Appunti di Teoria - Ingegneria Sismica

SISMA

AZIONE CASUALE NOTA SOLO da un PUNTO di VISTA STATISTICO

L'INGEGNERIA ANTISISMICA è la disciplina tecnica che raccoglie informazioni acquisite in ambito della GEOFISICA, della SISMOLOGIA, della GEOTECNICA, etc...

al fini di CARATTERIZZARE il SISMA come SOLLECITAZIONE e la risposta dell'EDIFICIO

• CONOSCERE SOLLECITAZIONI
  • - GEOFISICA
  • - GEOTECNICA
  • - SISMOLOGIA
• DESCRIZIONI dellaRISPOSTA STRUTTURALE
• SVILUPPO di METODIper AFFIDABILITÀ STRUTTURALE

PERICOLOSITÀ SISMICA (azione) — PROTEZIONE STRUTTURALE (risposta)

RISCHIO

R = P × V × E

• P = PERICOLOSITÀ caratteristica intrinseca del terremoto
  • probabilità che avvenga un determinato EVENTO SISMICO
  • in un dato tempo e dato luogo
• V = VULNERABILITÀ caratteristica intrinseca della struttura
  • propensione al danno/collasso a seguito della sollecitazione sismica
• E = ESPOSIZIONE carattere trasversale
  • riguarda i valori sociali dell'edificio e le conseguenze in seguito al suo possibile danno

INCERTEZZE

• ALEATORIE
  • intensità di un terremoto
  • PGA = Peak GroundAccelerations
• EPISTEMICHE
  • valore Rsl del collasso
  • Manutenzione che può prendersi nel numero di progettisti

RISCHIO SPECIFICO

Rs = P × V

non bisuosto delle CONSEGUENZE e del loro contesto

VULNERABILITÀ → aumento all'incremento delle potenziali conseguenze

→ all'aumentare dell'intensità la probabilità di verifica cala

RIDUZIONE del RISCHIO

Non è possibile ridurre la PERICOLOSITÀ né l'ESPOSIZIONE

Si deve agire dal punto di vista della VULNERABILITÀ

previsione del danno → elementi NON STRUTTURALI → per eventi di BASSA INTENSITÀ

elementi STRUTTURALI → per eventi di MODESTA INTENSITÀ

previsione del collasso → elementi STRUTTURALI → per eventi di SEVERA INTENSITÀ

SCENARI DI DANNO

consistono nella previsione delle conseguenze dovuti ad un evento

conseguenze DIRETTE (danni alle strutture, morti, ...)

INDIRETTE (assenza, costi economici ...)

SICUREZZA SISMICA

è un concetto che deve essere RELATIVIZZATO

il sisma è un evento ECCEZIONALE che sviluppa sollecitazioni intense

è necessario CATEGORIZZARE gli edifici per importanza SOCIALE e STRATEGICA

non tutti gli edifici possono garantire le stesse prestazioni al sisma

IM = intensity measure

Magnitudo (scala momento)

Il terremoto di riferimento è stato introdotto per non dare magnitudo negative(siccome siamo su un piano logaritmico)

Problemi:

• Non sono esattamente correlati alle caratteristiche fisiche
• Effetto di saturazione attorno a M_L = 8.3-8.5

La scala Richter è stata sostituita dalla scala di magnitudo di momento (M_W),la quale relaziona l’energia liberata dal sisma con:

• RIGIDEZZA della TERRA
• MOMENTO MEDIO di SPOSTAMENTO della FAGLIA
• DIMENSIONE dell’AREA interessata dalla DISCONTINUITÀ

Valgono M_W ≅ M_L ⟹ magnitudo momento ⪢ magnitudo Richter (Locale)

Distribuzione di probabilità di M_W

Eventi di piccola magnitudo ⟶ molto probabiliEventi di grande magnitudo ⟶ poco probabili

Per calcolare la probabilità di non superamento di un fissato valore m, è possibile integrarep(m) sull’intervallo [0; m]:

P(m ≤ m₀) = ∫₀^m₀ p(m) dm

Probabilità di non superamento di una magnitudo fissata m₀

F(m) = ∫₀^M p(ζ) dζ

20-2-2018

Supplemento ordinario n. 8 alla GAZZETTA UFFICIALE

Serie generale - n. 42

3.2.2 AZIONE SISMICA

Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dei diversi stati limite considerati, si definiscono a partire da:“la pericolosità sismica di base” del sito di costruzione e sono funzione delle caratteristiche morfologiche e stratigrafiche chedeterminano la risposta sismica locale.

La pericolosità sismica è definita in termini di accelerazione orizzontale massima attesa in un sito di condizione di campo libero susuolo di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale (di categoria A come definita al § 3.2.2, nonché di ordinata dellospettro di risposta elastica in accelerazione ad essa corrispondente S_e(T_e), con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza P_VR,come indicato nella Tab. 3.2.I nell’orizzonte temporale di riferimento V_R, asse di cui al 2.4.4.

In alternativa all’uso di accelerogrammi puntuali, derivanti da convasse deterministicamente sulla pericolosità sismica localedel diverso sito prescelto.

Ai fini della presente norma, ai valori V_R devono intendersi, per ciascuna delle probabilità di superamento P_VR, nel periodo di riferimentoV₀, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale:

• a_g - accelerazione orizzontale massima al sito;
• F_o - valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale;
• T_e - valore di riferimento per la determinazione del periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale;

Per i valori di a_g, F_o e T_e, necessari per la determinazione delle azioni sismiche, si fa riferimento agli Allegati A e B del Decreto delMinistro delle Infrastrutture 14 gennaio 2008, pubblicato nel S.O. alla Gazzetta Ufficiale del 4 febbraio 2008, n. 29, ed eventualisuccessivi aggiornamenti.

3.2.2.1 STATI LIMITE E RELATIVE PROBABILITÀ DI SUPERAMENTO

Nei confronti delle azioni sismiche, sia gli Stati limite di esercizio (SLE) che gli Stati limite ultimi (SLU) sono individuati riferendoallo dello del l’intera costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali e gli impianti,così come dagli elementi che definiscono gli Stati limite di esercizio al § 2.4.1: valore massimo del fattore di amplificazionedello spettro in accelerazione orizzontale, con riferimento a prefissate probabilità di eccedenza con associato un periodo di ritorno.

• Stato Limite di Operatività (SLO): verso il terremoto la costruzione ne subisce roture e se si da dei come.
• Stato Limite di Danno (SLD): la costruzione subisce danni di interruzione d’uso.
• Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV): a seguito del terremoto sulle incremanti da vigzioni rispetto alla meggiore da.di resistenza e rigidezza di ci.
• Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC): a seguito di differenti conseguenze sismiche.

Tab. 3.2.I - Probabilità di superamento P_VR in funzione dello stato limite considerato

• Stati limite di esercizio
• P_VR SLO: 81%
• Stati limite ultimi
• P_VR SLD: 63%
• P_VR SLV: 10%
• P_VR SLC: 5%

Qualora la protezione nei confronti degli stessi limite di esercizio sia di prioritária importanza, i valori di P_VR, forniti in tabelladevono essere ridotti in funzione del grado di protezione che si vuole raggiungere.

Per ciascuno stato limite e relativa probabilità di eccedenza P_VR nel periodo di riferimento V_R, si ricava il periodo di ritorno T_R delsisma utilizzando la relazione:

T_R,x = V_R/ln (1-P_VR,x) = C_T V_R/ln 1-P_VR[32.0]

T_R =

V_R = (1-P_VR)