WORKSHOP MONITORAGGIO DELLE STRUTTURE Applicazioni e potenzialità

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1 Università degli Studi di Parma Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambiente, Territorio e Architettura 21 maggio 2010 WORKSHOP MONITORAGGIO DELLE STRUTTURE Applicazioni e potenzialità Analisi dinamiche di edifici storici mediante la tecnica dei microtremori dott.giovanni Michiara Gruppo f a b e r Parma Soluzioni per l architettura

2 Cosa ci interessa conoscere?

3 Cosa sono i microtremori o rumore sismico? E come possono aiutarci Il rumore sismico è generato dai fenomeni atmosferici (onde oceaniche, vento) e dall attività antropica, è presente ovunque e sempre sulla superficie terreste (quindi molto comodo) E assimilabile ad un rumore bianco (quindi ideale come eccitatore) Le ampiezze sono molto piccole dell ordine di 10-9 m La banda di frequenze è molto larga ( Hz) I primi studi risalgono a Kanai (1957) evoluzione con rapporti spettrali o H/V con Nogoshi e Igarashi (1970) e Nakamura (1989) Proviamo a sentire i microtremori registrati al suolo con un semplice artificio Nota: La tecnica dei microtremori contempla trattamenti particolari del segnali e uso di rapporti spettrali tra più stazioni o della stessa stazione tra le componenti orizzontali e verticali

4 come possono aiutarci Possiamo registrarli registrazione La strumentazione è costituita da velocimetri molto sensibili, la registrazione deve durare diversi minuti

5 E ben individuabile il fenomeno di amplificazione? Confrontiamo i suoni

6 Non solo si individua una amplificazione ma specialmente mediante le metodologie proprie dei microtremori sono ben individuabili le frequenze TORRE DELLA GHIRLANDINA 86 m 0,78 Hz 0,68 Hz Indagine svolta per il restauro della Torre della Ghirlandina Coordinamento: Comitato scientifico per il restauro Modo 1: 0.68 Hz Modo 2: 0.78Hz Modo 3: 2.5 Hz

7 Per le strutture snelle è particolarmente indicato in quanto gli altri metodi presentano difficoltà sulle basse frequenze La metodologia è contemplata anche nelle: Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni Torri, campanili ed altre strutture a prevalente sviluppo verticale MODELLI PER LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA SISMICA Nel caso di strutture a prevalente sviluppo verticale, il primo periodo di vibrazione in fase elastica può essere ricavato da misure dinamiche con rumore ambientale (o forzate, ad esempio indotte dalle campane)

8 Committenza: Curia di Parma Progetto: Studio Galloni Parma Committenza: Curia di Parma Progetto: Studio Zilocchi Parma ALCUNI CAMPANILI Mattaleto - PR Miano-PR

9 ALCUNI CAMPANILI Torrechiara PR Committenza: Curia di Parma Progetto: Artinmente Parma Tecnofaber Parma

10 CHIESA DEL QUARTIERE PARMA Simulazione dinamica - Alfieri, Ottoni - UNIPR Terreno 1 2 3

11 PER I CAMPANILI FUNZIONA MOLTO BENE E su altre strutture? Esempio di facciate di chiese Miano Mattaleto Provazzano

12 La frequenza e l ampiezza dipendono da vari fattori, tra i quali anche lo stato di danno Mattaleto Miano Può quindi risultare utile effettuare misure prima e dopo il consolidamento

13 LE FREQUENZE CHE CI INTERESSANO SONO QUELLE IN CASO DI SISMA Corrispondono a quelle misurate con i microtremori? I dati bibliografici sono confortanti DYNAMIC CHARACTERISTICS OF A R/C BUILDING OF FIVE STORIES BASED ON MICROTREMOR MEASUREMENTS AND EARTHQUAKE OBSERVATIONS Yasutaka IRIE And Kazuya NAKAMURA 2000 RIPORTIAMO UN NOSTRO CASO DI STUDIO

14 Urbino oratori San Giuseppe e San Giovanni Committenza: Comune di Urbino-COSPE Parma Stazione sismica fissa Sistema monitoraggio on line

15 7.3 Hz (amplificato 100 volte) Piccolo sisma 5/11/2009 III Richter Segnali tal quali non trattati e senza rapporti spettrali 7.5 Hz microtremore Misure effettuate su una muratura di un edificio storico ad Urbino, data la bassa entità del sisma lo shift di frequenza è minimo

16 NON CI VUOLE MOLTO PER ASPETTARE UN PICCOLO SISMA Terremoti in due settimane (ante 12 maggio 2010) E in un mese (ante 12 maggio 2010)

17 Terremoti in due settimane (ante 12 maggio 2010)

18 ANCHE IL SUOLO HA LE SUE FREQUENZE E AMPLIFICAZIONI IN TEORIA LE CATEGORIE DI SUOLO E TOPOGRAFICHE SONO STATE INTRODOTTE PER QUESTO Se siamo in condizioni di doppia risonanza suolo/struttura il rischio è elevato indipendentemente dalla categoria di suolo e dalla Vs30 SUOLO

19 e i suoni che abbiamo sentito hanno una qualche utilità? Sperimentazioni di fonosismologia sono stati condotti per lo studio dei precursori sismici, sulle strutture può essere interessante l utilizzo per comprensione di dinamiche non facilmente individuabili con i metodi tradizionali. Difatti la percezione acustica umana è superiore per alcuni aspetti a qualsiasi analisi strumentale