Progetti Speciali nell’ambito ReLUIS-DPC 2010-2013 · Propagazione 3D : Uso di GeoElse, collaborazione con Polimi (Smerzini, Paolucci) in modello superficiale accurato (Santo) e

Progetti Speciali nellProgetti Speciali nell’’ambito ambito ReLUISReLUIS--DPC 2010DPC 2010--20132013

Iunio IervolinoIunio IervolinoUniversitUniversitàà degli Studi di Napoli Federico IIdegli Studi di Napoli Federico IIDipartimento di Ingegneria StrutturaleDipartimento di Ingegneria Strutturale

RERETE DEI TE DEI LLABORATORI ABORATORI UUNIVERSITARI DI NIVERSITARI DI IINGEGNERIA NGEGNERIA SSISMICAISMICA

11°° Workshop di CoordinamentoWorkshop di Coordinamento

Progetto ReLUISProgetto ReLUIS--DPC 2010DPC 2010--20132013Trento, 7Trento, 7--8 Luglio 20118 Luglio 2011

I PROGETTI SPECIALI NASCONO DA ASPETTI PECULIARI DI TIPO TECNICO-SCIENTIFICO EMERSI E/O RIBADITI DAL TERREMOTO DE L’AQUILA 2009RS1 - Aspetti ingegneristici nell’input sismico;

RS2 - Azione sismica ed effetti strutturali di terremoti near-source;

RS3 - Gestione tecnica post-sismica dall'emergenza alla ricostruzione;

RS4 - Modelli di sicurezza per l’edilizia esistente;

RS5 - Impatto dei risultati della ricerca sulle NTC.

Progetti SpecialiProgetti SpecialiTASK RS1 – ASPETTI INGEGNERISTICI DELL’INPUT SISMICO

SUDDIVISIONE ATTIVITÀ E CONSEGUENTI OBIETTIVIA1. Avanzamenti della definizione delle azioni sismiche sulla base dello spettro ad hazard uniforme con spettri che tengano conto della correlazione delle ordinate spettrali.

A2. Sviluppo di strumenti quali mappe dei terremoti di progetto e mappe di hazard condizionato per consentire un selezione maggiormente informata rispetto alla sismicità del sito dell’input sismico.

A3. Sviluppo di un software per la selezione di accelerogrammi reali spettro-di-spostamento compatibili a fini di ingegneria sismica.

A4. Investigazione sul possibile uso di accelerogrammi sintetici per far sìche i sintetici coprano in modo efficace ed affidabile il campo di periodi strutturali di interesse ingegneristico.

A5. Confronto tra accelerogrammi sintetici e reali in termini di valori di picco e integrali, spettri di risposta elastici e inelastici per diversi sistemi strutturali e validazione .

Progetti SpecialiProgetti Speciali

SUDDIVISIONE ATTIVITÀ E UR COINVOLTE

A1UNINA–DIST (Manfredi)

UNIBO (Trombetti)

INGV MI-PV (Pacor)

POLIMI-DIS (Paolucci)

A2

A3

A4

A5

TASK RS1 – ASPETTI INGEGNERISTICI DELL’INPUT SISMICO

A1. Avanzamenti della definizione delle azioni sismiche sulla base dello spettro ad hazard uniforme con spettri che tengano conto della correlazione delle ordinate spettrali

UNINA UNINA --DISTDISTStima semi-empirica della correlazione spettrale utilizzando il database europeo (ESD) e quello italiano (ITACA).

A1. Avanzamenti della definizione delle azioni sismiche sulla base dello spettro ad hazard uniforme con spettri che tengano conto della correlazione delle ordinate spettrali

POLIMI POLIMI -- DISDIS

1. Simulazione numerica 3D del moto sismico a 1. Simulazione numerica 3D del moto sismico a LL’’Aquila e bacino dellAquila e bacino dell’’AternoAterno

2. Analisi parametrica del modello cinematico 2. Analisi parametrica del modello cinematico della faglia sismogenetica del 6 aprile 2009della faglia sismogenetica del 6 aprile 2009

3. Creazione di sintetici broad3. Creazione di sintetici broad--band mediante band mediante simulazione stocastica ad alta frequenza e simulazione stocastica ad alta frequenza e sintesi con simulazioni deterministichesintesi con simulazioni deterministiche

4. Generazione di mappe di scuotimento mediante 4. Generazione di mappe di scuotimento mediante funzione di coerenza spazialefunzione di coerenza spaziale

AQK

obs

sim

C. Smerzini, 2010, PhD Thesis,Rose School & Politecnico Milano

Link RS2Link RS2

UNIBOUNIBO

( ) ( ) ( )( )( ) ( )

( ) ( )( )

2

ln

ln ln '12

| 'ln

12

a j a j

S TA j

A j a j

A j

s T s T

SE

a jS T s Ta jS T

f s T eSE s T π

⎛ ⎞−⎜ ⎟− ⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠=

⋅ ⋅

A2. Sviluppo di strumenti quali mappe dei terremoti di progetto e mappe di hazard condizionato per consentire un selezione maggiormente informata rispetto alla sismicità del sito dell’input sismico

La distribuzione delle La distribuzione delle ““realireali”” ordinate spettrali (IM secondaria) condizionate a ordinate spettrali (IM secondaria) condizionate a specifici valori predetti di accelerazione spettrale (IM primarispecifici valori predetti di accelerazione spettrale (IM primaria) a) èè distribuita distribuita secondo una lognormale.secondo una lognormale.

UNIBOUNIBO


0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.000.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

period T [s]

SA [g]

response spectrameanmean ± dev.std

( ) ( ) ( ) ( ){ } ( ) ( ),1 ,2 , ,... ... | ' ,a j a j a i j a n j a j j js T s T s T s T s T LN λ ζ=

The spectral ordinates of the The spectral ordinates of the design earthquake inputs should design earthquake inputs should be chosen to fit the lognormal be chosen to fit the lognormal distribution for each period.distribution for each period.


