glossario 1

GLOSSARIO1
Parola chiave
Accelerometer
(Analog or
Digital)
Significato
Strumento di misura dell’accelerazione del moto sismico. Si distingue
principalmente tra:
strumento analogico: l’accelerazione del suolo viene riprodotta da uno
strumento di misura meccanico su un supporto fisico, tipicamente carta o
pellicola fotografica, per poi essere digitalizzata in una fase successiva.
strumento digitale: basato tipicamente su trasduttori elettro-magnetici o a
controllo di forza (force-balance). Il segnale elettrico viene poi
opportunamente condizionato, campionato e digitalizzato. Gli strumenti
digitali sono in opera a partire da circa la metà degli anni ’80. L’immagine di
un accelerometro digitale di vasto impiego anche nella Rete Accelerometrica
Nazionale è illustrata in Fig. 1.
I parametri più rappresentativi per definire le caratteristiche di risposta dello
strumento di registrazione sono i seguenti:
- la frequenza naturale di vibrazione non smorzata del sensore (frequency);
- il coefficiente di smorzamento rispetto al critico del sensore (damping);
- la banda di frequenze per cui il sensore ha una risposta “piatta” (frequency
band);
- la costante di trasduzione del segnale del sensore (gain);
- un indice del più piccolo movimento che un sensore è in grado di misurare
(sensitivity);
- il livello di saturazione del segnale del sensore (full scale);
- il numero di bits dell’acquisitore (number of bits).
1
Parte dei testi e delle figure sono adattati da Faccioli E. e R. Paolucci: “Elementi di Sismologia
applicata all’Ingegneria”, Pitagora, 2005.
1
Glossario ITACA
Figura 1– L’accelerometro digitale K2 con le sue principali componenti.
L’intensità di Arias è un parametro integrale, ottenuto come misura
cumulativa del moto sismico durante la sua durata. Introducendo la funzione
intensità del moto:
I( t ) =
Arias Intensity
Baseline
Correction
π
t
a
2g ∫
0
2
( τ )dτ
dove a(t) è l’accelerazione al tempo t e g l’accelerazione di gravità, l’intensità
di Arias è il valore massimo di tale funzione, ossia:
IA = I(Td)
dove Td è la durata totale dell’accelerogramma. Dimensionalmente l’intensità
di Arias è una velocità (cm/s). Un esempio di calcolo dell’intensità di Arias è
riportato in Fig. 2b (vedi Duration).
La correzione di linea base è una procedura utilizzata per correggere alcuni
tipi di disturbi di lungo periodo sui segnali accelerometrici, sia analogici che
digitali. Il procedimento più semplice consiste nel sottrarre
dall’accelerogramma il suo valore medio (che teoricamente deve essere nullo
per assicurare che al termine del moto sismico la velocità sia nulla).
Alternativamente, nel caso di accelerogrammi digitali dotati di pre-evento, è
possibile sottrarre a tutto il segnale il valore medio calcolato solo sulla
porzione di pre-evento. Infine, nel caso in cui le anomalie strumentali si
presentino in maniera più complessa, possono essere utilizzate procedure più
sofisticate di correzione della linea base del segnale, basate ad esempio sulla
suddivisione in più intervalli del segnale in velocità (ottenuto integrando
l’accelerogramma iniziale), sulla stima delle derive relative ad ogni porzione
mediante regressione ai minimi quadrati e successivamente sulla rimozione di
tale deriva.
2
Glossario ITACA
Nel processamento dei dati accelerometrici contenuti in ITACA è stata
utilizzata la procedura standard di correzione, ovvero la sottrazione
dall’accelerogramma del suo valore medio. Per dettagli sulla procedura di
correzione adottata in ITACA si veda Corrected Record.
Component
Per componente si intende una delle tre componenti spaziali del moto
sismico. Le due componenti orizzontali, ortogonali tra loro, vengono indicate
come NS (Nord-Sud) e EW (Est-Ovest). La componente verticale viene
indicata come UP.
