ambito [s] [s] TR3 Scuola di via XX Settembre TC1 Area ex Lazzaroni Valore di soglia comunale CONSIDERAZIONI FINALI I valori del fattore di amplificazione litologica Fa ricavati a mezzo dell analisi di approfondimento di secondo livello sono risultati per entrambe la aree considerate e per i diversi periodi propri delle strutture considerati sempre superiori ai valori di soglia comunale. CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 14 14

15 Risulta pertanto necessario in fase di progettazione edilizia procedere alla esecuzione di analisi di 3 livello o, in alternativa, utilizzare lo spettro relativo alla categoria sismica superiore avendo cura di verificare il rispetto dei valori di soglia comunale definiti dalla Regione Lombardia. CONTRODEDUZIONI ED INTEGRAZIONI A SEGUITO DEL PARERE DEGLI ENTI PREPOSTI 15 15