UNINAUNINA--DISTDIST

REXEL software: sito slezionato, interfaccia del software e spettro target per l’SLV secondo le NTC, disaggregazione per Sa(1s) in termini di M ed R, accelerogrammi selezionati vincolati allo scenario e allo spettro target

A3. Sviluppo di un software per la selezione di accelerogrammi reali spettro-di-spostamento compatibili a fini di ingegneria sismica

AttivitAttivitàà CongiuntaCongiunta

1. Costruzione banca dati accelerometrica con 1. Costruzione banca dati accelerometrica con record di alta qualitrecord di alta qualitàà

2. Definizione di spettri di spostamento 2. Definizione di spettri di spostamento obiettivo sulla base diobiettivo sulla base di

-- normativanormativa-- analisi di pericolositanalisi di pericolositàà sismica a lungo sismica a lungo

periodo (progetto S5, DPCperiodo (progetto S5, DPC--INGV 2005INGV 2005--08)08)

3. Creazione programma REXEL3. Creazione programma REXEL--DISP DISP

POLIMIPOLIMI--DIS + UNINADIS + UNINA--DISTDIST

A4. Investigazione sul possibile uso di accelerogrammi sintetici per far sì che i sintetici coprano in modo efficace ed affidabile il campo di periodi strutturali di interesse ingegneristico

INGV MIINGV MI--PV + UNINAPV + UNINA--DISTDIST

Studio di scenario al sito di Bagnoli Irpino (M6.9 Studio di scenario al sito di Bagnoli Irpino (M6.9 –– R=8km)R=8km)Dataset di sismogrammi sintetici ottenuti ipotizzando lDataset di sismogrammi sintetici ottenuti ipotizzando l’’attivazione della faglia attivazione della faglia

delldell’’Irpinia con diverse modalitIrpinia con diverse modalitàà di rottura. di rottura. Il dataset sarIl dataset saràà utilizzato come input per calcolare la risposta inelastica utilizzato come input per calcolare la risposta inelastica di diversi sistemi strutturali di diversi sistemi strutturali


A5. Confronto tra accelerogrammi sintetici e reali in termini di valori di picco e integrali, spettri di risposta elastici e inelastici per diversi sistemi strutturali e validazione .

INGV MIINGV MI--PV + UNINAPV + UNINA--DISTDIST

Calibrazione di equazioni predittive per risposta inelastica di SDOF utilizzando la banca dati accelerometrica italiana ITACA (da impiegarsi quale benchmark per la validazione di accleerogrammi sintetici)

Primi risultati per spettro di spostamento inelastico e numero dPrimi risultati per spettro di spostamento inelastico e numero di cicli i cicli equivalenti per 2 modelli strutturali e fattore di riduzione (Requivalenti per 2 modelli strutturali e fattore di riduzione (Rss=6) =6)

0 0.5 1 1.5 2period, T[s]

0

2

4

6

8

SD [c

m]

EPH-kEPH-pelastic

0 0.5 1 1.5 2period, T[s]

0

5

10

15

20

25

Ne

M 6.3, Rjb=10 km, EC8-A




RS3 - Gestione tecnica post-sismica dall'emergenza alla ricostruzione

RS4 - Modelli di sicurezza per l’edilizia esistente;


Unina DIPFISUnina DIPFIS

IL NUOVO PROGETTO RELUISIL NUOVO PROGETTO RELUISLINEA RS2 LINEA RS2

Unina DIGA Unina DIGA –– Geotecnica/GeologiaGeotecnica/Geologia

Unina DISTUnina DIST

UNIROMAUNIROMA

UNISANNIOUNISANNIO


RS2RS2--Analisi del terremoto de LAnalisi del terremoto de L’’Aquila: Aquila: Unina, Unisannio, Uniroma1Unina, Unisannio, Uniroma1

Caratterizzazione e modellazioneCaratterizzazione e modellazionegeotecnica dei terreni nellgeotecnica dei terreni nell’’areaareanear fault mediante prove di sito enear fault mediante prove di sito elaboratorio;laboratorio;

Analisi di risposta locale conAnalisi di risposta locale conmodelli mono e bidimensionalimodelli mono e bidimensionaliche portino in conto lche portino in conto l’’effetto dellaeffetto dellapropagazione del campo dpropagazione del campo d’’onda inonda inprofonditprofonditàà sulla RSL;sulla RSL;

Analisi semplificata di sistemi sottosuoloAnalisi semplificata di sistemi sottosuolo--struttura;struttura;

Obiettivi:Obiettivi:

Analisi della risposta strutturale;Analisi della risposta strutturale;

Caratterizzazione di un modello cinematico a bassaCaratterizzazione di un modello cinematico a bassa-- media frequenza come media frequenza come punto di partenza per la modellazione del moto forte del suolopunto di partenza per la modellazione del moto forte del suolo

• Descrive bene(1) Gli spostamenti regionali; (2) PGV regionali; (3) Gli spostamenti/Velocitàverticali a L’Aquila •Non rappresenta(1) Gli spostamenti/Velocità orizzontali a L’Aquila; (2) I picchi a L’Aquila• Attività da svolgere(1) Analisi e localizzazione delle fasi ad alta frequenza; (2) Sensitività ai parametri di sorgente (velocità di rottura, rise time, …)

AQV/G

AQKAQU

Individuazione gli effetti di sorgenteIndividuazione gli effetti di sorgenteUR DIPFISUR DIPFIS

Data base dei dati geologici e delle indagini eseguite nell’area della valle dell’Aterno compresi gli studi di microzonazione sismica condotti dalla Protezione Civile sulle 12 macroaree Omogenizazzione e digitalizzazione dei dati e proposta di carta geologica di sintesi della Valle dell’Aterno Esecuzione di sezioni geologiche significative ed attribuzione dei valori delle velocità delle onde S alle diverse formazioni presenti nel sottosuolo da dati di letteratura e sperimentali.