Corrected
Record
In un accelerogramma corretto si è provveduto a rimuovere o ridurre gli errori
in alta e bassa frequenza contenuti nel segnale originale (vedi
Raw/Uncorrected Record). Per eliminare i disturbi a bassa frequenza
nell’accelerogramma, si opera in due fasi successive:
si corregge la linea base nel dominio nel tempo (vedi Baseline Correction)
si filtra passa-alto l’accelerogramma (vedi Filter Correction).
Per eliminare i disturbi in alta frequenza nel segnale, si filtra passa-basso
l’accelerogramma (vedi Filter Correction).
Nel processamento dei dati accelerometrici contenuti in Itaca è stata adottata
la seguente procedura:
correzione della linea base (sottrazione del valore medio del segnale);
applicazione di un taper cosinusoidale, basato su un’ispezione visiva della
registrazione (tipicamente tra il 2% e il 5% della lunghezza totale del
segnale); alle registrazioni identificate come late-triggered (vedi Late
triggered record) non viene applicato il taper;
ispezione visiva dello spettro di Fourier del segnale (vedi Fourier Spectrum)
per selezionare il range di frequenze su cui effettuare il filtro passa-banda.
Quando possibile, lo stesso range di frequenze viene selezionato per le tre
componenti del segnale (vedi Component);
applicazione al segnale accelerometrico di un filtro acausale del secondo
ordine di tipo Butterworth nel dominio delle frequenze nal campo di
frequenze individuato;
doppia integrazione del segnale accelerometrico per ottenere la storia
temporale di spostamento;
rimozione della deriva lineare presente nello spostamento;
doppia derivazione per ottenere l’accelerazione corretta, compatibile con il
dato di spostamento corretto.
-
-
-
-
-
Duration
Si definisce “durata” l’intervallo temporale del segnale accelerometrico nel
quale il moto sismico risulta “significativo”. A questo scopo vengono spesso
usate due definizioni:
a) durata basata sul superamento di un valore di soglia (bracketed duration):
viene definita una soglia, tipicamente 0.05g, al di sopra della quale si ritiene
che il moto abbia interesse ai fini ingegneristici; la durata viene stabilita
dall’intervallo temporale tra il primo e l’ultimo superamento di tale valore
(Fig. 2a).
b) durata basata sull’intensità del moto: viene calcolata la funzione intensità
di Arias I(t) (vedi Arias Intensity), e viene normalizzata rispetto al valore
3
Glossario ITACA
massimo Imax; la durata viene stabilita dall’intervallo temporale t2-t1, dove
I(t1) = 0.05 e I(t2) = 0.95 (Fig. 2b).
In ITACA la durata del moto sismico viene calcolata basandosi sull’intensità
di Arias.
(a)
m/s
2
5
0
durata = 7.4 s
−5
0
1
2
3
4
5
Tempo (s)
6
7
8
9
6
7
8
9
1
(b)
Ia(t)/Imax
0.8
0.6
0.4
durata = 3.3 s
0.2
0
0
1
2
3
4
5
Tempo (s)
Figura 2 – Esempio di calcolo della durata del moto sismico, secondo le due definizioni
introdotte nel testo: (a) durata basata sul superamento del valore di soglia di 0.05g; (b) durata
basata sull’intensità di Arias (vedi Arias Intensity).
L’angolo di back azimuth indica la direzione, misurata in senso orario rispetto
al Nord, dalla quale le onde sismiche giungono allo strumento di
registrazione.
Earthquake
back azimuth
EC8 site class
-
-
-
La classificazione sismica di un sito viene effettuata sulla base delle
caratteristiche del profilo stratigrafico del suolo di fondazione e delle sue
proprietà meccaniche. Le classi di sito vengono definite dall’Eurocodice 8
come segue:
Classe A: roccia o altra formazione geologica assimilabile, inclusi 5 m (al
massimo) di materiale alterato alla superficie. Vs,30 > 800 m/s (vedi Vs,30).
