L'uso degli accelerogrammi nell'analisi sismica non lineare delle strutture
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- Celia Palmieri
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1 L'uso degli accelerogrammi nell'analisi sismica non lineare delle strutture Facoltà di Ingegneria Università di Napoli Federico II, febbraio 006 ccelerogrammi naturali compatibili con le specifiche di normativa (OPCM 4 ed Eurocodice 8) Iunio Iervolino, Giuseppe Maddaloni, Edoardo Cosenza
2 Obiettivi Selezione di gruppi accelerogrammi naturali, per analisi dinamiche non lineari, secondo i criteri di: OPCM 4 Eurocodice 8 ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
3 Tipi consentiti L OPCM 4, al punto..7 afferma che: Entrambi gli stati limite ultimo e di danno potranno essere verificati mediante l uso di accelerogrammi Naturali (registrazioni di eventi realmente avvenutii) Spettro-compatibili (accelerogrammi naturali modificati) Simulati (mediante random vibrations o simulazione di sorgente) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
4 Spettro-compatibili (CEVEDO 004) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
5 Reali - è consentito lo scaling Ma non si aiuta a rispettare i criteri! (BKER 005) Questione delle epsilon (BRHMSON 005) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
6 ccelerogrammi e analisi dinamiche delle strutture Crescente disponibilità delle registrazioni reali e facilità di identificarne le caratteristiche; L energia immessa in una struttura dagli accelerogrammi sintetici non è facilmente controllabile (soprattutto nei modelli stocastici); Gli acceleroigrammi spettro-compatibili possono sottostimare la risposta rispetto alle reali; Gli accelerogrammi sintetici non sempre riflettono le caratteristiche di una registrazione reale (es. fasi) e la loro dipendenza dalla magnitudo; Gli accelerogrammi che simulano la sorgente di tipo pseudodinamici sembrano risolvere molti di questi problemi, tuttavia non sono ancora facilmente disponibili. ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
7 Prescrizioni OPCM 4..7 Impiego di accelerogrammi: Gli accelerogrammi dovranno avere uno spettro di risposta coerente con lo spettro di risposta elastico. La coerenza con lo spettro elastico è da verificare in base alla media delle ordinate spettrali ottenute con i diversi accelerogrammi.0.00 Sa [g] Spettro medio per ξ = 5% Spettro di riferimento T [s] ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
8 Prescrizioni OPCM 4..7 Impiego di accelerogrammi: L ordinata spettrale media non dovrà presentare uno scarto in difetto superiore al 0% rispetto alla corrispondente dello spettro elastico, in alcun punto dell intervallo di periodi 0,5 s,0 s (e 0,5 T T, in cui T è il periodo fondamentale di vibrazione della struttura in campo elastico) s.0 s Sa [g] Limite inferiore T [s] ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
9 Prescrizioni Eurocodice 8 IDENTICHE QUELLE DELL OPCM 4 inoltre Part...: the mean of the zero period spectral response acceleration values (calculated from the individual time histories) should not be smaller than the value of ag.s for the site in question ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
10 Prescrizioni OPCM nalisi dinamica non lineare: Il numero di accelerogrammi o di gruppi di essi (per le analisi spaziali) deve essere almeno pari a tre. Nel caso si utilizzino almeno 7 diversi gruppi di accelerogrammi gli effetti sulla struttura (spostamenti, etc.) potranno essere rappresentati dalle medie dei valori massimi attenuti dalle analisi δi δ δ δ δ 4 δ 5 δ 6 δ 7 δ DOM = n δ i = i n ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
11 Prescrizioni OPCM nalisi dinamica non lineare: Il numero di accelerogrammi o di gruppi di essi (per le analisi spaziali) deve essere almeno pari a tre. Nel caso di un numero inferiore si farà riferimento ai valori più sfavorevoli. δi δ δ δ δ DOM = δ max {δ i } ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
12 Gruppo Edifici GRUPPO: Due Componenti contemporanee 7x = 4 accelerogrammi ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
13 Database Dovendo rispettare l OPCM l n. 4, sarebbe logico considerare eventi sismici italiani. Bisogna tuttavia notare: a. I criteri stabiliti dalla OPCM n. 4 sono simili a quelli dall Eurocodice 8 b. Mancanza di registrazioni degli eventi italiani particolarmente intensi ESD (European( Strong-Motion Database) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
14 Database Il database selezionato è costituito da questo numero di registrazioni (dal 967). Categoria suolo Componente Est-Ovest Componente Nord-Sud Totale SUOLO (rock) SUOLO B (stiff soil) SUOLO C (soft soil) SUOLO D (very soft soil) SUOLO E (alluvium) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