Le g enda

C o ltr e el u vi o -c o ll u via le e d e p o si t i a l lu v io n a l i p re v a le n te m e n te gh i a io s i

D e p o si t i a l lu v io n a l i p re v a le n te m e n te a r g il lo s i

D e p o si t i d e tri t ic i d i ve r sa n te a te ss itu ra fi n e

D e p o si t i a l lu v io n a l i p re v a le n te m e n te g h ia io s iS IN T E MA D I VA LL E M AJ E L AM AD e p o si ti a l lu v io n a l i p re v a le n te m e n te g h ia io s iSIN T E MA D I C ATIG N AN O

D e p o si t i a l lu v io n a l i c o n gr o ss i b lo cc h i ( 4a ) , p re va le n tem e n te a rg i ll o si (4 b ) e p re v a le n te m e n te sa b b io s o -l im o si (4 c )S U P ER S IN TE M A D I AIE L L I-P E SC IN A

c a lc a re

d o lo mia

1a

1 b

1c

2

3

4

5 a

5 b

5 c

5 d

5 e

6 a

6 b

fl ys ch a re n a c e o

fl ysc h a rg i ll o so

fl ysc h ca l ca r e o

fl ysc h co n g lo m er a tic o

fl ysc h m a rn oso

tra cc e d i s e zi o n e

Sezione 3

Definizione dellDefinizione dell’’assetto geologico, assetto geologico, geomorfologico e tettonico dellgeomorfologico e tettonico dell’’intera intera

depressione della Valle delldepressione della Valle dell’’AternoAternoUR DIGAUR DIGA

Depositi di conoidi recenti di Paganica (3)

Ghiaie e conglomerati antichi terrazzati di Castelnuovo (4)

Limi e sabbie alluvionali di Pettino (2) Argille lacustri di Castelnuovo (6) Argille lacustri di L’Aquila (6) Brecce antiche dell’Aquila (5)

Depositi alluvionali e lacustri tipici della valle dell’Aterno

Sezioni geologiche e colonne stratigrafiche di dettaglio ricostruite in corrispondenza della Guardia di Finanza

Definizione dellDefinizione dell’’assetto geologico, assetto geologico, geomorfologico e tettonico dellgeomorfologico e tettonico dell’’intera intera

depressione della Valle delldepressione della Valle dell’’AternoAternoUR DIGAUR DIGA

Simulazione broadSimulazione broad--band band : Propagazione numerica 3D (bassa frequenza) : Propagazione numerica 3D (bassa frequenza) ––funzioni di Green empiriche (alta frequenza) funzioni di Green empiriche (alta frequenza)

Propagazione 3D : Uso di GeoElse, collaborazione con Polimi (Smerzini, Paolucci) in modello superficiale accurato (Santo) e sorgente sismica cinematica

Uso dei piccoli terremoti come propagatore ad alta frequenza. In corso : Caratterizzazione accurata delle proprietà di sorgente degli eventi.

Modellazione di un input sismico da Modellazione di un input sismico da integrare con gli effetti di sitointegrare con gli effetti di sito

UR DIPFISUR DIPFIS

1

23

45

6

8

71

23

45

6

8

7P1 P2

AttivitAttivitàà svolte:svolte:

AQVAQG

0 100 200 300 400 500

500 1000 1500 2000 2300 (m)0

600 (m)

AQA

AQG AQA AQV

S-W N-E Pettino site

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

PG

A (g

)

0 5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

AF,

FH

PGA (recorded)AF FLACFH (recorded)FH - FLACAF - QUAD4

P1P2inputSLV (class A soil)SLV (class B soil)SLC (class B soil)

FN - componentFN - component FP - component P1P2inputSLV (class A soil)SLV (class B soil)SLC (class B soil)

ACST ACST

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

T (s)

Sa(g

)

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

T (s)

Sa(g

)

0,00 2,000,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,750,00 2,000,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75

Analisi numeriche Analisi numeriche bidimensionali per riprodurre bidimensionali per riprodurre la variabilitla variabilitàà del main shock del main shock registrato alle stazioni del registrato alle stazioni del transetto di valle Aterno.transetto di valle Aterno.

Livello di danneggiamento colori

Danni ad elementi non strutturali

Danni ad elementi strutturali

collasso

Analisi numeriche Analisi numeriche monodimensionali per valutare monodimensionali per valutare ll’’influenza degli effetti di sito sulla influenza degli effetti di sito sulla distribuzione diversificata del distribuzione diversificata del danno nel quartiere di Pettino.danno nel quartiere di Pettino.

Modellazione NumericaModellazione NumericaUR UR -- GeotecnicaGeotecnica

Analisi della Risposta Sismica Locale Analisi della Risposta Sismica Locale transetto AQGtransetto AQG--AQAAQA--AQVAQV--AQMAQM--AQFAQF

UR UnisannioUR UnisannioInput: AQG del main shock, Input: AQG del main shock, proiettato lungo la direttrice del proiettato lungo la direttrice del transetto e deconvoluto al transetto e deconvoluto al Bedrock. Bedrock. Analisi Eseguite con:Analisi Eseguite con:

••EERA (Bardet et al., 2000) EERA (Bardet et al., 2000) –– 1D, 1D, dominio delle frequenze, Lin. dominio delle frequenze, Lin. Equiv.;Equiv.;

••DeepSoil (Hashash e Park, DeepSoil (Hashash e Park, 2001) 2001) –– 1D, Domino del tempo, 1D, Domino del tempo, Non Lineare;Non Lineare;

••QUAD4M (Hudson et al., 2003) QUAD4M (Hudson et al., 2003) –– 2D, Dominio del tempo, 2D, Dominio del tempo, Lineare Equival.Lineare Equival.

•• Buon accordo con le registrazioni in AQA (ed AQG) Buon accordo con le registrazioni in AQA (ed AQG)

•• Sottostima dellSottostima dell’’accelerazione massima in AQVaccelerazione massima in AQV


UR UnisannioUR UnisannioLo strato di alterazione di limo sabbioso argillificato, localizzato tra 23 e 29 m e caratterizzato da Vs<400 m/s, amplifica fortemente la risposta dinamica del sito in AQV.Lo strato di alterazione di limo sabbioso argillificato, localizLo strato di alterazione di limo sabbioso argillificato, localizzato tra 23 e 29 m e zato tra 23 e 29 m e caratterizzato da Vs<400 m/s, amplifica fortemente la risposta dcaratterizzato da Vs<400 m/s, amplifica fortemente la risposta dinamica del sito in AQV.inamica del sito in AQV.