Classe B: sabbie, ghiaie molto addensate, o argille molto consistenti, in
depositi profondi almeno diverse decine di m, caratterizzati da aumento
graduale delle proprietà meccaniche con la profondità. 360 m/s < Vs,30 < 800
m/s.
Classe C: sabbie, ghiaie mediamente addensate o addensate, o argille
consistenti, in depositi di profondità compresa tra varie decine e centinaia di
m. 180 m/s < Vs,30 < 360 m/s.
Classe D: depositi di terreni non coesivi da sciolti a mediamente addensati
(con o senza strati coesivi intercalati), o di materiali coesivi prevalentemente
di media consistenza. Vs,30 < 180 m/s.
Classe E: profilo consistente in uno strato alluvionale superficiale con valori
4
Glossario ITACA
di Vs di tipo C o D e spessore compreso tra circa 5 m e 20 m, giacente su
materiale con Vs,30 > 800 m/s.
- Classe S1: depositi consistenti di – o contenenti uno strato spesso almeno 10
m – argille tenere/limi ad alto indice di plasticità (P1 > 40) ed elevato
contenuto d’acqua.
- Classe S2: depositi di terreno suscettibile di liquefazione, o di argille
sensitive, o qualunque altro profilo non incluso nei tipi A-E oppure S1.
La distanza epicentrale (RE) è definita come la distanza sulla superficie del
suolo fra un punto di osservazione (P) e l’epicentro del terremoto.
Ques’ultimo è il punto sulla superficie terrestre posto esattamente sulla
verticale condotta dall’ipocentro (o fuoco), dove si origina la rottura. La
distanza fra il punto di osservazione e l’ipocentro del terremoto è detta
distanza ipocentrale (RI).
Epicentral
Distance
Figura 3 – definizione di distanza epicentrale e ipocentrale
Epicentral
Intensity
L’intensità epicentrale I0 viene definita secondo la scala MCS (MercalliCancani-Sieberg). Tale scala di intensità macrosismica classifica in modo
empirico la severità di un sisma secondo una scala ordinale in gradi degli
effetti prodotti dallo scuotimento del suolo, in un’area di estensione spaziale
limitata (nel caso specifico nella zona epicentrale), sulle persone, sulle
strutture civili (danni alle costruzioni) e sul territorio (effetti di natura
geologica e geomorfologica).
Event
Viene definito evento il terremoto preso in considerazione. Esso viene
caratterizzato in termini spaziali attraverso le coordinate geografiche
dell’epicentro (latitudine e longitudine) e la profondità dell’ipocentro (vedi
Hypocentral Depth), e in termini temporali attraverso la data di accadimento
(anno, mese e giorno). Altre grandezze caratteristiche dell’evento sismico
sono il meccanismo focale (vedi Focal Mechanism) e l’intensità epicentrale
(vedi Epicentral Intensity).
5
Glossario ITACA
Un terremoto avviene quando un volume di roccia, soggetto a meccanismi
deformativi, si frattura lungo una superficie di debolezza, detta faglia (fault),
dando luogo ad uno spostamento relativo tra i due blocchi separati dalla faglia
stessa. Per individuare la posizione del piano di faglia e la direzione dello
scorrimento, si usano generalmente le seguenti definizioni (vedi Fig. 4):
- Azimuth (strike): angolo orario formato rispetto al Nord dalla intersezione
del piano di faglia con la superficie terrestre.
- Angolo di immersione (dip): angolo formato dal piano di faglia rispetto
all’orizzontale.
- Angolo di scorrimento (rake): angolo formato, rispetto alla intersezione con
la superficie del piano di faglia, dal vettore che definisce lo scorrimento
relativo (slip) del blocco sopra il piano di faglia rispetto a quello di sotto.
L’angolo di scorrimento determina il tipo di faglia, che può essere:
trascorrente (rake = 0° o 180°, spesso associata ad angoli di immersione
prossimi a 90°), normale (rake = -90°), inversa (rake = +90°), oppure una
combinazione di questi tre tipi fondamentali.
