GNGTS 2015 - Atti del 34° Convegno Nazionale

più frequentemente utilizzato per le analisi 1D è quello lineare equivalente SHAKE (Idriss e Sun, 1992). Il codice di calcolo più diffuso per lo studio della risposta locale bi-dimensionale è quello lineare equivalente QUAD4/QUAD4M (Idriss et al. , 1973; Hudson et al. , 1993). In generale i codici di calcolo forniscono: - le storie temporali delle tensioni tangenziali, delle deformazioni tangenziali, delle accelerazioni ed i corrispondenti spettri di risposta di Fourier, in superficie e a profondità intermedie nel sottosuolo; - l’andamento con la profondità dei valori massimi di accelerazione, tensione e deformazione di taglio. I codici di calcolo utilizzati in questo studio sono per la modellazione 1D, EERA (Idriss e Sun, 1992), per quella 2D, LSR 2D della Stacec srl (http://www.stacec.com/ ). Analisi 1D: il codice EERA. Il codice EERA elabora le analisi di calcolo in un semispazio che si riferisce ad un modello discreto a masse concentrate. In particolare, gli strati del deposito si schematizzano con una serie di masse concentrate in corrispondenza della superficie di separazione degli strati e collegati tra loro da molle e smorzatori viscosi. Il modello lineare visco-elastico fa riferimento al modello reologico di Kelvin-Voigt (molla e smorzatore viscoso in parallelo) nel quale si ipotizza che le onde di taglio si propagano con direzione verticale all’interno del deposito poggiante su bedrock. Nel modello lineare equivalente si ammette che il modulo di taglio G e il rapporto di smorzamento D siano funzione dell’ampiezza della deformazione di taglio γ. Nel programma di calcolo i moduli G e D si ottengono da iterazioni che sono funzione del livello di deformazione indotto in tutti gli strati; quindi non sono costanti ma variano fino a raggiungere un valore compatibile con il livello di deformazione indotto dal sisma. Il processo iterativo si interrompe nel momento in cui i valori di rigidezza e smorzamento calcolati sono compatibili con quelli indotti dalle deformazioni iniziali. In generale con otto iterazioni si ottiene una convergenza tra i valori calcolati e quelli iniziali. I risultati di un’analisi di amplificazione locale dipendono fortemente dall’uso che se ne intende fare. In particolare, se si sta effettuando una verifica dinamica della struttura, in campo non lineare, è necessario conoscere la funzione che rappresenta istante per istante il moto sismico presente al suolo, ossia la storia delle accelerazioni. Per esempio può essere utile l’accelerogramma in superficie, il suo spettro di Fourier o nel caso della progettazione i suoi spettri di risposta in accelerazione, velocità e/o spostamento in funzione di un valore prefissato di smorzamento critico. In generale da un’analisi di risposta sismica locale si ottengono: - lo spettro di risposta in accelerazione, velocità e spostamento; parametro base della progettazione strutturale; - la storia temporale delle accelerazioni in superficie; necessaria per una eventuale verifica dinamica di una struttura. Analisi 2D: il codice LSR 2D. Il software LSR 2D (Local Seismic Response 2D) consente di effettuare un’analisi di risposta sismica locale con modellazione bidimensionale mediante un approccio agli elementi finiti, nel dominio del tempo, in tensioni totali, utilizzando un modello di sottosuolo alla Kelvin-Voigt simile come codice di calcolo al più noto QUAD 4M. Ma fra gli aspetti positivi si distingue per una consistente rapidità nell’elaborazione della mesh di calcolo utile in situazioni geologiche complesse come quelle della sezione in esame. Utilizzando un’analisi bidimensionale lineare equivalente a masse concentrate, il modello del sottosuolo viene discretizzato in una mesh di elementi di forma triangolare o, preferibilmente, quadrangolare, consentendo una efficace modellazione della variazione geometrica del contatto fra la copertura e il bedrock. La generazione della mesh è una delle fasi più delicate dell’analisi, dipendendo da essa sia l’accuratezza della soluzione e sia l’onere computazionale. In generale si può affermare che tanto più la mesh è fitta tanto più la soluzione è accurata e tanto maggiori sono il tempo e la memoria richiesta dall’elaborazione. L’utilizzo di una mesh eccessivamente grossolana si traduce in un filtraggio delle componenti di alta frequenza poiché le piccole lunghezze d’onda non possono essere adeguatamente modellate da nodi troppo distanti tra loro. GNGTS 2015 S essione 2.2 203