Spettro di Risposta

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La Valutazione della Risposta
Sismica Locale monodimensionale
ai fini progettuali (NTC2008)
Approccio pratico ed
applicazione del software
RSL III
-Parte 1ID corso: 25
Durata: 23 Ottobre - 23 Novembre 2014
Docente: Ing. LIPPELLI Anna
Crediti formativi APC assegnati:
COSA SI INTENDE CON IL TERMINE RISPOSTA SISMICA LOCALE
Con il termine risposta sismica locale si intende lo studio della risposta del terreno ad una
determinata sollecitazione sismica, finalizzato alla previsione del moto sismico atteso in
superficie da applicare alle strutture, in termini di:
 ampiezza (picco massimo d’accelerazione);
 time history delle accelerazioni;
 contenuto in frequenza (periodo fondamentale, spettro di risposta, ecc.);
 tensioni e deformazioni (per problemi di liquefazione e di instabilità dei pendii e
delle opere di sostegno).
Lo scopo è, dunque, quello di determinare, in un dato sito, la variabilità dell’entità del moto
sismico con la profondità rispetto ad un terreno rigido di riferimento (bedrock sismico).
QUALI E QUANTI SONO I LIVELLI DI APPROFONDIMENTO DELLA
RISPOSTA SISMICA LOCALE
Attualmente gli studi di risposta sismica locale constano di tre livelli di approfondimento:
Livello I (approccio di tipo qualitativo)
basato su considerazioni prettamente qualitative sulle conseguenze di danneggiamento
di un eventuale sisma associato a conoscenze geologiche dell’area;
Livello II (approccio di tipo semiquantitativo)
basato su vari approcci semplificati tra cui quello attualmente vigente in Italia e dettato
dai contenuti delle NTC2008;
Livello III (approccio di tipo quantitativo)
basato sulla valutazione numerica a partire da condizioni semplici (monodimensionale
1D), o da condizioni più articolate (bidimensionale 2D, tridimensionale 3D).
COSA SONO L’ACCELEROGRAMMA E LO SPETTRO DI FOURIER
L’accelerogramma è la
rappresentazione dello
scuotimento sismico nel dominio
del tempo (T).
I parametri che lo definiscono sono:
In ascissa: il tempo (T), espresso
generalmente in secondi e legato
alla durata della sollecitazione
sismica.
In ordinata: l’accelerazione,
impressa dal sisma al sistema
oggetto della sollecitazione,
espressa in m/sec2, cm/sec2, oppure
normalizzata rispetto
all’accelerazione di gravità g.
La trattazione dei segnali nel
dominio del tempo, è abbastanza
complicata, perciò, si preferisce
operare nel dominio della
frequenza. Infatti, un segnale, per
quanto complicato sia, può essere
scomposto come somma di segnali
armonici più semplici (serie di
Fourier) ed essere rappresentato
nel dominio della frequenza
tramite una funzione chiamata
Spettro di Fourier.
I parametri che descrivono
compiutamente un segnale
armonico semplice sono: la sua
ampiezza (A), il suo periodo (T) o
la sua frequenza (F) che è uguale
ad (1/T), e la sua fase (Φ).
Da ciò si evince che un segnale qualsiasi
può essere rappresentato compiutamente
nel dominio della frequenza tramite il suo
spettro di Fourier in ampiezza ed in fase,
in altre parole ogni punto dello spettro
corrisponde al valore della frequenza e
dell’ampiezza o fase delle oscillazioni
armoniche semplici in cui è scomposto il
segnale.
In un accelerogramma o Spettro di
Fourier, il massimo valore assunto
dall’ampiezza, sia in senso positivo che
negativo, rappresenta il picco di
accelerazione raggiunto ed è definito
come PGA (peak ground acceleration).
Il ricorso alla rappresentazione dei segnali nel dominio della frequenza ha il
vantaggio di poter trattare i segnali semplicemente con gli operatori della
matematica (somma, moltiplicazione, derivazione, integrazione, ecc.), quindi è
possibile trasformare agevolmente, mediante processi di integrazione, uno spettro
di accelerazione in spettro di velocità e successivamente in spettro di spostamento.
ll percorso inverso da spettro in spostamento a spettro in velocità a spettro in
accelerazione, è possibile agevolmente attraverso processi di derivazione. Tale
processo inverso, cioè quello di ricostruire il segnale nel dominio del tempo dagli
spettri di Fourier in ampiezza e fase è chiamato anti-trasformata di Fourier (o
inversa della trasformata di Fourier).