Fault (Strike,
Dip, Rake)
Nord
Azimut
(Strike)
Vettore scorrimento sismico (Slip)
Angolo di scorrimento (Rake)
Angolo di immersione (Dip)
Faglia trascorrente
(Strike-slip fault)
Faglia normale
(Normal fault)
Faglia inversa
(Reverse fault)
Figura 4 – Definizione del piano di faglia, e dei principali tipi di faglia.
Fault Distance
La distanza dalla faglia (RF) è una delle misure di distanza sorgente – sito
utilizzata correntemente nell’applicazioni ingegneristiche e sismologiche. E’
definita come la minima distanza tra il punto di osservazione e la faglia di un
terremoto.
La Fig. 5 mostra le diverse misure di distanza sorgente-sito correntemente
utilizzate:
- distanza ipocentrale (M1) = distanza dall’ipocentro di un terremoto
- distanza epicentrale (M2) = distanza dall’epicentro di un terremoto
6
Glossario ITACA
- distanza dalla zona più energetica (M3) = distanza dalla zona di massimo
rilascio dell’energia.
- distanza dalla sorgente o distanza dalla faglia (M4) = minima distanza fra il
sito e la faglia causativa di un terremoto.
- distanza dalla proiezione della faglia in superficie o distanza Joyner-Boore =
minima distanza fra il sito e la proiezione della faglia in superficie (M5).
Figura 5 - Misure di distanza sorgente-sito correntemente utilizzate.
I dati “grezzi” (vedi Raw Record) in uscita dallo strumento di registrazione
vengono generalmente processati principalmente per le seguenti finalità: a)
correzione rispetto alla curva caratteristica dello strumento; b) correzione
degli errori in alta e bassa frequenza,; c) filtraggio, al fine di mettere in
evidenza o sopprimere una particolare banda di frequenza. Tali operazioni
vengono spesso compiute nel dominio della frequenza, avvalendosi di
algoritmi di filtraggio basati sulla trasformata rapida di Fourier (Fast Fourier
Transform o FFT), e schematizzabili con la procedura seguente:
1.Si esegue la FFT della registrazione accelerografica originale:
Filter
Correction
a(t) ↔ A(ω)
2.Si rimuove la curva caratteristica H(ω) dello strumento. Ricordando che
A(ω) = H(ω)⋅U(ω), si ottiene la trasformata del segnale “non alterato” dallo
strumento
A(ω)
U(ω) =
H(ω)
3.Si applica il filtro moltiplicando nel dominio della frequenza la funzione
U(ω) per un filtro B(ω), da scegliersi opportunamente nella classe dei filtri
passa-alto, passa-basso, o passa banda, a seconda del tipo di disturbo da
eliminare o della banda di frequenza che si vuole evidenziare.
7
Glossario ITACA
Uc(ω) = U(ω) B(ω).
4.Si antitrasforma per ottenere il segnale corretto nel dominio del tempo:
uc(t) ↔ Uc(f)
Per il filtraggio dei dati accelerometrici di ITACA è stato utilizzato un filtro
acausale passa-banda del secondo ordine di tipo Butterworth. La banda di
frequenza è stata selezionata caso per caso basandosi su un’ispezione visiva
dello spettro di Fourier del segnale (vedi Fourier Spectrum). Per la procedura
completa di correzione del segnale implementata si veda Corrected Record.
Un esempio dell’effetto dell’applicazione di un filtro su un segnale
accelerometrico è mostrato in Fig. 6.
