Stima della pericolosit

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Stima della pericolosità sismica
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Misura di un terremoto

• Magnitudo momento
• Magnitudo Richter
• Definì la magnitudo come il logaritmo
• base 10 della massima ampiezza letta
• sul simogramma registrato da un
• sismometro Wood Anderson localizzato
• 100Km dallepicentro del terremoto.

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Misura di un terremoto

• Intensità
• Misura qualitativa degli effetti di un
  terremoto sulla base dei danni procurati, sia in
  termini economici, sia in termini di vite umane

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Scala Mercalli
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Importantissimo!!!!!

• La magnitudo è una grandezza legata allenergia
  rilasciata dallevento sismico
• LIntensità è una grandezza relativa al danno

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Parametri che descrivono leffetto di un terremoto
Peak Ground Acceleration PGA
Il PGA è il picco massimo letto
sullaccelerogramma, è di grande interesse
ingegneristico poiché esprime la massima
accelerazione che solleciterà le strutture.
Si legge direttamente dallaccelerogramma. Domand
a Su quali componenti del moto?
Perché?
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Lettura del PGA
PGA
Accelerazione m/s2
Tempo (s)
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Fenomeno della Risonanza

• Ogni corpo è caratterizzato da una sua frequenza
  caratteristica.anche se fermo!!
• Sono le particelle che compongono i corpi a
  vibrare!!
• Che cosa succede se il corpo comincia a vibrare
  ad una frequenza pari alla frequenza
  caratteristica?
• Oscilla con ampiezza sempre maggiore, quindi
  accumula sempre più energia fino a rompersi.
• Anche gli edifici hanno una frequenza
  caratteristica, è quindi importante determinare
  come un terremoto mette in vibrazione una
  strutura

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Spettro di risposta
Lo spettro di risposta si costruisce assimilando
il palazzo ad un oscillatore armonico con un
grado di libertà sia forzato che smorzato Dove
la forzante è la componente orizzontale del moto
del suolo, lo smorzamento è invece legato
allattrito.
Massima velocità di oscillazione della struttura
Frequenza caratteristica
Il parametro damping esprime leffetto
dellattrito
Accelerazione del suolo
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Come è fatto uno spettro di risposta?
Per costruire lo spettro di risposta si usano
diversi oscillatori ciascuno caratterizzato da
una diversa frequenza caratteristica, per
ciascuno si calcola la massima velocità di
oscillazione e la si riporta sul grafico
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Rischio Simico

• Pericolosità probabilità di superamento di un
  certo livello di un parametro scelto per la
  descrizione del moto del suolo in un sito di
  interesse durante un certo periodo fissato.
• Vulnerabilità probabilità che certe categorie di
  elementi a rischio subiscano danno per effetto di
  un terremoto di una certa severità
• Esposizione Analisi quantitativa e qualitativa
  degli elementi a rischio

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Come si valuta la pericolosità

• Individuazione delle sorgenti sismogenetiche
• Le sorgenti sismogenetiche possono essere una
  faglia, ben descritta da studi precedenti,
  oppure delle intere regioni che contengono piu
• faglie
• Definizione del potenziale sismico
• Il potenziale sismico descrive la capacità
  della zona sismogenetica di generare un certo
  numero di terremoti di una certa entità
• Valutazione degli effetti del terremoto
• allo scopo di valutare gli effetti di un
  terremoto in un sito di interesse si costruiscono
  delle relazioni tra i parametri che descrivono il
  moto e le caratteristiche delle sorgenti
• Stima della pericolosità
• Questultimo passo è diverso a secondo del
  metodo usato.

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Esistono due diversi approcci per valutare la
pericolosità sismica

• Approccio deterministico
• La stima della pericolosità coincide con la
  valutazione delleffetto dellevento sismico nel
  sito
• questo tipo di valutazione è detta di
  SCENARIO
• Approccio probablistico
• Per stimare la pericolosità si costruiscono delle
  curve che esprimono la probabilità che il moto
  del suolo superi un certo livello in un periodo
  di tempo fissato.

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Approccio deterministico
Obiettivo Ad un dato sito S, stimare il valore
di picco dell accelerazione (PGA) per un
terremoto di magnitudo M

• Selezionare una potenziale faglia attiva che può
  produrre terremoti di magnitudo M
• Stimare i parametri di sorgente (geometria,
  dislocazione, momento sismico etc.)
• Modello di velocità/attenuazione a scala crostale
  ed effetti di sito
• Calcolare i sismogrammi sintetici al sito S
• Stimare PGA e forme spettrali attesi

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Studio deterministico di scenario per il
terremoto dellIrpinia del 1980

• Esempio di studio deterministico di pericolosità
  sismica

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Selezione di una potenziale faglia attiva e
valutazione dei parametri di sorgente
Le osservazioni geologiche aiutano ad individuare
le faglie
Gli studi sismologici aiutano a caratterizzare
la sorgente
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Modello di velocità
Profondità Vp Vs Densità Qp Qs
0 2000 1150 2100 150. 50.
250 3200 1850 2300 200. 100.
1000 4500 2600 2500 200. 100.
2500 6200 3600 2700 450 150
15000 7400 4300 2900 900 300

• In questo caso la Terra viene assimilata ad un
  mezzo a strati piani
• e paralleli.
• Possiamo considerarla un piano perchè stiamo
  studiando una regione
• piccola rispetto alla superficie totale
• Questo tipo di approssimazione può essere
  giustificata da una scarsa
• conoscenza del sottosuolo.

