Università de L’AQUILA
CORSO DI MICROZONAZIONE SISMICA
Simulazioni numeriche per valutare l’ amplificazione locale
Risultati attesi
Esempi di analisi di RSL
•Fattori di amplificazione
•Determinazione del moto sismico di riferimento
•Caso del centro città
•Caso di Pianola
Dott. Ing. Tito Sanò
esiti della RSL e la normativa
sismica
1
Risultati attesi
Dipendono dall’uso che se ne intende fare:
•Una funzione che rappresenti istante per istante il moto sismico presente al
suolo, per esempio:
l’accelerogramma, il suo spettro di Fourier, o i suoi spettri di risposta in
accelerazione, velocità e/o spostamento in funzione di un valore prefissato di
smorzamento critico;
•Una grandezza scalare che quantifichi l’effetto medio di amplificazione
locale presente al sito, per esempio:
il rapporto tra il valore dell’accelerazione di picco (PGA) al suolo e quello di
input, il rapporto spettrale tra lo spettro di risposta in accelerazione, velocità e
spostamento al suolo e quello di input per un valore prefissato di
smorzamento critico e per un determinato valore del periodo di vibrazione o il
rapporto tra il valore integrale di output e di input, calcolati su determinati
spettri di risposta
Risultati attesi
Tra questi ultimi i più usati sono i rapporti degli indici di Housner tra il moto in superficie
e quello di riferimento. Possono essere considerati come rapporti medi degli spettri in
alcuni campi di frequenza. L'indice di Housner è calcolato mediante l'integrale dello
spettro di risposta di pseudo velocità, PSV, nell’intervallo di periodi di interesse Ti-Tf.
Tf
Hx 
 PSAx
Ti
T
 dT
2
FA 
H output
H input
L’intervallo d’integrazione Ti-Tf, nella definizione originaria di Housner vale 0.12.5 s, ma è più corretto far riferimento a più valori a seconda della tipologia di
costruzione presente nel sito in studio:
FA.1-.5
0.1
0.5
FA.5-1.
0.5
1.0
FA1.-1.5
1.0
1.5
FA.1.5-.2.5
1.5
2.5
FA.1-2.5
0.5
2.5
FA.1-.5 viene usato spesso per edifici
più rigidi come quelli in muratura,
FA 1.-1.5 o FA1.5-2.5 per strutture isolate
alla base…
Questo tipo di risultato viene spesso usato nel caso sia necessario produrre una mappa
del territorio con i valori di amplificazione rispetto ad un moto definito dalla normativa.
3
FA come rapporto tra gli indici di Housner
Fattori di amplificazione FA e FV
Secondo i ‘Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica ‘
Sono i rapporti tra i massimi valori degli spettri di
accelerazione e di pseudo-velocità.
CALCOLO di FA e FV
•
•
•
•
Fare lo smoothing degli spettri di risposta (input e output)
Calcolo dei valori del periodo cui si ha il massimo TA.
Calcolare il valore massimo medio tra TA-TA/2 e TA*3/2 SA
Fare lo stesso per lo spettro di pseudovelocità [PSV(T)=T*PSA(T) /2π]
per calcolarne il valore medio massimo SV. In tal caso TV è il valore del
periodo in cui si ha il massimo e il malore medio è fatto tra: 0.8TVe 1.2TV
•
Indicando con indice o l’output e i l’input si ha:
FA= SAo/Sai
FV=SVo/SVi
Calcolo degli spettri di risposta standard
•
•
•
TC=2*π*SV/SA
TB=TC/3.
TD=4.0*ag/g+1.6
SA=Fo*S*ag
Valori di normativa
Registrazioni al sito Centro Valle (AQV)
0.8
valle-ns
accelerazione g
0.6
0.4
0.2
0
0
5
10
15
20
25
30
-0.2
-0.4
-0.6
tempo
0.8
valle-ew
accelerazione g
0.6
0.4
0.2
0
0
5
10
15
-0.2
-0.4
-0.6
-0.8
tempo
20
25
30
Spettri di risposta degli accelerogrammi registrati
1.8
valle-ew
1.6
accelerazione g
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.5
1
2
1.5
Periodo s
2
2.5
3
2
2.5
3
valle-ns
accelerazione g
1.8
1.6
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.5
1
1.5
Periodo s
Schema di calcolo
Profilo di Vs nel sito di Centro Valle
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0.0001
G/G0-koku-l
G/G0-koku-u
G/G0-koku-m
G/G0-hata
G/G0-anasta
G/Go(Idriss)
G/Go(Roll)
G/Go(Garf1)
G/Go(Garf2)
G/Go(Mess)
G/Go(US)
G/Gomedia
0.001
0.01
0.1
Rollins= lower bound
Seed = upper bound
gamma %
14
12
10
8
6
D(%)-koku-l
D(%)-koku-u
D(%)-koku-m
D(%)-hata
D-anasta
D%(Idriss)
D%(Roll)
D%(Garf1)
D%(Garf2)
D%(Mess))
D%(US)
D%media
4
2
0
0.0001
0.001
gamma %
0.01
0.1
Risultati nel caso medio confrontati con gli spettri in superficie
Direzione E-W
0
0.5
1
1.5
2
2
Roccia-ew
superficie-ew
1.5
1
0.5
0
0
0.5
1
periodo (s)
1.5
2
Risultati nel caso medio confrontati con gli spettri in superficie
Direzione N-S
0
0.5
1
1.5
2
2
roccia-ns
superficie-ns
1.5
1
0.5
0
0
0.5
1
periodo (s)
1.5
2
Spettri standard
0
0.5
1
1.5
2
2
roccia-ew
roccia-ew-standard
1.5
SA=1.374
SV=0.057
Tc=0.26
1
0.5
0
0
0.5
1
Periodo (s)
1.5
2
Spettri standard
0
0.5
1
1.5
2
2
roccia-ns
roccia-ns-standard
SA=1.33
SV=0.06
Tc=0.283
1.5
1
0.5
0
0
0.5
1
Periodo (s)
1.5
2
Caso del centro città
Schema presunto di AQK
Confronto tra registrazioni a AQK con i
valori simulati
0
0.5
1
1.5
0
2
0.5
1
1.5
2
1
1.2
numerico
aquila-park-x
1
numerico
aquila-park-y
0.8
0.8
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
0.2
0
0
0.5
1
periodo (s)
1.5
2
0
0
0.5
1
periodo (s)
1.5
2
Caso di Pianola
Risultati
FINE