3
10
m/s
m/s2
5
2
10
0
1
10
−5
0
0
2
4
Tempo (s)
6
10
−1
10
8
1
0
10
Frequenza (Hz)
1
10
10
passa−basso, fc=2Hz
passa−alto, fc=2Hz
0
0
10
10
−2
10
−2
−1
0
10
10
Frequenza (Hz)
10
1
10
−1
0
10
10
Frequenza (Hz)
1
10
m/s2
5
2
5
m/s
1
10
0
−5
0
−5
0
2
4
Tempo (s)
6
8
0
2
4
Tempo (s)
6
8
Figura 6 – In alto: componente EW dell’accelerogramma registrato a Gemona del Friuli
(GMN) il 15 settembre 1976 ore 03:16 e relativo spettro di Fourier. In basso: lo stesso
accelerogrammo filtrato passa-basso (a sinistra) e passa-alto (a destra), in entrambi casi con
frequenza d’angolo fc= 2Hz.
Focal
Mechanism
Il meccanismo focale definisce la geometria della rottura di faglia durante un
terremoto (vedi Fault). Esso viene studiato basandosi sulla polarità dei primi
arrivi delle onde P ed S registrate da una rete di stazioni sismiche lontane. Si
distinguono 3 tipi elementari di meccanismi focali (vedi Fig. 4 in Fault):
faglia trascorrente (strike-slip fault): piano di faglia verticale e scorrimento
relativo orizzontale delle due porzioni di roccia separate dalla faglia;
faglia inversa (reverse o thrust fault): piano di faglia inclinato e
avvicinamento/sovrapposizione delle due porzioni di roccia separate dalla
faglia);
faglia normale (normal fault): piano di faglia inclinato e allontanamento
relativo delle due porzioni di roccia separate dalla faglia.
8
Glossario ITACA
Detto a(t) il segnale accelerometrico nel dominio del tempo, si definisce
trasformata di Fourier:
+∞
A( f ) =
∫ a(t )e
− i 2πft
dt
−∞
In generale A(f) è una funzione complessa. Il modulo della trasformata di
Fourier è definito Spettro di Fourier del segnale a(t):
A( f ) = R 2 + I 2
dove con R e I si sono denotate la parte reale e la parte immaginaria di A(f),
rispettivamente.
Fourier
Spectrum
Figura 7 – Spettri di Fourier di accelerogrammi di magnitudo crescente, registrati nel 19851986 da strumenti digitali sulla costa messicana del Pacifico (rete di Guerrero)
Free-field
record
Housing
Si intende come “free-field” (campo-libero) una registrazione del moto
sismico ottenuta a distanza sufficiente da strutture che ne possano alterare in
maniera significativa la risposta in un campo sufficientemente ampio di
frequenze, indicativamente tra 0 e 20 Hz. La collocazione dello strumento (v.
Housing) deve essere tale da minimizzare l’effetto di interazione con la
struttura ospitante o con le strutture limitrofe. ITACA contiene sole
registrazioni free-field o assimilabili a tali.
Per Housing si intende il luogo dove è collocato lo strumento di registrazione.
Si distinguono varie alternative: box, bridge (ponte), building (edificio), cave
(caverna), dam (diga), ENEL box, gallery (galleria), historical building
(edificio storico), power plant (centrale elettrica), quarry (cava), well (pozzo).
9
Glossario ITACA
L’intensità di Housner (o intensità dello spettro di risposta) viene definita
come segue:
SI (ξ ) =
2.5
∫ PSV (T ,ξ )dT
0.1
Housner
Intensity
dove PSV è lo spettro di risposta di pseudo-velocità (vedi Response
Spectrum), T e ξ sono rispettivamente il periodo e lo smorzamento strutturale.
Nel caso dei dati accelerometrici contenuti in ITACA il calcolo dell’intensità
di Housner è stato effettuato considerando ξ = 5%.
Questo parametro di severità del moto sismico è correlato al danno potenziale
atteso per effetto del terremoto in esame, dal momento che la maggior parte
delle strutture hanno un periodo fondamentale di vibrazione nell’intervallo
compreso tra 0.1 e 2.5 secondi. Dimensionalmente l’intensità di Housner è
uno spostamento (cm).
Hypocentral
Depth
La profondità ipocentrale è la distanza tra ipocentro ed epicentro del
terremoto (vedi Fig. 2 in Epicentral Distance).