AQG

600

550

650

600

700

750

800

850

900

AQA AQVAQM

AQF

AQP

Quota altimetricain m s.l.m.

600

550

650

600

700

750

800

850

900

Quota altimetricain m s.l.m.

0 500 1000 1500 2050 250 750 1250 1750Distanze progressive

in m

UR Unisannio UR Unisannio (Attivit(Attivitàà in corso)in corso)

Studio della Risposta Sismica Locale con il codice GeoELSE e lStudio della Risposta Sismica Locale con il codice GeoELSE e l’’applicazione del DRM, applicazione del DRM, Metodo del Dominio Ridotto (Faccioli et al., 2004)Metodo del Dominio Ridotto (Faccioli et al., 2004)

AQG

AQA AQVAQM

AQF

AQP


Analisi della risposta strutturale relativa ad alcuni casi speciAnalisi della risposta strutturale relativa ad alcuni casi specifici a fici a LL’’Aquila per la modellazione strutturale della risposta nearAquila per la modellazione strutturale della risposta near--source source a benchmarking con il danno osservato.a benchmarking con il danno osservato.

Approccio SemplificatoApproccio Semplificato

Si intende adottare il metodo POST (Ricci, 2010), approccio alla vulnerabilità di tipo analitico per edifici in cemento armato tamponati

Esso consente di valutare la risposta di edifici in c.a. tamponati attraverso:

- la definizione meccanica della curva di capacità dell’edificio

- la determinazione della richiesta di spostamento secondo un approccio spettrale attraverso una adeguata relazione R-μ-T

Analisi della risposta strutturale di un portfolio di edifici e confronto con il danno osservato

Analisi della risposta strutturaleAnalisi della risposta strutturaleUR DISTUR DIST

Approccio SemplificatoApproccio Semplificato

DAN

NEG

GIA

MEN

TODA

NN

EGG

IAM

ENTO

ESITO

AG

IBIL

ITAES

ITO A

GIB

ILITA

’’

ESITO

AN

ALI

SIES

ITO A

NA

LISI

ESITO

AN

ALI

SIES

ITO A

NA

LISI

RISULTATI PRELIMINARI

Analisi della risposta strutturale di un portfolio di edifici e confronto con il danno osservato


Approccio di DettaglioApproccio di Dettaglio

Selezione di un sottoinsieme di edifici dal database impiegato per l’approccio di analisi semplificato in funzione della qualità delle informazioni disponibili.

SCOPOBenchmarking della procedura semplificata per quanto riguarda la capacità di back

analysis del danno osservato

ESEMPIO ESECUTIVOIl caso dell’edificio di via Dante Alighieri a Pettino (Verderame et al. 2011)

ATTIVITÀ DEL I ANNOSelezione degli edifici dal database


RICHIAMI sull’APPROCCIO di DETTAGLIO – ESEMPIO ESECUTIVO

0.00

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

AM043xFA030xCU104xGX066xAM043yCU104yGX066ySLV-ASLV-CSLC-ASLC-C

t (sec)

Sa [g]

0.00

0.40

0.80

1.20

1.60

2.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

AM043z

FA030z

CU104z

GX066z

SLV

SLC

t (sec)

Sa [g]

Selezione dell’input sulla base dei segnali registrati durante l’evento

-200

-100

0

100

200

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V [kN]

t [s]weakstrong -200

-100

0

100

200

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V [kN]

t [s]weakstrong -200

-100

0

100

200

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V [kN]

t [s]weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR1

t [s]

weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR1

t [s]

weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR1

t [s]

weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR2

t [s]with dowel action

weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR2


weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR2


weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR2

t [s]without dowel action

weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR2


weakstrong

-1.00

-0.50

0.00

0.50

1.00

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

V/VR2


weakstrong

Shea

r for

ce

GX066 FA030 CU104

Risultati analisi numeriche e confronto con il danno osservatoCrisi per taglio scorrimento causata da scarsa armatura trasversale e assenza di trattamento della superficie di riprese di getto



RS2RS2--Approccio Analitico: Approccio Analitico: Unina, Uniroma1Unina, Uniroma1

Domanda elastica di terremoti Domanda elastica di terremoti nearnear--source.source.

Domanda inelastica per strutture a piDomanda inelastica per strutture a piùùgradi di libertgradi di libertàà in situazioni in situazioni nearsource;nearsource;

Definizione regole specifiche per la progettazione in Definizione regole specifiche per la progettazione in situazioni nearsituazioni near--source;source;

Obiettivi:Obiettivi:

Predisposizione di un database di 104 segnali near-fault per le analisi dinamiche su sistemi ad un grado di libertà (SDOF):

Earthquake Name Year No. Records Earthquake Name Year No. RecordsCoyote Lake 1979 1 Loma Prieta 1989 10

Imperial Valley 1979 15 Erzincan, Turkey 1992 1Irpinia, Italy 1980 1 Cape Mendocino 1992 1

Westmorland 1981 1 Landers 1992 3Coalinga 1983 3 Northridge 1994 12

Morgan Hill 1984 2 Kobe, Japan 1995 5SMART1 1986 2 Northwest China 1997 1

N. Palm Springs 1986 1 Kocaeli, Turkey 1999 3San Salvador 1986 1 Duzce, Turkey 1999 2

Whittier Narrows 1987 2 Chi-Chi, Taiwan 1999 34Superstition Hills 1987 2 Denali, Alaska 2002 1

Identificazione e caratterizzazione di pulsazioni equivalenti mediante analisi wavelet su base energetica.

Un’ulteriore selezione è in corso di completamento per i terremoti di Bam (2003) e Parkfield (2004)

0

20000

40000

60000

80000

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0T(s)

EIr(c

m2 /s

2 )

FN662

FN662 - wavelet pulse

0

10000

20000

30000

40000

0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0T(s)

EIr(c

m2 /s

2 )

FN662FN662 - wavelet pulse

Esempio di confronto tra spettri di energia di input (EIr) spectra of FN662 (Sylmar – Olive View, 1994 Northridge eqk.) ottenuti dalla segnale registrato e dalla pulsazione equivalente.