15 Preselezione dell input Come input alle analisi sono stati considerati eventi sismici di magnitudo medio-alta Categoria suolo SUOLO (rock) SUOLO B (stiff soil) SUOLO C (soft soil) Zona Zona (a g =0,5g) Zona (a g =0,5g) Zona (a g =0,5g) Zona (a g =0,5g) Zona (a g =0,5g) Zona (a g =0,5g) Zona (a g =0,5g) Zona (a g =0,5g) Zona (a g =0,5g) N Registrazioni ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006 Massimiliano Monda
16 Criteri aggiuntivi Tutti i risultati rispettano i criteri di normativa (scarto in difetto non superiore al 0%) Oltre questo si è cercato di tendere alla soluzione ottimale in termini di:. Minima deviazione (σ) dello spettro medio σ = N S o ( Ti ) S s ( Ti ) S ( T ) s i Spettro reale Spettro di normativa ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
17 Criteri aggiuntivi Tutti i risultati rispettano i criteri di normativa (scarto in difetto non superiore al 0%) Oltre questo si è cercato di tendere alla soluzione ottimale in termini di:. Minima deviazione (σ) dello spettro medio. Minima deviazione del singolo spettro Massimo valore di σ max Minimo valore di σ max ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
18 Criteri aggiuntivi Tutti i risultati rispettano i criteri di normativa (scarto in difetto non superiore al 0%) Oltre questo si è cercato di tendere alla soluzione ottimale in termini di:. Minima deviazione (σ) dello spettro medio. Minima deviazione del singolo spettro. Se lo spettro di riferimento deriva da un certo suolo, i terremoti selezionati provengono dallo stesso suolo. 4. Combinazioni provenienti da eventi sismici differenti 5. Minimo intervallo di magnitudo ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
19 Risultati Combinazione caratterizzata da σmax =.0 e σ = Suolo Zona B C Strutture Mono-Dim. Edifici Combinazione di 7 accelerogrammi Campano Lucano //980 (M w =6.9) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
20 Risultati Combinazione caratterizzata da σmax = Suolo Zona Strutture Mono-Dim. Edifici Combinazione di 7 accelerogrammi B Friuli 06/05/976 (M w =6.5) Campano Lucano //980 (M w =6.9) C ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
21 Risultati Combinazione caratterizzata da σ = Suolo Zona Strutture Mono-Dim. Edifici Combinazione di 7 accelerogrammi B Friuli 06/05/976 (M w =6.5) Campano Lucano //980 (M w =6.9) C ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
22 Risultati Combinazione caratterizzata da σ = e SFmed =.58 Suolo Zona Strutture Mono-Dim. Edifici Combinazione di 7 accelerogrammi B Campano Lucano //980 (M w =6.9) C ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
23 Risultati Combinazione caratterizzata da σmax =.05 e σ = Suolo Zona Strutture Mono-Dim. Edifici Combinazione di 7 accelerogrammi B C Friuli 5/09/976 (M w =6.0) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
24 Risultati Combinazione caratterizzata da σ = Suolo Zona B C Strutture Mono-Dim. Edifici Umbria Marche 6/09/997 (M w =6.0) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
25 Risultati Combinazione caratterizzata da σ = e SF med =.58 Suolo Zona B C Strutture Mono-Dim. Edifici Umbria Marche 6/09/997 (M w =6.0) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
26 Risultati Combinazione caratterizzata da σ = Suolo Zona Strutture Mono-Dim. Edifici - Combinazione di 4 accelerogrammi Friuli 06/05/976 (M w =6.5) B C - - Campano Lucano //980 (M w =6.9) ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
27 Risultati Combinazione caratterizzata da σ max =.7 e σ = 0.8. Suolo Zona Strutture Mono-Dim. Edifici Combinazione di 4 accelerogrammi B - - Umbria Marche 6/09/997 (M w =6.0) C - ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
28 Risultati Combinazione caratterizzata da σ = 0.07 e SF med =.858 Suolo Zona B C Strutture Mono-Dim. Edifici Combinazione di 4 accelerogrammi Umbria Marche 6/09/997 (M w =6.0)\ ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
29 Suolo Zona B C Strutture Mono-Dim. Edifici Conclusioni E stato individuato l input sismico per l analisi di strutture monodimensionali ed edifici secondo l OPCM 4 ed Eurocodice 8 per i suoli,b,c. Nei casi in cui non è stato possibile trovare risultati (es. Zona ) o suoli soffici si deve necessariamente ricorrere almeno tecniche di manipolazione spettrale. I risultati riflettono diversi possibili criteri di scelta equivalenti, tutti soddisfacenti le prescrizioni della normativa, e tendenti alla soluzione ottimale. nche se con alterne fortune Si è tenuto conto e di durata (near-source) e distanza solo indirettamente. ccelerogrammi naturali compatibili con (OPCM 4 ed Eurocode 8) Napoli febbraio 006
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