Late/Normally
triggered
record
Con Late triggered record si intende una registrazione in cui lo strumento è
scattato dopo l’arrivo delle prime onde sismiche di ampiezza significativa. Il
segnale registrato è quindi contraddistinto da un valore iniziale elevato
rispetto al valore di picco del segnale stesso. Con Normally triggered record
si intende invece una registrazione scattata con anticipo sufficiente a
descrivere correttamente gli arrivi delle fasi principali del segnale sismico.
Magnitude
La magnitudo di un terremoto misura l’intensità dell’evento, basandosi su
opportune elaborazioni del segnale sismico.
In ITACA sono considerate due definizioni di magnitudo: la magnitudo locale
e la magnitudo momento.
La magnitudo locale, o magnitudo Richter, viene definita come segue:
M L = log A − log A0
dove:
A = ampiezza di picco, in mm, della traccia registrata da un sismografo del
tipo Wood-Anderson ad una data distanza;
A0 = ampiezza corrispondente del terremoto di riferimento (“zero”) alla stessa
distanza.
La scala di magnitudo Richter è di tipo logaritmico, pertanto un incremento di
una unità in ML implica un aumento di 10 volte nell’ampiezza del moto. Nel
passare da ML = 4 (terremoto di debole intensità) a ML = 7 (terremoto di forte
intensità), c’è dunque un incremento di ampiezza di 1000 volte.
Un limite della scala di magnitudo ML è rappresentato dalla tendenza alla
saturazione per magnitudo attorno a 7.0-7.5 (vedi Fig. 8); ciò dipende in
buona parte dalle limitazioni della larghezza di banda del sismografo WoodAnderson, che non lo rendono adatto a registrare le oscillazioni a lungo
periodo generate dai grandi terremoti.
La magnitudo momento viene invece definita a partire dal momento sismico,
10
Glossario ITACA
definito come segue:
M 0 = G Δu A
dove G è il modulo di taglio del materiale crostale in cui avviene la rottura
sismica, A l’area della superficie di rottura nella faglia sismogenetica, e Δu il
valor medio dello scorrimento cosismico sulla superficie di rottura. Il
momento sismico contiene i parametri fisici più significativi associati al
rilascio energetico durante un terremoto.
La magnitudo momento si calcola a partire dal momento sismico con
l’espressione:
2
M W = log M 0 − cos t
3
dove cost = 10.7 se M0 è misurato in dyne⋅cm e cost = 6.0 se M0 è misurato in
N⋅m.
M0 è una grandezza che può crescere indefinitamente al crescere delle
dimensioni della sorgente e della dislocazione, pertanto MW ha il pregio di
non saturare.
Tale concetto è illustrato nella Fig. 8 dalla relazione tra MW e le altre scale di
magnitudo più comunemente usate. Questa mostra che, in pratica, si può
assumere MW = ML per MW ≤ 6.2.
Figura 8 – Relazione tra magnitudo momento MW e altre scale di magnitudo, in particolare la
magnitudo locale ML.
Morphology
In corrispondenza di questa voce viene riportata la morfologia del sito dove è
localizzato lo strumento di registrazione. Si distinguono i seguenti tipi di
morfologia: pianura (plain), centro di una valle (valley, centre), bordo di una
valle (valley, edge), conoide alluvionale (alluvial fan), punto di sella (saddle),
pendio (slope), bordo di una scarpata (edge of scarp), cresta (ridge).
11
Glossario ITACA
Network
Per Network si intende la rete accelerometrica di appartenenza dello
strumento di registrazione di interesse. Si distinguono le seguenti reti sul
territorio italiano: ITDPC (Dipartimento della Protezione Civile), ENEA,
RAIS (Rete Accelerometrica Italia Settentrionale, INGV), ING (Rete
temporanea Istituto Nazionale di Geofisica, Friuli), MN (Rete accelerometrica
CNT, INGV), BAS (Regione Basilicata), PVTR (Provincia di Trento),
SVALP (Rete temporanea Progetto Sismovalp), ecc.