COS’E’ LO SPETTRO DI RISPOSTA
Nella pratica ingegneristica, quasi sempre,
si usa rappresentare l’azione sismica
impressa al sito e quindi trasmessa alle
strutture tramite un particolare tipo di
spettro e cioè lo Spettro di Risposta. Tale
spettro può essere espresso in termini di:
accelerazione
(Sa),
velocità
(Sv),
spostamento (Sd).
Tralasciando la trattazione matematica che
sta alla base della sua definizione, si può
definire lo spettro di risposta come il luogo
matematico in cui, dati tutti i possibili
oscillatori semplici aventi uguale rapporto di
smorzamento ξ e soggetti allo stesso moto
sismico, si ha la risposta massima in termini
di accelerazione, velocità, spostamento.
Esso è rappresentato da un grafico in cui, per un dato valore del coefficiente di
smorzamento ξ, in ascissa viene riportato il valore del periodo T o della frequenza F
ed in ordinata i valori di Sd, Sv, Sa, a seconda del parametro preso in considerazione,
ricavati facendo variare la rigidezza del sistema.
Al variare del coefficiente di smorzamento ξ si ottengono, chiaramente, curve
differenti, che presentano la caratteristica di avere valori dei parametri Sd, Sv, Sa
decrescenti al crescere del parametro ξ.
Un particolare spettro di risposta di uso ingegneristico è lo Spettro di Risposta
Elastico che si ottiene ponendo il coefficiente di smorzamento ξ pari al 5%.
E’ importante sottolineare come lo spettro di risposta sia radicalmente differente
dallo spettro di Fourier. Lo spettro di risposta, infatti, contiene l’indicazione del
comportamento delle strutture (va sempre indicato infatti il fattore di
smorzamento ξ), mentre lo spettro di Fourier rappresenta il contenuto spettrale di
una sollecitazione solitamente riferita al terreno. Nello spettro di risposta, il valore
di scuotimento corrispondente al periodo T0 rappresenta il valore dello
scuotimento al terreno.
Quando si parla in termini di spettro di risposta non si parla di accelerazione, di velocità o di
spostamento ma di pseudo-accelerazione (PSA o semplicemente Sa), pseudo-velocità (PSV o
semplicemente Sv), pseudo-spostamento (PSD o semplicemente Sd).
Normalmente per gli approcci semplificati della risposta sismica del sito, al posto degli spettri
di risposta reali, si adoperano degli spettri standardizzati (spettri di risposta a probabilità
uniforme), l’utilità di quest’ultimi sta nel fatto di poter essere definiti da pochi parametri
legati tra loro da determinate leggi e che discuteremo più compiutamente in seguito.
Questo tipo di approccio è utilizzato dagli Eurocodici, dall’NTC2008, ecc..
LA RISPOSTA SISMICA LOCALE: CONCETTI GENERALI
Un’analisi di risposta sismica locale, finalizzata alla definizione del moto sismico in
superficie in corrispondenza di un determinato sito, dovrebbe, concettualmente,
comprendere almeno due fasi fondamentali:
la definizione del moto sismico al bedrock;
la trasmissione del moto sismico dal bedrock alla superficie.
La definizione del moto sismico al bedrock, che rientra nel campo degli studi della
pericolosità sismica di base per la definizione dell’input sismico, è condizionata dal:
Meccanismo di sorgente, cioè dalla quantità di energia liberata,
dai meccanismi focali, dalla lunghezza della frattura, ecc..
Cammino di propagazione, cioè dalla distanza ipocentrale
e dai processi fisici di attenuazione dell’energia sismica.
