Introduzione all'ingegneria sismica e alle costruzioni esistenti in zona sismica - Sismica 1

Settore: ICAR/09

INGEGNERIA SISMICA I

Teoria

UNIMOREUniversità degli Studi di Modena e Reggio Emilia

Filippo RibesNOTEWAVE_RF

Ingegneria Sismica I

UNIMOREUniversità degli Studi diModena e Reggio Emilia

Filippo RibesNOTEWAVE_RF

Autore degli appunti: Filippo Ribes

Gli appunti sono stati scritti sulla base delle lezioni svolte dal Professor Loris Vincenzi.

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Introduzione all'ingegneria sismica

Pericolosità, vulnerabilità, esposizione e rischio sismico

• Pericolosità sismica: riguarda il territorio e tiene conto della frequenza dei terremoti e della loro violenza che possono avvenire all'interno di una certa zona (non centra nulla col costruito);
• Vulnerabilità sismica: riguarda il costruito, classificandolo a seconda della loro propensione al danneggiamento da parte di una azione sismica;
• Esposizione sismica: riguarda il territorio, comprendendo alcune sue caratteristiche antropiche come popolazione, edifici, infrastrutture, beni culturali, etc. che possono essere danneggiate o distrutte. (un terremoto che si verifica in una zona densa di popolazione e con edifici ad alta vulnerabilità, presenta un'esposizione sismica molto elevata). (Anche l'eventuale perdita di importanti beni culturali a seguito dell'azione sismica è segno di un'elevata esposizione sismica);
• Rischio sismico: è l'insieme di pericolosità, vulnerabilità ed esposizione sismica.

Quello che dobbiamo fare, come ingegneri, è ridurre il rischio sismico, indicando la vulnerabilità degli edifici esistenti, consultando mappe di pericolosità sismica (per un'adeguata classificazione delle zone sismiche) e stabilendo scale di priorità (ovvero gestire al meglio le spese per gli interventi, in quanto sappiamo essere molto costosi).

Il rischio che affrontiamo è di tipo probabilistico (non abbiamo certezze sull'intensità e sul periodo in cui un sisma futuro colpirà, ma possiamo fare delle previsioni a livello probabilistico). Non possiamo quindi, ovviamente, agire sull'evento, ma dobbiamo ragionare nell'ottica di prevenzione e riduzione del rischio sismico.

Sismologia

Origine dei Terremoti:

La Terra è suddivisa in 7 zolle continentali che si muovono relativamente l'una all'altra e da altre zolle più piccole che contribuiscono al movimento della crosta terrestre. L'interazione fra queste zolle/placche tettoniche genera dall'epicentro, i fenomeni fisici di onde sismiche.

Le cause della sismicità nell'area mediterranea (che interessa l'Italia) sono legate al fatto che la zolla africana tende ad avvicinarsi a quella euro-asiatica. L'Italia, nel corso degli anni, ha visto molti terremoti che presentavano un epicentro a pochi km di profondità (localizzati principalmente sulla dorsale appenninica) e, in misura minore, epicentri molto profondi.

Elastic Rebound Theory:

Quando l'energia elastica di deformazione del materiale roccioso che è stata immagazzinata per anni viene rilasciata, vengono sprigionati calore (che ci interessa poco) e onde sismiche, che dipendono dal tipo di roccia.

• per rocce duttili (plastische), i terremoti non saranno molto intensi;
• per rocce fragili e molto resistenti, i terremoti saranno molto intensi in quanto possono immagazzinare molta energia per poi rilasciarla istantaneamente.

Generalmente, nella stessa faglia si hanno tensioni

Tangenziali non uniformi vi sono contemporaneamente

zone molto resistenti e zone poco resistenti. Questo

comporta:

• Venti multipli in tempi ravvicinati nella stessa zona;
• Influenza del processo di rottura sul movimento sismico.

Ipocentro ed epicentro

• L'ipocentro è il punto (la zona) in cui si ha la
• Rottura della roccia nel sottosuolo;
• L'epicentro è il punto (la zona) corrispondente alla
• Verticale dell'ipocentro fino in superficie.

Gli effetti sismici vengono percepiti

anche nei dintorni

dell'epicentro entro una certa

distanza epicentrale, come si

vede a lato (è una grande distanza).

I terremoti possono essere classificati in:

• Terremoti crostali (o superficiali): H < 25 Km;
• Terremoti normali: 25 Km < H < 70 Km;
• Terremoti intermedi: 70 Km < H < 300 Km;
• Terremoti profondi: H > 300 Km.

Tipologie di onde sismiche

Le onde sprigionate da un evento sismico possono essere:

• Onde longitudinali o di pressione o primarie (P):
• Sono responsabili della propagazione delle deformazioni di
• Compressione. La direzione del fronte dell'onda