PGA
Con PGA (peak ground acceleration) viene indicato il valore massimo di
accelerazione registrato al suolo durante lo scuotimento sismico, dalle 3
componenti dello strumento.
PGD
Con PGD (peak ground displacement) viene indicato il valore massimo di
spostamento registrato al suolo durante lo scuotimento sismico dalle 3
componenti dello strumento. Tale parametro viene ricavato integrando due
volte la storia di accelerazione, e prendendo il valore massimo della
corrispondente storia di spostamento.
PGV
Con PGV (peak ground velocity) viene indicato il valore massimo di velocità
registrato al suolo durante lo scuotimento sismico dalle 3 componenti dello
strumento. Tale parametro viene ricavato integrando una volta la storia di
accelerazione, e prendendo il valore massimo della corrispondente storia di
velocità.
Processed
Record
Response
Spectrum
Vedi Corrected Record
Lo spettro di risposta fornisce l’ampiezza massima della risposta (in
spostamento relativo, velocità relativa o accelerazione assoluta) di un
oscillatore armonico ad 1 grado di libertà (gdl) soggetto a un accelerogramma
arbitrario in funzione del periodo strutturale Tn e del fattore di smorzamento ξ
(solitamente si adotta il valore standard pari a 5% dello smorzamento critico,
normalmente applicabile alle strutture).
Tale ampiezza massima si ottiene integrando opportunamente l’equazione del
moto dell’oscillatore armonico:
&x&(t ) = −ω n2 y (t ) − 2ξω n2 y& (t )
dove:
y(t) è lo spostamento relativo dell’oscillatore rispetto al terreno
&x&(t ) è l’accelerazione assoluta dell’oscillatore
ω n è la pulsazione naturale dell’oscillatore
Si introducono le definizioni seguenti:
12
Glossario ITACA
spettro di spostamento (relativo)
spettro di velocità (relativa)
spettro di accelerazione (assoluta)
D(Tn,ξ)= max ⎜ y(t) ⎜
t
V(Tn,ξ)= max ⎜ y& (t) ⎜
t
A(Tn,ξ)= max ⎜ &x& (t) ⎜
t
Sono anche molto usati nella pratica gli spettri di pseudo-accelerazione e
pseudo-velocità, definiti in funzione dello spettro di spostamento come segue:
2
⎛ 2π ⎞
⎟⎟ D(Tn,ξ)
spettro di pseudo-accelerazione:
PSA (Tn,ξ) = ⎜⎜
⎝ Tn ⎠
⎛ 2π ⎞
⎟⎟ D(Tn,ξ)
spettro di pseudo-velocità:
PSV (Tn,ξ) = ⎜⎜
T
⎝ n ⎠
Il significato dello spettro di risposta di accelerazione e la procedura di
calcolo delle ordinate spettrali di uno degli accelerogrammi presenti in
ITACA per alcuni periodi strutturali, sono mostrati in Fig. 9.
Figura 9 – Esempio di costruzione dello spettro di risposta di accelerazione assoluta per
l’accelerogramma di Gemona (comp. EW, in basso) registrato durante il terremoto del Friuli
del 15/09/1976, ore 03:15.
13
Glossario ITACA
Raw
(uncorrected)
Record
La registrazione non corretta (Raw Record) è il segnale grezzo che viene
fornito direttamente dallo strumento di registrazione dopo la conversione
analogico-digitale e la trasformazione nelle idonee unità di misura. Tale
segnale contiene tipicamente errori strumentali in alta e bassa frequenza
(rumore o derive strumentali), che vengono successivamente eliminati
attraverso le procedure di correzione-processamento (vedi Corrected Record).
Sampling
Interval - Time
Step
Il passo di campionamento (sampling interval) del segnale corrisponde
all’intervallo di tempo (time step) che intercorre tra due punti successivi della
registrazione accelerometrica, o ottenuta direttamente da uno strumento
digitale oppure dalla digitalizzazione del segnale analogico.