Il moto sismico in superficie è condizionato dai meccanismi
di trasmissione dal bedrock alla superficie (risposta sismica
locale ed in particolare gli effetti di sito) ed è legato alle
trasformazioni in ampiezza, durata e contenuto in
frequenza che subiscono le onde sismiche per l’azione filtro
operata dagli strati più superficiali, cioè: effetti 1D
determinati dalla stratigrafia del sito dal bedrock sismico
alla superficie libera; effetti 2D o 3D dovuti alla geometria
(bedrock sepolto come nelle valli concave, rilievi).
La definizione dell’input sismico
MOTO SISMICO AL BEDROCK:
LA PERICOLOSITA’ SISMICA DI BASE DEL SITO
La pericolosità sismica rappresenta lo scuotimento del suolo, in condizioni di
campo libero, atteso in un dato punto del territorio. Questo dipende da molti
fattori legati sia alla sorgente del terremoto sia al mezzo in cui si propagano le onde
sismiche.
La pericolosità sismica di base di un sito può essere valutata “prevedendo i
terremoti” con un modello fisico che simuli esattamente l’intero fenomeno e dia la
possibilità di valutarne l’evoluzione nel tempo.
Le carte di pericolosità sismica sono costruite sulla base di un approccio statisticoprobabilistico nel quale il ruolo delle informazioni geologiche è marginale
LA PERICOLOSITA’ SISMICA DI BASE - NTC2008
Nell’attuale normativa (NTC2008), la pericolosità sismica, è intesa in senso
probabilistico e viene definita come:
‘lo scuotimento del suolo atteso in un dato sito con una certa probabilità di eccedenza
in un dato intervallo di tempo, ovvero la probabilità che un certo valore di
scuotimento si verifichi in un dato intervallo di tempo’.
Questo tipo di stima si basa sulla definizione di una serie di elementi di input (quali
catalogo dei terremoti, zone sorgente, relazione di attenuazione del moto del
suolo, ecc.) e dei parametri di riferimento (per esempio: scuotimento in
accelerazione o spostamento, tipo di suolo, finestra temporale, ecc.). I valori dei
parametri che definiscono la pericolosità sismica sono calcolati su una griglia di
punti (che ha una densità di 20 punti per grado, circa un punto ogni 5 km).
Allo stato attuale, la pericolosità sismica su
reticolo di riferimento nell’intervallo di
riferimento è fornita dai dati pubblicati sul sito
http://esse1.mi.ingv.it/.
Eventuali differenti pericolosità sismiche
(classificazioni regionali) sono approvate dal
Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, previa
istruttoria effettuata dal Dipartimento per la
Protezione Civile, al fine di valutarne
l’attendibilità scientifica e l’idoneità applicativa in
relazione ai criteri di verifica adottati nelle
NTC2008.
Nella figura è riportata una tipica schermata della
Mappa interattiva della Pericolosità Sismica in cui
si possono notare i parametri selezionabili per la
generazione dei dati di pericolosità relativi ai
punti della griglia nazionale
Ai sensi delle NTC2008, le azioni di progetto si ricavano dalle accelerazioni ag e dalle relative
forme spettrali o, in alternativa, dall’uso di accelerogrammi, purché correttamente
commisurati alla pericolosità sismica del sito. Le forme spettrali previste sono definite su sito
di riferimento rigido orizzontale in funzione di tre parametri:
 ag accelerazione orizzontale massima attesa, in condizioni di campo libero, su sito di
riferimento rigido e con superficie topografica orizzontale;
F0 valore massimo del fattore d’amplificazione dello spettro in accelerazione
orizzontale;
TC* periodo d’inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione
orizzontale.
Tali valori non sono costanti per i vari punti della griglia ma sono in funzione di diversi valori di
probabilità di superamento in 50 anni, in altre parole variano con il tempo di ritorno
considerato.
Le NTC2008, quindi, per i 10751 punti del reticolo di riferimento, oltre che le coordinate
espresse nel sistema ED50, forniscono i valori dei parametri ag (espresso in g), F0
(adimensionale), TC* (espresso in secondi), per 9 valori del periodo di ritorno TR (30 anni, 50
anni, 72 anni, 101 anni, 140 anni, 201 anni, 475 anni, 975 anni, 2475 anni), Allegato B delle
NTC2008.