SDOF elastico

SDOF anelasticoμ=4

Domanda elastica ed inelastica di Domanda elastica ed inelastica di terremoti nearterremoti near--source source

UR UNIROMA1UR UNIROMA1

Sviluppo di modelli numerici Sviluppo di modelli numerici previsionaliprevisionali

UR UNINAUR UNINA

[ ] ( ) dedmdpdldtfffftplmxGeplPulsePx pEMEMPLMTpTPLMPulseSam l p t e

PulseNSSa pp

p

⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= ∫ ∫ ∫ ∫ ∫ ,,,,,,mod,&, ,,,,,)( νλ

Termine impulsivo:

L = Lunghezza della rottura (Wells e Coppersmith, 1994)

P = Posizione della rottura

E = Posizione dell’epicentro sulla rottura

GMPE con fattore correttivoProbabilità di impulso

Distribuzione del periodo di impulso Tp.

ln 6.19 1.07p WE T M⎡ ⎤ = − + ⋅⎣ ⎦

Termine non impulsivo:[ ]( ) ( ) dedmdpdlfffplmxGeplPulsePx EMEMplPLMSa

m l p eNoPulseNSSa ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅−⋅= ∫ ∫ ∫ ∫ ,,,,&, ,,,,1)( νλ

Applicazione numerica ed spettri di Applicazione numerica ed spettri di progetto propostiprogetto proposti

UR UNINAUR UNINA

UHS

Disaggregazione

Proposta spettri di progetto




RS4 - Modelli di sicurezza per l’edilizia esistente ;


IL NUOVO PROGETTO RELUISIL NUOVO PROGETTO RELUISRS –Progetti Speciali ReLUIS

Coordinatori(G. Manfredi, I. Iervolino, A. Martinelli, P.E. Pinto, F. Braga)

TASK RS3Gestione tecnica post-sismica:

dall'emergenza alla ricostruzione

IL NUOVO PROGETTO RELUISIL NUOVO PROGETTO RELUIS

3 3 -- Principali attivitPrincipali attivitàà svolte e da svolgeresvolte e da svolgere

• Aggiornamento, georeferenziazione ed elaborazione dei dati del censimento di danno e agibilità (Schede AeDES) del terremoto dell’Aquila

• Analisi delle problematiche connesse alla gestione tecnica dell’emergenza sismica in relazione alle esperienze passate e del recente sisma del 6 aprile.

• Revisione ed aggiornamento del modello complessivo della gestione tecnica dall’emergenza alla ricostruzione, degli indirizzi e strumenti operativi.

• Proposta di indirizzi e linee guida per finalizzare il sistema anche alla preparazione ed al supporto alla prevenzione

• Aggiornamento, georeferenziazione ed elaborazione dei dati del censimento di danno e agibilità (Schede AeDES) del terremoto dell’Aquila

• Analisi delle problematiche connesse alla gestione tecnica dell’emergenza sismica in relazione alle esperienze passate e del recente sisma del 6 aprile.

• Revisione ed aggiornamento del modello complessivo della gestione tecnica dall’emergenza alla ricostruzione, degli indirizzi e strumenti operativi.

• Proposta di indirizzi e linee guida per finalizzare il sistema anche alla preparazione ed al supporto alla prevenzione


4 4 -- Principali obiettivi e risultatiPrincipali obiettivi e risultati

DATABASE GEOREFERNZIATO DEL CENSIMENTO DANNI-AGIBILITÀ DEL TERREMOTO DEL’AQUILAL’ITC-CNR dell’Aquila, partecipe delle attività del dopo-terremoto del 6 aprile di censimento danni e agibilità del patrimonio abitativo e monumentale, ha svolto e continua a portare avanti uno specifico lavoro relativo all’aggiornamento, sistematizzazione e georeferenziazione della relativa banca dati.

DATABASE GEOREFERNZIATO DEL CENSIMENTO DANNI-AGIBILITÀ DEL TERREMOTO DEL’AQUILAL’ITC-CNR dell’Aquila, partecipe delle attività del dopo-terremoto del 6 aprile di censimento danni e agibilità del patrimonio abitativo e monumentale, ha svolto e continua a portare avanti uno specifico lavoro relativo all’aggiornamento, sistematizzazione e georeferenziazione della relativa banca dati.

REVISIONE DEL MANUALE PER LA GESTIONE TECNICADELL’EMERGENZA SISMICARevisione ed aggiornamento del sistema di strumenti e procedure per la gestione tecnica dell’emergenza adottato negli anni precedenti, alla luce delle novità emerse a seguito del recente sisma del 6 aprile

REVISIONE DEL MANUALE PER LA GESTIONE TECNICADELL’EMERGENZA SISMICARevisione ed aggiornamento del sistema di strumenti e procedure per la gestione tecnica dell’emergenza adottato negli anni precedenti, alla luce delle novità emerse a seguito del recente sisma del 6 aprile

LINEE GUIDA PER LA PREDISPOSIZIONE DI STRUMENTI PER LA GESTIONE DEL RISCHIO SISMICO A LIVELLO COMUNALE

Il task si propone anche di definire delle linee guida per la preparazione e gestione delle informazioni puntuali, di tipo strutturali, territoriali e sociali in modalitàgeoreferenziata, funzionale anche per la gestione del rischio sismico

nell’ambito dei piani di protezione civile comunali.

LINEE GUIDA PER LA PREDISPOSIZIONE DI STRUMENTI PER LA GESTIONE DEL RISCHIO SISMICO A LIVELLO COMUNALE

Il task si propone anche di definire delle linee guida per la preparazione e gestione delle informazioni puntuali, di tipo strutturali, territoriali e sociali in modalitàgeoreferenziata, funzionale anche per la gestione del rischio sismico

nell’ambito dei piani di protezione civile comunali.