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Calcolo dei sismogrammi sintetici
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Determinazione del PGA
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Stima della pericolosità nel sito di Napoli
Velocità (m/s)
Accelerazione (m/s2)
Tempi (s)
Tempi (s)
Ampiezza
Frequenza (Hz)
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E se.

• E se non si conoscono i parametri caratteristici
  di sorgente?
• E se si vogliono studiare gli effetti di più
  eventi nel sito di interesse?
• E se si volesse tener conto del periodo di
  occorrenza degli eventi?

In tutti questi casi al metodo deterministico si
preferisce quello probabilistico!!
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Metodo Probabilistico
Obiettivo Ad un dato sito S, stimare la
probabilità che venga superato un determinato
valore del picco dell accelerazione (PGA) per
un dato periodo di ritorno T

• Selezionare le aree sismogenetiche di interesse
  per il sito S
• Determinare la legge di Gutenberg-Richter
• Determinare la legge di attenuazione (PGA -
  distanza)
• Calcolo della probabilità di eccedenza di un dato
  valore di PGA

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Individuazione delle zone sismogeneticheZonazione
Sismica
Individuazione delle strutture In grado di
generare terremoti
Distribuzione di eventi sismici sulla base del
catalogo sismico (Italiano)
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Legge empirica di Gutenberg-Richter
a determina la magnitudo massima attese b è il
rapporto tra grandi e piccoli terremoti
I parametri a e b caratterizzano le zone
sismogentetiche
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Esercizio ricaviamo la G-R

• Consultiamo il catalogo NT4.1
• Definiamo degli intervalli di magnitudo
• Contiamo quanti terremoti cadono in ciascun
  intervallo
• Contiamo quanti terremoti hanno magnitudo
  maggiore o uguale allestremo di ciascun
  intervallo
• Disegnamo gli istogrammi
• Uniamo i punti medi con una curva
• Abbiamo ottenuto la G-R!

Zona sismogenetica 63
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Determinazione della legge di attenuazione
La legge di attenuazione esprime il parametro
scelto per descrivere il moto del suolo in
funzione della distanza dal sito, della
magnitudo, delle relazioni tra distanza e
magnitudo, che può tener conto anche delle
caratteristiche del sito e/o della sorgente.
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Legge di attenuazione per lItalia
Ottengo una curva per ogni valore di magnitudo
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Stima della pericolosità
Gli effetti di tutti i terremoti di diversa
dimensione che avvengono in diverse locazioni
delle sorgenti sismiche vengono integrati in una
curva che mostra la probabilità di superare i
diversi livelli di moto del suolo Per ricavare
tale probabilità si formula lipotesi che ciascun
terremoto avvenga indipendentemente dagli
altri Esempio se avviene un terremoto di m6.5
su di una faglia questo non avrà alcuna
influenza sul luogo dove avverrà il prossimo
terremoto o sulle sue dimensioni. (NON POSSIAMO
CONSIDERARE LE REPLICHE) Gli eventi che
rispettano questa ipotesi si distribuiscono
secondo la Distribuzione di Poisson.
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Distribuzione di Poisson
Se N è il numero di eventi che avvengono in un
periodo T la probabilità che avvengano n eventi
in un periodo t è
Analogamente si ricava la probabilità di
eccedenza del livello del moto del suolo
E ha lo stesso ruolo di l esprime loccorrenza
dellevento, ha pero una formulazione molto
più complessa che include le leggi discusse fino
ad ora
Al variare di z0 è possibile costruire una curva
di pericolosità sismica in ciascun sito.
Sfruttando le curve di pericolosità è possibile
costruire una mappa di pericolosità sismica
sulla quale sono riportati, per ciascun sito, i
valori del parametro che hanno una probabilità
fissata (di solito il 10) di essere superati,
in un certo intervallo di tempo.
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Definizione di periodo di ritorno
Sulla base delle considerazioni fatte si
definisce periodo di ritorno Il rapporto
Dove T è lintervallo di tempo in cui ci
interessa studiare la pericolosità Esempio T è
la vita media di una struttura in cemento armato
Il periodo di ritorno associato al 10 di
probabilità di superamento in 50 anni è di circa
475 anni!