Le forme spettrali previste dalle NTC2008 sono caratterizzate da prescelte
probabilità di superamento e vite di riferimento VR.
Quindi, per individuare, a partire dai dati di pericolosità sismica disponibili, le
corrispondenti azioni sismiche, occorre fissare:
la vita di riferimento VR della costruzione;
le probabilità di superamento nella vita di riferimento PVR
associate a ciascuno degli stati limite considerati SLO,
SLD, SLV, SLC.
Tale operazione deve essere possibile per tutte le vite di riferimento e tutti gli stati
limite considerati dalle NTC2008. Quindi è conveniente utilizzare, come parametro
caratterizzante la pericolosità sismica, il periodo di ritorno dell’azione sismica TR,
espresso in anni. Fissata la vita di riferimento VR, i due parametri TR e PVR sono
esprimibili, l’uno in funzione dell’altro, mediante la relazione.
VR
TR =
ln ⋅ (1 − PVR )
Le forme spettrali previste dalle NTC2008 sono caratterizzate da un tempo di
ritorno TR (es. 475 anni) che è legato ad una fissata probabilità P (es. 10%) di non
superamento in un determinato intervallo di tempo ΔT (es. 50 anni).
I valori del periodo corrispondente ai nodi della
curva che descrive lo spettro a probabilità
uniforme rappresentano:
T0 = periodo corrispondente al picco di
accelerazione del moto del suolo sul piano
orizzontale (PGA) espresso in frazioni
dell’accelerazione di gravità;
TB = periodo corrispondente all’inizio del tratto
dello spettro ad accelerazione costante;
TC = periodo corrispondente all’inizio del tratto
dello spettro a velocità costante;
TD = periodo corrispondente all’inizio del tratto
dello spettro a spostamento costante.
Lo spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali è definito in
funzione dei periodi T0, TB, TC, TD, e degli altri parametri quali:
ag = accelerazione di base (dipende dalla collocazione del sito rispetto alla griglia di
accelerazioni INGV);
η = fattore di alterazione dello spettro elastico per coefficienti di smorzamento convenzionali
ξ diversi dal 5%;
F0 = fattore che quantifica l’amplificazione spettrale massima (fornito dall’INGV e dipende
dalla collocazione del sito all’interno della griglia di accelerazioni);
TC = periodo corrispondente all’inizio del tratto a velocità costante dello spettro (dipende da
Tc* e Cc);
Cc = coefficiente che dipende dalle condizioni sismo-stratigrafiche del sito (Tab. 3.2 V
Espressioni di Ss e Cs – NTC2008);
Tc* = periodo corrispondente all’inizio del tratto a velocità costante dello spettro (fornito
dall’INGV e dipende dalla collocazione del sito);
S=SS*ST coefficiente che tiene conto della categoria di sottosuolo SS (Tab. 3.2 V Espressioni
di SS e CC – NTC2008) e delle condizioni topografiche ST (Tab. 3.2 VI Valori massimi del
coefficiente di amplificazione topografico ST – NTC2008).
Come abbiamo visto in precedenza le norme tecniche NTC2008 raccomandano
specifiche analisi di risposta sismica locale per le categorie speciali di sottosuolo
(Tabella 3.2.III Categorie aggiuntive di sottosuolo), per determinati sistemi
geotecnici, o se si intende aumentare il grado di accuratezza nella previsione del
moto sismico in un dato sito.
Quindi, per le simulazioni della risposta sismica locale, è necessaria la
rappresentazione della pericolosità sismica di base del sito tramite l’uso di
accelerogrammi rappresentativi del moto sismico atteso su sito di riferimento
rigido affiorante (sottosuolo di categoria A: Ammassi rocciosi affioranti o terreni
molto rigidi caratterizzati da valori di Vs30 superiori a 800 m/sec).
Va ricordato che per le analisi di risposta sismica locale e per le analisi dinamiche di
opere e sistemi geotecnici, è ammesso solo l’uso di accelerogrammi registrati
(naturali) o di accelerogrammi sintetici, generati mediante simulazione del
meccanismo di sorgente (§ 3.2.3.6 Impiego di accelerogrammi – NTC2008).