Seismic
Sequence
Con sequenza sismica si intende una serie di terremoti che si succedono nella
medesima regione ad intervalli ravvicinati di tempo. Tipicamente una
sequenza sismica è costituita da un evento sismico principale più intenso
(mainshock), sovente preceduto da una serie di eventi minori (foreshocks), e
sempre seguito da repliche di minore intensità (aftershocks).
Station
Per stazione si intende lo strumento di registrazione (accelerometro) e la sua
collocazione fisica. Ogni stazione di registrazione viene identificata con la
rete di appartenenza (vedi Network), un codice, un nome e le sue coordinate
geografiche. Informazioni aggiuntive riguardano il luogo di alloggiamento
dello strumento (vedi Housing), la classe di sito (vedi EC8 Site Class), la
morfologia (vedi Morphology), ed il numero di registrazioni effettuate dallo
strumento.
Strong Motion
Record
Per Strong Motion Record si intende la registrazione del moto sismico
ottenuta da uno strumento accelerometrico, in occasione di un terremoto
debole o forte. In ITACA il nome di ogni registrazione (NomeRecord) viene
definito nel modo seguente:
NomeRecord(1:4): anno evento
NomeRecord(5:6): mese evento
NomeRecord(7:8): giorno evento
NomeRecord(9): carattere separatore
NomeRecord(10:15): ora (GMT), minuto, secondo
NomeRecord(16:20): rete accelerometrica (v. Network)
NomeRecord(21): carattere separatore
NomeRecord(22:26): sigla stazione ITACA
NomeRecord(27:28): componente spaziale (NS, EW, UP)
NomeRecord(29): registrazione non corretta (X) o corretta (C)
Time of first
sample
Per sincronizzare la registrazione rispetto al Greenwich Meridian Time
(GMT), viene fornito il tempo del primo campione della registrazione,
quando disponibile.
14
Glossario ITACA
Topography
Si fa riferimento alle seguenti categorie topografiche, secondo le Norme
Tecniche per le Costruzioni (2008) che richiamano le categorie
dell’Eurocodice 8, Parte 5:
T1: superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i <
15°
T2: pendii con inclinazione media i > 15°
T3: rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione
media 15° < i < 30°
T4: rilievi con larghezza in cresta molto minore della base e inclinazione
media i > 30°
Vs profile
Il profilo Vs contiene l’informazione sull’andamento della velocità di
propagazione delle onde di taglio (onde S) nel suolo al di sotto o in prossimità
di una stazione accelerometrica, in funzione della profondità. Tipicamente il
profilo stratigrafico viene definito da strati di spessore variabile, in
corrispondenza di ognuno dei quali viene riportata la corrispondente velocità
delle onde di taglio, espressa in m/s. La conoscenza della velocità di
propagazione delle onde trasversali è uno dei parametri più importanti per la
caratterizzazione meccanica del sito di interesse, e per la sua classificazione
(vedi EC8 Site Class e Vs,30)
Vs,30
Il parametro Vs,30 è una misura media della velocità di propagazione delle
onde di taglio (onde S) nel suolo, entro i primi 30 m di profondità dal piano
campagna, definita come:
30
V s ,30 =
h
∑ i
i =1,N Vi
dove hi e Vi denotano lo spessore (in m) e il valore di Vs (in m/s) delle N
formazioni o strati presenti entro i primi 30 m.
Waveform
Waveform indica la forma d’onda che contraddistingue l’andamento
temporale del segnale registrato. In ITACA, sotto Waveform plot previews,
vengono riportati l’andamento nel tempo dell’accelerazione non-corretta (vedi
Raw Record), dell’accelerazione corretta, della velocità e dello spostamento
ottenuti sui record corretti (vedi Corrected Record), accompagnati dai grafici
dello spettro di Fourier (vedi Fourier Spectrum) e dello spettro di risposta di
accelerazione (vedi Response Spectrum).
15
Glossario ITACA