Università degli Studi del Sannio
Facoltà di Ingegneria
ReLUIS - Rete Laboratori Universitari di
Ingegneria Sismica
Gruppo di lavoro RS2
Applicazioni di risposta sismica locale
mediante codici agli elementi spettrali
Il caso studio di L’Aquila
Confronti preliminari di codici numerici su
modello semplice
Input: accelerogramma (sturno)
Geoelse 2D lineare vs QUAD4M 2D lineare-EERA-NERA
ok
Geoelse 2D non lineare vs QUAD4M 2D non lineare-EERA-NERA
?
S
Tipologie di analisi
- EERA Æ analisi 1D visco-elastiche lineari equivalenti nel
dominio delle frequenze;
- NERA Æ analisi 1D non lineari isteretiche nel dominio del
tempo;
- QUAD4M Æ analisi 2D visco-elastiche lineari equivalenti nel
dominio del tempo;
- GEOELSE Æ analisi 2D elastiche non lineari, con
aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del
tempo.
MODELLO 2D Æ1D
Layer 1: Vs=250m/s
Layer 2: Vs=500m/s
Layer 3: Vs=750m/s
S
0
10
30
50
Bed-rock:
Vs=1000m/s
200
0
Superfici assorbenti
MODELLO 2D Æ1D
Layer 1: Vs=250m/s
Layer 2: Vs=500m/s
Layer 3: Vs=750m/s
S
0
10
30
Superfici
assorbenti
50
Bed-rock:
Vs=1000m/s
200
0
1250
Layer 1
2500
Layer 2
Input introdotto al bedrock inside: accelerazioni vs
tempo
0.30
Input per i codici:
EERA
NERA
QUAD4
accelerazioni orizzontali [g]
0.20
0.10
0.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
-0.10
-0.20
-0.30
time [s]
Sturno 1980 (comp. NS)
PGA=0.269g; Durata= 18s;
Arias Intensity= 0.946m/sec; Acceleration Spectrum Intensity (ASI)= 0.238g*sec;
Velocity Spectrum Intensity (VSI)= 131.113cm; Housner Intensity= 129.998cm.
Input introdotto al bedrock inside: spostamenti vs
tempo
0.20
Input per il
codice:
GeoEL
SE
0.15
spostamenti orizzontali [m]
0.10
0.05
0.00
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
-0.05
-0.10
-0.15
time [s]
Sturno 1980 (comp.
NS)
Confronto software in campo lineare :
EERA
NERA
QUAD4M
GEOELSE
FFT accelerogramma in input al bedrock inside
Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside
Modellazione lineare
Confronto degli accelerogrammi calcolati in superficie
6
4
]
s
/ 2
m
[i
n
o
iz 0
a
r
0
e
l
e
-2
c
c
a
2
2
4
6
8
10
-4
-6
EERA lineare
Time [s]
QUAD4-M lineare
GeoELSE lineare
Modellazione lineare
NERA lineare
Confronto
FFT accelerogrammi in superficie
Modellazione lineare
Confronto
accelerazioni massime lungo la verticale
0
0.1
accelerazioni massime [g]
0.3
0.4
0.2
0.5
0.0
50.0
] 100.0
m
[
à
ti
d
n
fo
o
r
P150.0
200.0
250.0
quad4m
geoelse
eera
Modellazione lineare
nera
0.6
0.7
Confronto
accelerazioni massime lungo la verticale
0
0.1
accelerazioni massime [g]
0.3
0.4
0.2
0.5
0.0
5.0
10.0
Profondità [m]
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
quad4m
geoelse
eera
Modellazione lineare
nera
0.6
0.7
Confronto software in campo non lineare :
EERA
NERA
QUAD4M
GEOELSE
Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside
Modellazione non lineare
Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside
Modellazione non lineare
Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse
0
10
30
50
200
0
1250
Modellazione non lineare
2500
Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse
0
10
30
50
200
0
1250
Modellazione non lineare
2500
Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse
0
10
30
50
200
0
1250
Modellazione non lineare
2500
Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse
0
10
30
50
200
0
1250
Modellazione non lineare
2500
Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse
0
10
30
50
200
0
1250
Modellazione non lineare
2500
Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse
0
10
30
50
200
0
1250
Modellazione non lineare
2500
Accelerazioni [m/s2]
Osservazione delle Time-Histories
Modellazione
Tempo [s]
non lineare
Confronto degli accelerogrammi calcolati in superficie
Modellazione non lineare