Il lavoro svolto nel corso dell’anno in questo ambito ha consentito di portare avanti la formazione della banca dati e soprattutto la georeferenziazione delle schede AeDES della città dell’Aquila.

Nel data base sono attualmente presenti oltre 83100 schede, 73100 con esito di agibiltà assegnato.

È stata eseguita inoltre la completata georeferenziazione degli oltre 1900 edifici dell’intero centro storico della cittàdell’Aquila.

Il lavoro svolto nel corso dell’anno in questo ambito ha consentito di portare avanti la formazione della banca dati e soprattutto la georeferenziazione delle schede AeDES della città dell’Aquila.

Nel data base sono attualmente presenti oltre 83100 schede, 73100 con esito di agibiltà assegnato.

È stata eseguita inoltre la completata georeferenziazione degli oltre 1900 edifici dell’intero centro storico della cittàdell’Aquila.


1 1 -- Principali attivitPrincipali attivitàà svolte svolte -- DATABASE AeDES DEL TERREMOTO DELL’AQUILA


TUTTI TUTTI ESCLUSO L’AQUILA58.1

11.03.0 0.6

22.6

4.7

0

10

20

30

40

50

60

A B C D E F

%

L’AQUILA

40.8

15.8

2.1 1.3

33.5

6.5

0

10

20

30

40

50

60

A B C D E F

%

EDIFICI PER ESITO DI AGIBILITÀEDIFICI PER ESITO DI AGIBILITÀ


52.0

12.7

2.7 0.9

26.5

5.3

0

10

20

30

40

50

60

A B C D E F

%

05000

1000015000200002500030000

0 1 2 3 4 5

A

0

1000

2000

3000

4000

0 1 2 3 4 5

B

0

2000

4000

6000

8000

0 1 2 3 4 5

E

EDIFICI PER ESITO DI AGIBILITÀ E LIVELLO DI DANNO ALLE STRUTTURE VERTICALI EDIFICI PER ESITO DI AGIBILITÀ E LIVELLO DI DANNO ALLE STRUTTURE VERTICALI ESITO “A” ESITO “E” ESITO “B”

0

2000

4000

6000

8000

10000

0 1 2 3 4 5

A

0

500

1000

1500

2000

2500

0 1 2 3 4 5

B

0

200

400

600

0 1 2 3 4 5

E

0

5000

10000

15000

20000

0 1 2 3 4 5

A

0

1000

2000

3000

0 1 2 3 4 5

B

0

2000

4000

6000

8000

0 1 2 3 4 5

E

0100020003000400050006000

0 1 2 3 4 5

A

0

500

1000

1500

0 1 2 3 4 5

B

MURATURAESITO – DANNO STRUTTURE VERT.

C. A.ESITO – DANNO STRUTTURE VERT.

C. A.ESITO – DANNO TAMPONATURE

0

200

400

600

800

1000

0 1 2 3 4 5

E


A supporto della ricostruzione, utilizzando i dati della banca dati AeDES, è stata effettuata, in collaborazione con la Direzione Regionale dei Vigili del fuoco la stima del volume e del peso delle macerie complessive per comune, derivanti da crolli e dall’attività di ricostruzione, stimato tenendo conto delle tipologie costruttive e del livello di danno.

A supporto della ricostruzione, utilizzando i dati della banca dati AeDES, è stata effettuata, in collaborazione con la Direzione Regionale dei Vigili del fuoco la stima del volume e del peso delle macerie complessive per comune, derivanti da crolli e dall’attività di ricostruzione, stimato tenendo conto delle tipologie costruttive e del livello di danno.

STIMA DELLE MACERIESTIMA DELLE MACERIE

Stime del peso delle macerie minimo, medio e massimoTonnellate di

macerie

STIMA CON VALORI DEI VOLUMI MINIMI 3.200.000

STIMA CON VALORI DEI VOLUMI MEDI 3.760.000

STIMA CON VALORI DEI VOLUMI MASSIMI 4.240.000



Le informazioni del data base AeDES sono state utilizzate per l’avvio della programmazione della ricostruzione nel centro storico dell’Aquila, attraverso:

•Individuazione delle 6 AREE A FATTIBILITÀ A BREVE TERMINE

•Analisi della DISTRIBUZIONE DEL DANNEGGIAMENTO

•STIME DEI COSTI della ricostruzione

Le informazioni del data base AeDES sono state utilizzate per l’avvio della programmazione della ricostruzione nel centro storico dell’Aquila, attraverso:

•Individuazione delle 6 AREE A FATTIBILITÀ A BREVE TERMINE

•Analisi della DISTRIBUZIONE DEL DANNEGGIAMENTO

•STIME DEI COSTI della ricostruzione

CENTRO STORICO DELL’AQUILACENTRO STORICO DELL’AQUILA



Esiti di agibilitàEsiti di agibilità

CENTROSTORICO

DELL’AQUILA

CENTROSTORICO

DELL’AQUILA



0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Nullo Lieve Leggero Moderato Grave Gravissimo

N%

Livello di danno

ABCDEF

Danno alle Strutt. verticaliDanno alle Strutt. verticali

• Buildings and building aggregates at city level• Energy systems (gas pipelines and networks,

electrical networks)• Water and sewage systems• Transportation systems and infrastructures

(road, railway and port systems)• Critical facilities medical care facilities

(hospitals..), fire fighting system

WP5. SYSTEMIC VULNERABILITY & LOSSES

WP1. COORDINATION Project Management

WP2. GENERAL METHODOLOGY

Executive Committee

WP3. PHYSICAL VULNERABILITY & LOSSES

Fragility functions for elements and systems

WP4. SOCIO ECONOMIC VULNERABILITY & LOSSES

for elements and systems

Seismic Hazard Scenarios

WP7.