La scelta di accelerogrammi registrati può essere effettuata da archivi
nazionali o internazionali disponibili in rete, tipo la banca dati
accelerometrica italiana ITACA o l’European Strong-motion Database
ESD, consultabili attraverso il software REXEL - Computer aided
record selection for code-based seismic structural analysis (Iervolino
I., Galasso C., Chioccarelli E. 2008-2013), a condizione che la loro
scelta sia rappresentativa della sismicità del sito e sia adeguatamente
giustificata in base alla caratteristiche sismogenetiche della sorgente,
alle condizioni del sito di registrazione, alla magnitudo, alla distanza
dalla sorgente e alla massima accelerazione orizzontale attesa al sito
(spettro compatibilità).
COME AVVIENE LA SCELTA DEGLI ACCELEROGRAMMI
Alcuni dei parametri più importanti che entrano in gioco sono:
la massima accelerazione orizzontale attesa al sito
(condizione soddisfatta ammettendo la spettro compatibilità
del set di accelerogrammi con lo spettro di risposta elastico
rappresentativo della pericolosità sismica di base
del sito per un determinato tempo di ritorno TR);
la magnitudo e la distanza dalla sorgente che
generano la pericolosità sismica del sito.
L’informazione relativa a questo secondo punto può essere dedotta attraverso la
cosiddetta disaggragazione della pericolosità sismica.
DISAGGREGAZIONE DELLA PERICOLOSITA’ SISMICA DI BASE
La disaggregazione della pericolosità sismica (es. McGuire, 1995; Bazzurro e Cornell,
1999) è un’operazione che consente di valutare i contributi di diverse sorgenti
sismiche alla pericolosità di un sito.
La forma più comune di disaggregazione è quella bidimensionale in magnitudo e
distanza (M-R) che permette di definire il contributo di sorgenti sismogenetiche a
distanza R capaci di generare terremoti di magnitudo M.
Espresso in altri termini il processo di 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 di base del sito stesso.
Dal Gruppo di Lavoro MPS2004, l’analisi di disaggregazione è stata condotta per
16852 siti corrispondenti ai nodi della griglia adottata per la redazione della mappa
di pericolosità sismica del territorio nazionale (MPS, 2004).
In particolare, sono stati disaggregati i valori mediani di scuotimento (riferiti a suolo
rigido), espresso in termini di accelerazione orizzontale di picco (PGA)
corrispondenti a 9 tempi di ritorno TR (30, 50, 72, 100, 140, 200, 475, 1000 e 2500
anni).
I valori della disaggregazione della pericolosità sismica sono consultabili online al
seguente indirizzo: http://esse1.mi.ingv.it/.
Nella figure è riportata una tipica schermata della Mappa interattiva della Pericolosità Sismica
da cui, in base ai parametri selezionati, si può calcolare la disaggregazione per un qualsiasi
punto della griglia. Operando con i passaggi della figura si ottengono i risultati riassunti in
forma tabellare e di grafico della disaggregazione della pericolosità sismica.
Calcolo della disaggregazione della pericolosità
sismica
La scelta dell’input sismico nella normativa italiana è legata al livello di sicurezza antisismica
da assicurare alle costruzioni. Il progettista, in base alla tipologia di opera da realizzare
fornisce la classe d’uso dell’opera (§ 2.4.2 Classi d’uso – NTC2008) e la sua vita nominale VN (§
2.4.1 – Tab. 2.4.I, Vita nominale VN per diversi tipi di opere – NTC2008).
Poniamo il caso che il progettista ci fornisca i seguenti dati:
Classe d’uso III “Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività
pericolose per l’ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in Classe d’uso IV. Ponti e reti
ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le
conseguenze di un loro eventuale collasso”, che determina un Coefficiente d’uso CU pari ad 1.5
(§ 2.4.3 – Tab. 2.4.II, Valori del Coefficiente d’uso CU – NTC2008).
Vita nominale VN = 50 anni “Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni
contenute o di importanza normale”.
Tale classificazione dell’opera determina un periodo di riferimento dell’azione sismica (§ 2.4.3
Periodo di riferimento dell’azione sismica – NTC2008) pari a: VR=VN*CU = 50 anni* 1.5 = 75
anni.
