analisi di risposta sismica locale monodimensionali carlo g. lai, phd ([email protected])...
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Analisi di risposta sismica locale monodimensionali
Carlo G. Lai, PhD([email protected])
Firenze, 15 Luglio 2009
Corso: "LA PROGETTAZIONE GEOTECNICA DEGLI EDIFICI AI SENSI DEL DECRETO MINISTERIALE 14 GENNAIO 2008"
con la collaborazione di:
Mirko Corigliano, PhD
Sommario
• Analisi di risposta sismica 1D;
• Analisi lineari e lineari-equivalenti;
• Curve di degradazione del modulo di taglio e dello smorzamento;
• Codici di calcolo per analisi di risposta sismica;
• Utilizzo di SHAKE91, EERA.
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari e lineari-equivalenti
Risposta strato omogeneo su semispazio elastico
• Amplificazione locale stratigraficakk
kk
Earth surface
Wave radiated bythe seismic source
Traiettoria di un raggio sismico Analisi di risposta sismica (1D -1D)
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari-equivalenti
EFFETTI SISMICI DI SITO DOVUTI A:
Amplificazione locale (1D) del moto sismico legata alla
propagazione verticale delle onde in profili di suolo a
strati piani e paralleli con contrasto di proprietà
meccaniche dal basso verso l’alto
Amplificazione locale (2D e 3D) in configurazioni
geologiche più complesse, quali valli alluvionali e bacini
sedimentari, che danno luogo a fenomeni di diffrazione
con generazione di onde di superficie ai bordi
Amplificazione “topografica”, dovuta a fenomeni di
focalizzazione delle traiettorie di propagazione delle onde
sismiche in configurazioni morfologiche con rilievi
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari-equivalenti
SCOPO: calcolare il moto sismico alla superficie libera di un deposito di terreno noto il moto sismico all’affioramento del substrato roccioso.
(noto)(incognito)
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari-equivalenti
MODELLO: deposito di terreno a strati piani e paralleli sovrapposti al substrato. Mezzo viscoelastico. Propagazione di onde trasversali S con incidenza verticale.
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari-equivalenti
Gmax
G()
• Modulo di deformazione a taglio
Ciclo di isteresi
MODELLO COSTITUTIVO VISCOELASTICO
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari-equivalenti
• Coefficiente di smorzamento interno
A Etriang.
DEE
4
A Eciclo
In generale D = D(,).
MODELLO COSTITUTIVO VISCOELASTICO
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari-equivalenti
(from Dobry and Vucetic, 1991)
• Curve di degradazione del modulo di deformazione a taglio G = G()
MODELLO COSTITUTIVO VISCOELASTICO
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari-equivalenti
• Curve di variazione D = D() dello smorzamento con la deformazione
(from Dobry and Vucetic, 1991)
MODELLO COSTITUTIVO VISCOELASTICO
Analisi di risposta sismica locale 1D lineari-equivalenti
MODELLO COSTITUTIVO LINEARE-EQUIVALENTE (VISCOELASTICO)
1. Definizione di curve G=G() e D=D() per i diversi strati, essendo G il modulo di taglio del suolo e D il rapporto di smorzamento.2. Inizializzazione dei valori del modulo di taglio e del fattore di smorzamento ai livelli di piccole deformazioni (G0 e D0).3. Calcolo della risposta dinamica del suolo e valutazione della deformazione massima a taglio in ogni strato (1 in Figura).4. Aggiornamento dei valori G1=G(1) e D1=D(1).5. Iterazione dei passi 3 e 4 fino a convergenza (j+1~j).
G0 Modulo di taglio
G1
G2
Deformazione angolare
1
G3
2 3
D0
Rapporto di smorzamento
D3 D2
Deformazione angolare
1
D1
2 3
Schema del procedimento iterativo per il modello lineare equivalente (SHAKE/EERA):
(da Lai e Paolucci, 2008)
Codici di calcolo valutazione risposta sismica
(da Silvestri, 1998)
Esistono altri codici di calcolo:
• SUMDES (2D, 2D) accoppiato
• CYBERQUAKE (1D, 2D) accoppiato
• EERA (1D, 1D) lineare equivalente
• NERA (1D, 2D) elasto-plastico
• DYNA1D (1D, 2D) accoppiato
• CYCLID 1D (1D, 2D) accoppiato
• ONDA (1D, 1D) nonlineare
• SHAKE2000 (1D, 1D) lineare equivalente
• …..
• …..
Esistono altri codici di calcolo:
• SUMDES (2D, 2D) accoppiato
• CYBERQUAKE (1D, 2D) accoppiato
• EERA (1D, 1D) lineare equivalente
• NERA (1D, 2D) elasto-plastico
• DYNA1D (1D, 2D) accoppiato
• CYCLID 1D (1D, 2D) accoppiato
• ONDA (1D, 1D) nonlineare
• SHAKE2000 (1D, 1D) lineare equivalente
• …..
• …..
Codici di calcolo valutazione risposta sismica
SITO WEB PER SCARICARE EERA:
http://gees.usc.edu/GEES/Software/EERA2000/Default.htm