LA NUOVA PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTISISMICA SECONDO LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI DEL 2005
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LA NUOVA PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTISISMICA SECONDO LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI DEL 2005. MAPPA SISMICA MONDIALE. STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA. ACCELEROGRAMMA. ONDE SISMICHE. ONDE SISMICHE. ONDE SISMICHE. ONDE SISMICHE. Onde di profondità. Onde di superficie.

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MAPPA SISMICA MONDIALE

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Presentation Transcript


Mappa sismica mondiale

LA NUOVA PROGETTAZIONE STRUTTURALE ANTISISMICA SECONDO LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI DEL 2005


Mappa sismica mondiale

MAPPA SISMICA MONDIALE


Mappa sismica mondiale

STRUTTURA INTERNA DELLA TERRA


Mappa sismica mondiale

ACCELEROGRAMMA


Mappa sismica mondiale

ONDE SISMICHE


Mappa sismica mondiale

ONDE SISMICHE


Mappa sismica mondiale

ONDE SISMICHE


Mappa sismica mondiale

ONDE SISMICHE

Onde di profondità

Onde di superficie

Onde di Rayleigh

Onde P

Onde S

Onde di Love


Mappa sismica mondiale

ONDE SISMICHE


Mappa sismica mondiale

EFFETTI PRINCIPALI DEL TERREMOTO

- Scuotimento del terreno

- Apertura di faglie e fratture in superficie

- Cedimenti del terreno (liquefazione)

- Maremoti


Mappa sismica mondiale

LE FAGLIE


Mappa sismica mondiale

IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE

Prende il nome di liquefazione un cedimento del suolo dovuto allo scuotimento di sedimenti sabbiosi saturi in acqua che assumono comportamento da liquido. Perché avvenga liquefazione è necessario che i singoli granuli di sabbia perdano il contatto reciproco: essendo il continuo della sostanza ora liquido, il sedimento si metterà a fluire come un liquido viscoso. Lo scuotimento indotto da un terremoto può provocare la liquefazione di sedimenti sabbiosi saturi in acqua, allorquando questi siano confinati da strati meno permeabili.


Mappa sismica mondiale

IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE

Particelle di terreno saturo

Particelle di terreno liquefatto


Mappa sismica mondiale

IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE

Espansione laterale (lateral spread)


Mappa sismica mondiale

IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE

Espansione laterale (lateral spread)


Mappa sismica mondiale

IL FENOMENO DELLA LIQUEFAZIONE

Perdita di portanza (loss of bearing strength)


Mappa sismica mondiale

Scala Mercalli

Scala Richter


Mappa sismica mondiale

RISCHIO SISMICO

S. Giuliano di Puglia (CB), 31 ottobre 2002


Mappa sismica mondiale

RISCHIO SISMICO

Terremoti storici nell’area interessata

Epicentro del 31 ottobre 2002


Mappa sismica mondiale

MAPPA SISMICAPRECEDENTE(1984)

1a Categoria

2a Categoria

3a Categoria

Non sismica


Mappa sismica mondiale

MAPPA SISMICAPROPOSTA(1998)

1a Categoria

2a Categoria

3a Categoria

Non sismica


Mappa sismica mondiale

MAPPA SISMICAATTUALE(2003)


Mappa sismica mondiale

MAPPA SISMICAATTUALE(2004)


Mappa sismica mondiale

MACRO ZONAZIONE E MICRO ZONAZIONE SISMICA

MACRO ZONAZIONE SISMICA

MICRO ZONAZIONE SISMICA

La Microzonazione sismica rappresenta l’attività svolta ai fini di una più dettagliata suddivisione del territorio in aree in cui i valori di pericolosità sismica rispecchiano più rigorosamente le condizioni locali. L’analisi della risposta di un suolo alle sollecitazioni sismiche (Risposta Sismica Locale), costituisce la parte fondamentale delle attività di Microzonazione Sismica.


Mappa sismica mondiale

MAPPE SISMICHE

Mappa della pericolosità sismica in Italia. Ordinanza n.3519 del 28 aprile 2006


Mappa sismica mondiale

MAPPE SISMICHE

Mappa della pericolosità sismica in Italia. Accelerazione orizzontale di picco per un periodo di tempo pari a 475 anni. L’unità di misura adottata nella mappa è “g”, cioè l’accelerazione di gravità.


Mappa sismica mondiale

ZONAZIONE SISMICA REGIONE SICILIA

Mappa della pericolosità sismica della Sicilia


Mappa sismica mondiale

ZONAZIONE SISMICA REGIONE SICILIA

VECCHIA ZONAZIONE SISMICA

NUOVA ZONAZIONE SISMICA


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NORMATIVA ITALIANA

- Decreto del Ministro dei Lavori Pubblici, 9 gennaio 1996: “Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche”.