Definite le coordinate del nostro sito di studio (ED50 lat. 39.4558, lon. 17.0373) e valutato il
periodo di riferimento VR della costruzione (in anni), si ricavano, per ciascun stato limite e
relativa probabilità d’eccedenza PvR nel periodo di riferimento VR, il periodo di ritorno TR del
sisma con la relazione (§ C3.2.1 – relazione C.3.2.1. – NTC2008) :
TR =
− C U ⋅ VN
− VR
=
ln(1 − Pv R ) ln(1 − Pv R )
N.B. Come riportato nel § 3.2.1 – Tab. 3.2.I. Probabilità di superamento PvR al variare dello
stato limite considerato, ai quattro stati limite sono stati attribuiti valori della probabilità di
superamento PvR pari rispettivamente all’81% (S.L.O.), al 63% (S.L.D.), al 10% (S.L.V.) ed al 5%
(S.L.C.). Tali valori restano immutati qualunque sia la classe d’uso della costruzione
considerata e consentono di individuare, per ciascun stato limite considerato, l’azione sismica
di progetto corrispondente.
Valori in anni del periodo di ritorno TR
al variare del periodo di riferimento VR
Stati limite
SLE
Stato limite
di esercizio
SLO
30anni ≤ TR = 0,6 ⋅ VR
SLD
SLU
Stato limite ultimo
SLV
TR = VR
TR = 9,50 ⋅ VR
TR = 19,50 ⋅ VR ≤ 2475 anni
SLC
Tornando al nostro esempio, per la strategia progettuale di norma adottata, si
hanno i parametri riportati nella tabella. Da ciò ne deriva che per ogni stato limite
per cui fare la verifica (risposta sismica locale) bisogna determinare un’azione
sismica al bedrock che sia spettro compatibile con la pericolosità sismica di base del
sito per i vari tempi di ritorno TR.
Stati limite
VN
(anni)
CU
VR
(anni)
PvR: probabilità di superamento nel
periodo di riferimento VR
TR
(anni)
SLE
Stato limite
di esercizio
SLO
50
1.5
75
81%
45
SLD
50
1.5
75
63%
75
SLU
Stato limite ultimo
SLV
50
1.5
75
10%
712
SLC
50
1.5
75
5%
1462
In ogni caso un modo più semplice ed immediato per calcolare il TR per i vari stati
limite è possibile usare fogli excel tipo Spettri-NTCver.1.0.3.xls del Consiglio
Superiore LL.PP., o l’applicativo gratuito‘Parametri sismici in un click’ Geostru
(http://www.geostru.it/geoapp/Parametri-Sismici.aspx).
L’applicativo fornisce il dato cercato, da la possibilità di trovare le coordinate del
sito in ED50 tramite individuazione visiva sulla finestra Google Maps o con
l’inserimento delle coordinate in Wgs84, ecc.
I valori dei tempi di ritorno servono perché il sito dell’INGV fornisce i dati di
disaggregazione, per i punti della griglia nazionale, solo per i seguenti valori della
probabilità di superamento PvR 81%, 63%, 50%, 39%, 30%, 22%, 10%, 5%, 2%, in 50 anni.
Quindi va scelta, PER OGNI STATO LIMITE, la probabilità di ritorno che determina il
tempo di ritorno più vicino ai tempi di ritorno delle nostre verifiche.
Risulterà più chiaro l’esempio in tabella:
INGV
STRUTTURA IN PROGETTO
TR
(anni)
probabilità di
superamento
in 50 anni
TR
(anni)
probabilità di
superamento
in 75 anni
30
81%
50
63%
SLO – Stato limite di operatività
45
81%
72
50%
SLD – Stato limite di danno
75
63%
101
39%
140
30%
201
32%
475
10%
975
5%
SLV – Stato limite di salvaguardia della vita
712
10%
2475
2%
SLC – Stato limite di collasso
1462
5%
STATO LIMITE
Con le coordinate del sito in ED50 (lat. 39.4558, lat. 17.0373) ed i valori dei tempi di
ritorno dei vari stati limite si può procedere alla valutazione della disaggregazione
della pericolosità sismica di base tramite il link http://esse1-gis.mi.ingv.it.