Confronto
FFT accelerogrammi in superficie
Modellazione non lineare
Accelerazioni [m/s2]
Osservazione delle Time-Histories
Modellazione
Tempo [s]
non lineare
Confronto
accelerazioni massime lungo la verticale
0.000
0.0
0.200
accelerazioni massime [g]
0.600
0.400
0.800
50.0
] 100.0
m
[
à
ti
d
n
fo
o
r
P150.0
200.0
250.0
quad4m
geoelse
eera
Modellazione non lineare
nera
1.000
1.200
Confronto
accelerazioni massime lungo la verticale
0.000
0.0
0.200
accelerazioni massime [g]
0.600
0.400
0.800
5.0
10.0
15.0
] 20.0
m
[
à
ti
d25.0
n
fo
o
r
P30.0
35.0
40.0
45.0
50.0
quad4m
geoelse
eera
Modellazione non lineare
nera
1.000
1.200
Confronto
deformazioni massime lungo la verticale
Modellazione non lineare
Confronto
deformazioni massime lungo la verticale
Modellazione non lineare
τ [kPa]
τ [kPa]
Curve τ-γ
EERA
Layer 1:
Vs=250m/s
Layer 2:
Vs=500m/s
γ [%]
γ [%]
τ [kPa]
τ [kPa]
Bed-rock:
Vs=1000m/s
Layer 3:
Vs=750m/s
γ [%]
Bed-rock:
Vs=1000m/s
γ [%]
τ [kPa]
τ [kPa]
Curve τ-γ
NERA
Layer 1:
Vs=250m/s
Layer 2:
Vs=500m/s
γ [%]
γ [%]
τ [kPa]
τ [kPa]
Bed-rock:
Vs=1000m/s
Layer 3:
Vs=750m/s
γ [%]
Bed-rock:
Vs=1000m/s
γ [%]
τ
τ
Curve τ-γ
[Pa]
[Pa]
GEOELSE
Layer 1:
Vs=250m/s
Layer 2:
Vs=500m/s
γ [%]
γ [%]
τ [Pa]
τ [Pa]
Bed-rock:
Vs=1000m/s
Layer 3:
Vs=750m/s
γ [%]
Bed-rock:
Vs=1000m/s
γ [%]
τ/τmax
Comportamento tensio-deformativo in Geoelse
γ[%]
1)Non si tratta di comportamento isteretico;
2)Lo smorzamento non viene calcolato come in altri approcci non lineari (ad es. NERA) ma
aggiunto “esternamente” ad ogni step temporali in funzione di γ
3)All’inversione del carico il modulo di rigidezza non viene aggiornato ripartendo da Go
(come nei modelli isteretici tradizionali) ma dal valore di rigidezza dello step precedente
(G<<Go)
Confronti preliminari di codici numerici su
modello semplice
Input: accelerogramma (sinedwell)
Geoelse 2D lineare vs QUAD4M 2D lineare-EERA-NERA
ok
Geoelse 2D non lineare vs QUAD4M 2D non lineare-EERA-NERA
?
S
Tipologie di analisi
- EERA Æ analisi 1D visco-elastiche lineari equivalenti nel
dominio delle frequenze;
- GEOELSE Æ analisi 2D elastiche non lineari, con
aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del
tempo.
Input introdotto al bedrock inside: accelerazioni vs
tempo
Input per i
codice:
EERA
Segnale generato usando due frequenze:
5.00Hz
8.00Hz
PGA=0.886g; Durata= 2.50s
Input introdotto al bedrock inside: spostamenti vs
tempo
Input per il
codice:
GeoEL
SE
SINEDWELL 5Hz e
8Hz
Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside
Modellazione lineare
Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside
Modellazione lineare
Confronto degli accelerogrammi calcolati in superficie
Modellazione lineare
Confronto
FFT accelerogrammi in superficie
Modellazione lineare
Confronto
accelerazioni massime lungo la verticale
Modellazione lineare
Confronto
accelerazioni massime lungo la verticale
Modellazione lineare
Confronto software in non campo lineare :
NERA
GEOELSE
Tipologie di analisi
- NERA Æ analisi 1D non lineari isteretiche nel dominio del
tempo;
- GEOELSE Æ analisi 2D elastiche non lineari, con
aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del
tempo.
Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside
Modellazione non lineare
Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside
Modellazione non lineare
Confronto degli accelerogrammi calcolati in superficie
Modellazione non lineare
Confronto
FFT accelerogrammi in superficie
Modellazione non lineare
Confronto
accelerazioni massime lungo la verticale
Modellazione non lineare
Confronto
deformazioni massime lungo la verticale
Modellazione non lineare
Comportamento tensio-deformativo in Geoelse
Comportamento tensio-deformativo in Geoelse
Comportamento tensio-deformativo in Geoelse