LA GEOFISICA NELLA PROFESSIONE DEL GEOLOGO
Ordine dei Geologi della Regione Umbria
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 NTC08.
2. 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
Relatore Dott. Geol. Sandro Zeni
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Ordine dei Geologi della Regione Umbria
CATEGORIA DI SOTTOSUOLO AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato
NTC08 § 3.2.2. 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 .
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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
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CATEGORIA E
CATEGORIA B
CATEGORIA S2
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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.)
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CATEGORIA DI SOTTOSUOLO AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato
AMPLIFICAZIONE STRATIGRAFICA Ss = Coefficiente stratigrafico Cc = Coefficiente del periodo (Tc)
NTC08 § 3.2.3.2.1. 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
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CATEGORIA TOPOGRAFICA AI SENSI NTC08 - Metodo semplificato
AMPLIFICAZIONE TOPOGRAFICA
ST = Coefficiente topografico
NTC08 § 3.2.2.
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.
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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°
Rilievo 15° < i < 30°
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Pendio con i > 15°
Rilievo i > 30°
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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
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VALUTAZIONE DELLA AZIONE SISMICA - Metodo semplificato spettri elastici e spettri di progetto
NTC08 § 3.2.3.1. 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).
NTC08 § 3.2.3.2. 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
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SLV: Spettro di progetto CD”A” e q = 3.00
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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
NTC08 § 3.2.3.2.1 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
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VALUTAZIONE DELLA AZIONE SISMICA - Metodo semplificato costruzione dello spettro elastico
NTC08 § 3.2.3.2.1 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
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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” (www.ingegneriasoft.com) o software free “Spettri NTC” ver. 1.03 (www.cslp.it)
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Fine prima parte
Domande e chiarimenti
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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; § 7.11.3)
4.4.1. Determinazione dell’approccio più idoneo ai fini della definizione dell’azione sismica derivante dalla
valutazione dell’effetto di risposta sismica locale (RSL) (§ C7.11.3.1.2.3)
4.4.2. Caratterizzazione dei terreni ai fini sismici (§ 7.11.2)
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------metodo numerico:
4.4.3. Approccio mediante studi di RSL (§ C 7.11.3.1.1; § C 7.11.3.1.2)
4.4.3.1. Modelli numerici
4.4.3.2. Accelerazione massima attesa al suolo
4.4.3.3. Spettro di risposta elastico
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------metodo semplificato:
4.4.3. Approccio semplificato (§ 3.2.2; § 7.11.3.2; § 7.11.3.3)
4.4.3.1. Categoria di profilo stratigrafico del suolo di fondazione e amplificazione stratigrafica
4.4.3.2. Condizioni topografiche e amplificazione topografica
4.4.3.3. Spettro di risposta elastico
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STANDARD MINIMO PER LA REDAZIONE DELLA RELAZIONE GEOLOGICA AI SENSI DELLE NTC08
4.2. 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, 2011. DBMI11, la versione 2011 del Database Macrosismico Italiano -INGV)
•CPTI11 (A.Rovida, R.Camassi, P.Gasperini e M.Stucchi, 2011. 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 § 3.2.2 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
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LA RELAZIONE SISMICA AI SENSI NTC08
• mediante metodo semplificato
• mediante metodo numerico
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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
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SISMICITA’ STORICA
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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, http://emidius.mi.ingv.it/CPTI, DOI: 10.6092/INGV.IT-CPTI11
DBMI11 M.Locati, R.Camassi e M.Stucchi, 2011. la versione 2011 del
Database
Macrosismico
Italiano.
Milano,
Bologna,
http://emidius.mi.ingv.it/DBMI11. DOI: 10.6092/INGV.IT-DBMI11
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ZONA SISMOGENETICA (ZS9)
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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 919 - Appennino Umbro
caratteristiche sismogenetiche sorgente = NF faglia diretta
SITO: San Rocco di Gualdo Tadino (PG)
Latitudine: 43,227766 - Longitudine: 12,783468 (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
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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.
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LA RELAZIONE SISMICA AI SENSI NTC08
mediante metodo semplificato
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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 43,258644 longitudine 12,740220 (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).
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DEFINIZIONE DELLA CATEGORIA DEL SOTTOSUOLO e DEI COEFFICIENTI (Ss – Cc)
SITO: CATEGORIA SOTTOSUOLO B - latitudine 43,258644 longitudine 12,740220 (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
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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
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LA GEOFISICA NELLA PROFESSIONE DEL GEOLOGO
SPETTRO ELASTICO DELLA COMPONENTE ORIZZONTALE
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con smorzamento al 5%
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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
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Fine seconda parte
Domande e chiarimenti
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LA RELAZIONE SISMICA AI SENSI NTC08
mediante analisi numerica
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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 2008-2013
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).
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SCELTA DEGLI ACCELEROGRAMMI NATURALI RAPPRESENTATIVI DEL SITO
Ai sensi dell Circolare C.S.L.P. n.617/09 (NTC08) punto C7.11.3.1.2.2, 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)
INFORMAZIONI PRESENTI NEL FILE:
ASS_NS Assisi PGA(cm/s^2) = +164,140 [+0,167 g]
EVENT_NAME: UMBRIA-MARCHE 2° SHOCK
EVENT_DATE_YYYYMMDD:19970926
EVENT_TIME_HHMMSS: 094025
EVENT_LATITUDE_DEGREE: 43.0147
EVENT_LONGITUDE_DEGREE: 12.8538
EVENT_DEPTH_KM: 10
MAGNITUDE_L: 5.8
MAGNITUDE_W: 6
FOCAL_MECHANISM: NF
STATION_CODE: ASS
STATION_NAME: ASSISI
STATION_LATITUDE_DEGREE: 43.074982
STATION_LONGITUDE_DEGREE: 12.604141
STATION_ELEVATION_M: 390
SITE_CLASSIFICATION_EC8: A*
EPICENTRAL_DISTANCE_KM: 21.4
Spettro di Fourier ASS_NS Assisi
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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. 50 - SABBIA: Seed & Idriss – media - GHIAIA: Rollins et al. - 1998
Curve di decadimento del modulo di taglio (G/G0) e dello smorzamento (D/D0) con la deformazione.
(Shear modulus and damping vs. shear deformation) proposte dal D.P.C.
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CURVE DI DECADIMENTO del MODULO di TAGLIO (G/G0) e dello SMORZAMENTO (D/D0) 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.
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SCELTA DELLA STRATIGRAFIA
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Esempio: INDAGINE PER RSL NTC08 San Rocco di Gualdo Tadino (PG)
INDAGINI GEOGNOSTICHE
Ricostruzione stratigrafica
Profilo Vp Tomografia 2D
Controllo stratigrafia con HVSR
Profilo Masw-ReMi
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Colonna sismostratigrafica
curva di ellitticità sintetica e sperimentale
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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)
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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)
Peak Ground Acceleration Profile SLU PGA=0,271 g
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Fourier Amplitude Spectrum SLU f = 0,50 e 7,00 Hz
Acceleration Transfer Function SLU fo = 18,14 Hz Ao = 2,99
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CODICE DI CALCOLO 1D Software STRATA - Metodo di analisi equivalente lineare
DATI OUTPUT: Spettri SLE e SLU
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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/D0 – G/G0]
•codice di calcolo adottato
•conclusioni e valutazioni finali
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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*H3/4 (H = altezza (dalla fondazione) e C cost. dipendente dal materiale 0,085-0,075-0,05) NTC2008 punto 7.3.3.2
T1 = C*H/(B1/2) (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
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GRAZIE PER L’ATTENZIONE !
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