S O F T W A R E Τ O O L S

WP6. APPLICATION & VALIDATION

WP8. GUIDELINES - DISSEMINATION

Buildings & aggregates

Utility systems

Transportation infrastructures

Critical facilities

Thessaloniki city

Vienna city Motorway in Italy

Pipeline network

Interdependencies between systems

Hospital facility in Italy

Harbor of Τhessaloniki

Electric network in Italy

Urban scale Critical facilities Utility-Transportation


Systemic Seismic Vulnerability and Risk Systemic Seismic Vulnerability and Risk Analysis for Buildings, Lifeline Networks Analysis for Buildings, Lifeline Networks

and Infrastructures Safety Gainand Infrastructures Safety Gain

Activities

Level IPettino data will be used to investigate the correlation between usability of buildings (via AEDES\ forms) with respect to building damage states

Level IIGreater L’Aquila area (8 Coms) will be used to investigate the relationship between building damage/usability assessment from the AEDES forms and socio-economic impacts in the region.

Level 2a: Correspondence of AEDES data to evacuation ratesLevel 2b: Correspondence of AEDES data

to casualty and injuries

Level IIISocio-economic data from public shelters only for the Municipality of L’Aquila to investigate the relationship between AEDES data and occupants seeking public shelter

WP4: WP4: Socio-economic vulnerability and losses

Contribution to quantitative evaluation of socio-economic losses of buildings and lifelines

Mauro Dolce – Head of the Seismic Risk Office, Italian Civil Protection.

Antonio Martinelli–, National Research Council (CNR).


Performance of Reinforced ConcreteBuildings in Pettino (Aq)

Performance of Reinforced ConcretePerformance of Reinforced ConcreteBuildings in Pettino (Aq)Buildings in Pettino (Aq)

Pettino is a fraction of L ’Aquila, far 3.19 km from the downtown, characterized by:• 539 Residential buildings•Reinforced concrete structures•Age of construction from 1919 to2001

Zone 1Zone 1

Zone 2Zone 2Zone 3Zone 3


AeDES Data:AeDES Data:Spatial extension and data aggregationSpatial extension and data aggregation

After the L'Aquila earthquake of April 6, 2009, in the areas affected by the event, the prefect enabled the Mixed Operations Centers (COM). These centers had overall coordinating role in its own territory for all rescue operations.

The area involved in the earthquake of L'Aquila was divided into eight COM:

•COM 1 – L’Aquila•COM 2 – S. Demetrio•COM 3 – Pizzoli•COM 4 – Pianola •COM 5 – Paganica•COM 6 – Navelli•COM 7 – Sulmona•COM 8 – Montorio al Vomano


Building Damage and EvacuationBuilding Damage and Evacuation--AeDES dataAeDES dataaggregated for usability resultsaggregated for usability results

Data from the AeDES forms aggregated for the eight illustrated COMs:

Soil and Foundation (Section 7, AeDES)Building Usability (Section 8, AeDES)Proposed Interventions (Section 8, AeDES) for

each of the mentioned interventionsEvacuation of Buildings (total count) (Section 8,

AeDES) and evacuation according to building usability class

Evacuation as a ratio of total occupants according to Building Usability Class (Section 2 and 8, AeDES)

Evacuation according to number of units (Section 2 and 8, AeDES)

Evacuation as a ratio of total occupants according to number of units (Section 2 and 8, AeDES)

Evacuation according to break of lifelines (Section 5 and 8, AeDES)

Total Number of buildings surveyed in the respective zone

Number of Stories (Section 2, AeDES)Building Age (Section 2, AeDES)Building Use (Section 2, AeDES)Residential Building Units for units class (Section 2,

AeDES)Building Utilization (Section 2, AeDES)Building Occupants (Section 2, AeDES)Building Type (Section 3, AeDES)Building Structural Damage (Section 4, AeDES)

•Vertical Structures•Infills and partitions

Building Non-structural Damage (Section 5, AeDES)Building damage induced by the collapse or fall of

objects (Section 6, AeDES)


Result COM 1 COM 2 COM 3 COM 4 COM 5 COM 6 COM 7 COM 8 TotalA 6671 3473 7229 4826 1839 4585 5226 2588 36437B 2935 892 1288 956 590 961 832 622 9076C 380 222 278 139 113 350 233 220 1935D 172 45 60 87 137 66 44 17 628E 4974 3885 2467 1713 2342 1579 1018 1049 19027F 846 886 507 422 435 336 315 120 3867

Total 15978 9403 11829 8143 5456 7877 7668 4616 70970

Building usability resultsBuilding usability resultsBuilding usability results


Evacuated PersonsEvacuated PersonsResult COM 1 COM 2 COM 3 COM 4 COM 5 COM 6 COM 7 COM 8 Total

A 0 0 0 0 0 0 0 0B 9215 681 629 1245 968 462 283 467 13950C 753 117 55 50 116 102 144 110 1447D 997 42 9 66 18 51 25 2 1210E 22133 2547 1037 1946 2952 1184 729 626 33154F 1125 521 339 348 302 145 205 100 3085

Total 34223 3908 2069 3655 4356 1944 1386 1305 52846







RS4 – Modelli di sicurezza per l’edilizia esistente

Coordinatore: Paolo E. PintoUnità di ricerca

UNIROMA1-DISGUNINA-DIST

Obiettivo e attività della lineaDisamina degli approcci teorici di natura probabilistica e individuazione degli aspetti particolari rilevanti e applicabili in una procedura operativa di livello inferiore. Formulazione di una proposta operativa corredata di esempi applicativi.