Di seguito faremo l’esempio per lo stato limite S.L.V..
Appena operata la scelta sul punto della griglia vengono visualizzati i dati della
disaggregazione del punto cercato.
Estrazione degli accelerogrammi naturali
con il software REXEL
A questo punto si hanno tutti i dati per poter selezionare gli accelerogrammi relativi
alla pericolosità sismica di base di un sito con il software REXEL “Computer aided
record selection for code-based seismic structural analysis” (Iervolino I., Galasso C.,
Chioccarelli E. 2008-2013)
Coordinate ED50:
Latitudine: 39.4558
Longitudine: 17.0373
Vita nominale: 50 anni
Classe d’uso: III
Stato limite: SLV
Parametri disaggregazione
Magnitudo M: 4.5 - 6.5
Distanza R: 0 - 20 Km
INSERIMENTO DEI DATI RELATIVI ALL’AREA SELEZIONATA DEL SOFTWARE REXEL
Si inseriscono i dati dal punto 1 al punto 8 e si preme il tasto Build code spectrum.
Una volta premuto il tasto nella finestra apparirà il grafico dello spettro che esprime
la pericolosità sismica di base del sito secondo le NTC2008.
Si compila la seconda sezione dell’interfaccia del software:
Si inseriscono i dati dal punto 1 al punto 4 e si preme il tasto Check database.
Una volta premuto il tasto nella schermata in corrispondenza dei campi:
records verrà riportato il numero di record trovati (accelerogrammi);
events verrà riportato il numero di eventi (sismici) da cui sono tratti i
records.
Si compilano i campi 3 e 4 della finestra dei dati:
Si inseriscono i dati dal punto 1 e si preme il tasto Plot spectral bounds.
Una volta premuto il tasto nel grafico appariranno i limiti di ricerca a cui debbono
sottostare il set di accelerogrammi per essere spettro compatibile. Si inseriscono i
dati del punto 3 e 4 e si preme il tasto 1 component.
Si prosegue con l’inserimento del numero massimo di combinazioni di set di
accelerogrammi che devono essere ricercati (è bene inserire un numero non troppo
elevato per non appesantire l’elaborazione (10-20)) e…
… il massimo valore della
media dei fattori di scala
(generalmente usare 5 se non
si hanno risultati aumentare il
numero nelle successiva
iterazione).
Premere il tasto OK per
avviare la ricerca.
Durante la ricerca sarà attiva la finestra visualizzata in basso. Se l’operazione
richiede molto tempo è bene seguire la procedura descritta nella finestra stessa per
bloccare la ricerca. In questo caso sarà necessario agire modificando i parametri
precedenti e avviando di nuovo la ricerca.
Quando la ricerca ha un esito positivo
appariranno in sequenza le due
finestre riportate a destra.
Nella prima (1) vengono evidenziati il
numero di combinazioni di set di
accelerogrammi spettro compatibili
che sono stati individuati.
Nella seconda (2) gli spettri scalati
relativi al primo set (quello con il minor
fattore di scala medio SFMEAN).
Si chiudono le finestre e si passa alla
fase successiva, cioè alla scelta del set
migliore.
Dalla barra dei menù si scelgono in sequenza output plot & get set  horizontal.
Si apparirà la finestra Plot & Get… Inserendo i numeri da 1 a 10 (set trovati) si
possono visualizzare i diversi set.
Una volta aperti tutti i set
(una alla volta) e controllato
nel grafico degli spettri quello
che più si adegua al caso (es. il
n. 8), si scaricano i relativi file
in una cartella per essere
utilizzati per la Risposta
Sismica Locale.
La stessa procedura deve essere ripetuta per gli altri stati limite.
N.B. Nella finestra degli spettri
appare la loro media che deve
essere spettro compatibile con
lo spettro di categoria A, T1 che
io ho generato all’inizio.
In tale grafico gli spettri sono già
scalati ognuno con un fattore
che riportato nella relativa
legenda SF.
Il set di accelerogrammi invece
non è scalato ma va scalato,
successivamente, adoperando il
relativo fattore di scala.

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