- Ordinanza n.3274, 20 marzo 2003: “Norma tecniche per il progetto, la valutazione e l’adeguamento sismico degli edifici”. (18 mesi di allineamento tecnico) - 8 novembre 2004

- Bozza di testo coordinato dell’Allegato 2 - Edifici, 09 settembre 2004: “Norme Tecniche per il progetto, la valutazione e l’adeguamento sismico degli edifici”.

- Ordinanza n.3379, 5 novembre 2004: “Disposizioni urgenti di protezione civile.” (Proroga di 6 mesi) - 8 maggio 2005

- Ordinanza n.3431, 10 maggio 2005: (Proroga di 3 mesi) - 8 agosto 2005

- Ordinanza n.3452, 1 agosto 2005: (Proroga di 2 mesi) - 8 ottobre 2005

- Ordinanza n.3467, 13 ottobre 2005: (Proroga di 15 giorni) - 23ottobre 2005

- Gazzetta Ufficiale n.222, 23 settembre 2005 : “Norme Tecniche per le Costruzioni”: (18 mesi di allineamento tecnico) - 23 aprile 2007


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

- Analisi sismica Statica classica - Analisi sismica Dinamica classica - Analisi sismica Statica nodale - Analisi sismica Dinamica nodale


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Analisi Sismica Classica

Analisi Sismica Nodale


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IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Schema telaio


Mappa sismica mondiale

IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Deformata del telaio: Quota 3 = Piano Rigido


Mappa sismica mondiale

IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Diagramma del Momento Flettente del telaio: Quota 3 = Piano Rigido


Mappa sismica mondiale

IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Diagramma del Taglio del telaio:

Quota 3 = Piano Rigido


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IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Deformata del telaio: Quota 3 = Piano Deformabile


Mappa sismica mondiale

IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Diagramma del Momento Flettente del telaio:

Quota 3 = Piano Deformabile


Mappa sismica mondiale

IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Diagramma del Taglio del telaio:

Quota 3 = Piano Deformabile


Mappa sismica mondiale

IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Deformata

Piano Rigido

Piano Deformabile


Mappa sismica mondiale

IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Diagramma del Momento Flettente

Piano Rigido

Piano Deformabile


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IMPALCATI RIGIDI O DEFORMABILI

Diagramma del Taglio

Piano Rigido

Piano Deformabile


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema SCONSIGLIATO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema CORRETTO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema SCONSIGLIATO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema CORRETTO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema SCONSIGLIATO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema CORRETTO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema SCONSIGLIATO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema SCONSIGLIATO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Schema CORRETTO


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Baricentro delle Masse e delle Rigidezze


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Baricentro delle Masse e delle Rigidezze

Struttura 1

Struttura 2


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Baricentro delle Masse e delle Rigidezze

Struttura 1

Struttura 2


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Posizione del Baricentro delle Rigidezze

Schema statico

Effetto tagliante sul singolo elemento verticale


Mappa sismica mondiale

ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Posizione del Baricentro delle Rigidezze

Spostamento globale del singolo elemento

Traslazione e rotazione dell’impalcato rigido

Componenti dello spostamento globale


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ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Posizione del Baricentro delle Rigidezze

Rigidezza del singolo elemento

Aliquota della forza tagliante di piano che sopporta il singolo elemento

Forza tagliante di piano totale


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ANALISI SISMICA DELLE STRUTTURE

Posizione del Baricentro delle Rigidezze

Coordinate del baricentro delle rigidezze dell’impalcato


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L’EFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE

le azioni dinamiche agenti nella struttura dovute all’accelerazione delle masse

vengono sostituite da azioni statiche equivalenti

Ipotesi Fondamentali:

- Nella pratica professionale non è necessario conoscere l’andamento nel tempo delle caratteristiche di sollecitazione in ogni sezione dell’elemento strutturale, ma è sufficiente conoscerne il valore massimo.- Nelle strutture tipiche dell’ingegneria civile (ad esempio edifici per civile abitazione) le masse strutturali sono concentrate in massima parte in corrispondenza degli impalcati (solai).- In alcuni casi (edifici in c.a.) gli impalcati possono essere considerati elementi indeformabili nel proprio piano, e quindi in grado di connettere rigidamente tutti i nodi strutturali giacenti su di essi.


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L’EFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE

Se si impone alla testa del piedritto uno spostamento orizzontale u0 (rispetto la posizione di riposo verticale) e successivamente lo si lascia libero, sul sistema si instaurerà un regime di oscillazioni libere caratterizzate da una andamento sinusoidale nel tempo con un periodo di oscillazione T0, questo è il tempo che intercorre per permettere al traverso di compiere un’oscillazione completa e ritornare nella posizione iniziale. Tale periodo, detto anche periodo proprio dell’oscillatore è legato alle due grandezze m e k (massa e rigidezza) dalla seguente relazione:


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L’EFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE

Oscillazione ideale (smorzamento nullo)

Oscillazione reale (smorzamento non nullo)


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L’EFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE

L’effetto del sisma sulla struttura può essere considerato come l’applicazione al sistema di una forza di tipo sinusoidale

L’applicazione di questa forza instaurerà sul sistema un regime di oscillazioni forzate il quale, dopo una prima fase iniziale in cui saranno presenti anche le oscillazioni libere smorzate, assumerà un forma analoga a quella delle oscillazioni libere ma con un periodo che adesso sarà quello della forzante, con uno sfasamento rispetto ad essa ed un’ampiezza delle oscillazioni che dipende dal rapporto F/k (F = valore massimo della forza, k = rigidezza del sistema) e dal rapporto dei due periodi a = T0/T(T0 = periodo di vibrazione del sistema; T = periodo di oscillazione della forza). Tale dipendenza è espressa dalla relazione seguente:


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L’EFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE

Smorzamento nullo e periodo della forzante uguale al periodo proprio della struttura, condizione detta di “risonanza” (condizione teorica).

Caso 1 (x = 0 ; a = 1)

Smorzamento piccolo e periodo della forzante uguale al periodo proprio della struttura. L’amplificazione è grande, ma ha valore finito.

Caso 2 (x piccolo ; a = 1)

Periodo della forzante molto più grande del periodo proprio della struttura. La massa segue la forza come se si trattasse di tante condizioni statiche in sequenza.

Caso 3 (a = 0)

Periodo della forzante molto più piccolo del periodo proprio della struttura. Il sistema oscillante, poiché la variazione della forzante e molto rapida, non risente dell’effetto, comportandosi come se questa non fosse presente.

Caso 4 (a grande)


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L’EFFETTO DEL SISMA SULLE STRUTTURE


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TIPI DI ANALISI SISMICA

Analisi Sismica Statica - D.M. ‘96

Wi = massa del piano i-esimo dell’edificio

C = coefficiente di intensità sismica

b = coefficiente di struttura

R (T) = coefficiente di risposta

e = coefficiente di fondazione

I = coefficiente di protezione sismica

gi= coefficiente di distribuzione


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TIPI DI ANALISI SISMICA

Analisi Sismica Statica – Norme Tecniche 2005

zi , zj= altezze dei piani i-esimo e j-esimo dalla fondazione

Wi, Wj= pesi delle masse ai piani i-esimo e j-esimo

Sd(T1) = ordinata dello spettro di progetto in corrispondenza del valore T1 del periodo

H = altezza dell’edificio, espressa in metri, a partire dal piano di fondazione

Cl = coefficiente funzione della tipologia strutturale

W= peso complessivo della struttura


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TIPI DI ANALISI SISMICA

Analisi Sismica Statica - Distribuzione delle forze sismiche equivalenti sulla struttura


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TIPI DI ANALISI SISMICA

Analisi Sismica Dinamica


Mappa sismica mondiale

TIPI DI ANALISI SISMICA

Analisi Sismica Dinamica

Radice della somma dei quadrati

Combinazione Quadratica Completa (CQC)


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TIPI DI ANALISI SISMICA

Analisi Sismica Dinamica - Distribuzione delle forze sismiche equivalenti sulla struttura


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CRITERI DI SCELTA DEL TIPO DI ANALISI SISMICA

Requisito primario di applicabilità dell’analisi sismica statica è la regolarità della struttura.

regolarità geometrica in pianta: intendendo con essa sia la regolarità geometrica della pianta i cui elementi strutturali devono essere posti a distanze regolari, e sia la regolarità della distribuzione delle rigidezze (ossia delle inerzie) degli stessi elementi.

regolarità in elevazione: intesa come la proprietà da parte di tutti gli elementi verticali che abbiano resistenza significativa all’azione sismica di estendersi senza interruzione dalle fondazioni fino alla sommità dell’edificio, mantenendosi il rapporto tra masse e rigidezze degli impalcati pressoché costante per tutta l’altezza.

distribuzione regolare dei pesi e dei carichi: assenza quindi di pannelli di tamponamento, o di carichi sia permanenti che accidentali distribuiti sugli impalcati in maniera asimmetrica.


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CRITERI DI SCELTA DEL TIPO DI ANALISI SISMICA

REQUISITO DI APPLICABILITA’ DELL’ANALISI SISMICA STATICA (D.M. ‘96)

H= massima altezza dell’edificio a partire dal piano di fondazione

B= massima dimensione in pianta dell’edificio


Mappa sismica mondiale

CRITERI DI SCELTA DEL TIPO DI ANALISI SISMICA

REQUISITO DI APPLICABILITA’ DELL’ANALISI SISMICA STATICA (Norme Tecniche 2005)

H= massima altezza dell’edificio a partire dal piano di fondazione

Cl = coefficiente moltiplicativo funzione della tipologia strutturale, il cui valore è riportato nel prospetto seguente:


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SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO


Mappa sismica mondiale

SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO


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CATEGORIA DEL SUOLO


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SPETTRO DI PROGETTO PER LO S.L.U.


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