Attività svolta nel primo annoRassegna dei metodi affidabilistici per la valutazione sismica delle strutturePrimi elementi di una proposta di procedura di valutazione a carattere affidabilistico

RS4 – Modelli di sicurezza per l’edilizia esistenteAspetti caratterizzanti la proposta di procedura di valutazione

Conoscenze richieste all’analista: capacità di……modellazione non lineare delle strutture…selezionare l’input per analisi non lineari dinamiche…identificare e quantificare le incertezze

RS4 – Modelli di sicurezza per l’edilizia esistenteAspetti caratterizzanti la proposta di procedura di valutazioneNatura delle incertezze

Variabilità intrinseca/statistica → Trattamento: variabili aleatoriePericolosità sismica del sito (hazard)Storie temporali del moto sismico locale, data l’intensitàProprietà meccaniche dei materialiParametri dei modelli costitutivi o di capacità

Incertezza epistemica → Trattamento: scelte alternative pesate con probabilità soggettive

Geometria degli elementi strutturali, quantitativo e dettagli d’armaturaMasse (peso proprio strutturale e non strutturale)Modelli di capacità:

• Deformabilità flessionale, resistenza a taglio. …Modelli di comportamento

• Formulazione agli elementi finiti (fibre vs cerniere plastiche, degrado/non degrado, accoppiamento flessione/taglio,…)

• Modelli costitutivi dei materiali

RS4 – Modelli di sicurezza per l’edilizia esistenteAspetti caratterizzanti la proposta di procedura di valutazioneTrattamento della variabilità intrinseca/statistica

IM

Y=D/CY=1

IDAIM

Y=D/C

MSA

f(Y|IM=x)IM=x

IM

Y=D/C

“Cloud”

Per tenere conto dell’effetto delle variabilità di natura intrinseca sono disponibili metodi di simulazione small-sample di impegno accettabile, e buona approssimazioneIl risultato fornito da questi metodi consiste nella

Frequenza media annua di superamento di un prefissato SLFrequenza media annua di superamento di un prefissato SLλλLSLS

RS4 – Modelli di sicurezza per l’edilizia esistenteAspetti caratterizzanti la proposta di procedura di valutazioneTrattamento della variabilità epistemica

z2,pz2

z1,pz1

z2,pz2

z1,pz1

X

Y

x 1,px1

Z

Zy1,p y1

y2 ,py2

(λLS)2

(λLS)1

(λLS)4

(λLS)3

z2,pz2

z1,pz1

z2,pz2

z1,pz1

Y

Z

Zy1,p y1

y2 ,py2

(λLS)6

(λLS)5

(λLS)8

(λLS)7

x2 ,p

x2

p1 = px1py1pz1

p2 = px1py1pz2

p3 = px1py2pz1

p4 = px1py2pz2

p5 = px2py1pz1

p6 = px2py1pz2

p7 = px2py2pz1

p8 = px2py2pz2

Media pesata

λLS,av = ∑ pi×(λLS)i

Deviazione standard

σλLS= = √∑ pi×[(λLS)i-λLS,av]2

X,Y e Z rappresentano tre situazioni in cui è necessario fare una scelta (modellazione, geometria, etc)Le scelte alternative vengono pesate con il grado di confidenza dell’analista e disposte in un albero logicoIl risultato è una distribuzione di probabilità sulla λLS che consente ad esempio di calcolarne una media pesata

RS4 – Modelli di sicurezza per l’edilizia esistenteAttività in corso e risultati attesi

La stabilità della procedura esposta deve essere perfezionata e messa alla prova su casi studio al fine di un suo utilizzo per applicazioni di particolare rilievoIl passo successivo consiste nella sua semplificazione per l’applicazione nella routine della valutazione della sicurezza

RS4 – Esempi applicativi: caratterizzazione probabilistica ed a priori delle proprietà meccanica dei materiali e dei dettagli costruttivi

Scheda per i professionisti (sul sito di RELUIS: http://www.reluis.net/scheda/login.php). I primi risultati ottenuti dalle schede sono stati elaborati per la caratterizzazione probabilistica ed a priori (prima dei indagini in-situ) delle proprieta meccanica e dei dettagli costruttivi (Line 1.1.2 Task 1.4).

SCHEDA 1 - STAFFE: Considerando un numero di 100 staffe analizzate in una struttura esistente, quante secondo la Sua esperienza, possono non risultare chiuse correttamente (come in Figura )?

p=48% probabilita che le staffe non sono chiuse correttamente

SCHEDA 2- COPRIFERRO: Se nei documenti di progetto originali risulta indicato un valore del copriferro pari ad esempio a 3cm,secondo la Sua esperienza, quale è il valore di copriferro che si aspetta di trovare nella struttura esistente?

Media Copriferro = 3.0 cm

C.O.V Copriferro = 0.35

SCHEDA 3 ANCORAGGIO: Se nei documenti originali risulta che l’ancoraggio adottato è del tipo ad uncino, considerando 100 uncini, secondo la Sua esperienza, quanti di essi risultano nella struttura esistente ben fatti, cioè chiusi con un angolo maggiore di 150°?

p=45% probabilita che gli uncini non sono fatti bene

RS4 – Esempi applicativi: Aggiornamento della caratterizzazione delle proprietà meccanica dei materiali e dei dettagli costruttivi a secondo dei risultati dei test e l’ispezioni

Edificio scolastico esistente in c.a., costruzione:1967(AV)

Incertezze epistemiche:

-Resistenze dei materiali-Dettagli costruttivi

Resistenza Calcestruzzo

Passo delle Staffe

Distribuzioni a prioriProprietà materiali•Verderame et al., 2001•Line 1.1.2 Task 1.1

Dettagli Costruttivi•Schede ai professionisti:•Line 1.1.2 Task 1.4

Aggiornamento:Risultati indagini in-situTeorema di Bayes

Distribuzioni a posterioriAggiornamento delle distribuzioni dei parametri incerti

Esempi applicativi: Valutazione probabilsitica di sicurezza per l’edilizia esistente

Edificio scolastico esistente in c.a., costruzione:1967(AV)

Calcolo dell’affidabilità:

Metodo simulazione small-sample efficiente (20-30 simulazioni, Jalayer et al. 2011)

Curva di “rischio”Frequenza media annua di superamento di un prefissato SL(rapporto D/C allo SLU)

* Linea tratteggiata: Approccio Normativa (Fattori di Confidenza)

Curva di “fragilità”Aggiornamento dell’affidabilitàstrutturale (rapporto D/C allo SLU)





RS5 - Impatto dei risultati della ricerca sulle NTC. (?)

Documents

Progetti Speciali nell’ambito ReLUIS-DPC 2010-2013 · Propagazione 3D : Uso di GeoElse, collaborazione con Polimi (Smerzini, Paolucci) in modello superficiale accurato (Santo) e