Abachi per studi di microzonazione sismica di livello 2

Nell'ambito degli Indirizzi e Criteri per la Microzonazione Sismica (DPC-CRPA, 2008) viene suggerito agli enti preposti di dotarsi di abachi per la caratterizzazione quantitativa dei fenomeni di amplificazione attesa nella zone "stabili suscettibili di amplificazione" per le quali un approccio semplificato possa avere significato (situazioni litostratigrafiche caratterizzate da alternanza di formazioni lungo superfici di discontinuità con buona approssimazione piane e orizzontali). In pratica si tratta di realizzare delle tabelle nelle quali ad un insieme di valori assunti da parametri considerati diagnostici e ad un particolare livello di pericolosità sismica siano associati univocamente valori attesi dell'amplificazione del moto sismico (FA ovvero "Fattore di Amplificazione") rispetto ad un terreno di riferimento.

La Regione Toscana, nell'ambito di due specifici Accordi di Collaborazione Scientifica stipulati con il Dipartimento di Scienze Fisiche, della Terra e dell'Ambiente dell' Università degli Studi di Siena ha provveduto alla realizzazione di uno studio scientifico finalizzato alla redazione di abachi regionali per la quantificazione dell'amplificazione sismica dovuta a fenomeni di tipo lito-stratigrafico, mediante procedure semplificate.

Con l’introduzione dei vigenti Standard per l'informatizzazione degli studi per la MS, il Dipartimento della Protezione civile ha reso obbligatorio il computo dei fattori di amplificazione FA0105, FA0408, FA0711, rendendo necessario, quindi, un aggiornamento degli abachi regionali toscani, elaborati nella loro prima versione dal DSFTA – UNISI nel dicembre 2013, ma per intervalli spettrali a lungo periodo differenti. È stato necessario, oltre che provvedere ad un’implementazione delle analisi per quanto concerne il fattore FA0105, definire ex-novo gli abachi relativi ai fattori a lungo periodo FA0408 e FA0711.

Procedura utilizzata per la stima dell’amplificazione morfologica di secondo livello

La revisione dello studio è stata l’occasione, inoltre, per condividere anche una procedura semplificata per la stima dell’amplificazione topografica, elaborata per la microzonazione sismica dei territori del Centro Italia interessati dall’importante sequenza sismica del 2016.

Come riportato nelle conclusioni del rapporto tecnico  (dove sono indicate le procedure semplificate di calcolo), tale valutazione dovrà essere dedicata alle aree con valori di FA pari a 1 (presenza di bedrock sismico affiorante o subaffiorante) o per quei contesti in cui le coperture sismiche abbiano un valore di FA limitato e confrontabile con l’omologo Ft (amplificazione morfologica/topografica), ovvero in cui l’amplificazione dovuta ad aspetti morfologici è non trascurabile rispetto all’amplificazione litostratigrafica.

Schema procedura abachi

Procedura utilizzata per la redazione degli abachi litostratigrafici di secondo livello

Obiettivo di questi abachi, come meglio descritto nella relazione dettagliata dell'attività (DSFTA Unisi - novembre 2019), è fornire indicazioni utili alla realizzazione di carte di microzonazione sismica (MZS) di livello 2 per le aree per le quali gli approcci di tipo semplificato abbiano senso.

La procedura ha avuto come scopo quello di valorizzare il grande patrimonio informativo messo a disposizione dalla Regione Toscana come esito della ventennale attività di indagine e caratterizzazione della risposta sismica locale (progetti VEL e DOCUP) ed allo stesso tempo fornire agli operatori presenti sul territorio uno strumento versatile e specificamente applicabile nelle diverse situazioni lito-stratigrafiche presenti nella Regione Toscana.

L'obiettivo fondamentale della procedura è quello di fornire stime statisticamente valide e ragionevolmente conservative del fattore di amplificazione atteso nelle diverse situazioni litostratigrafiche presenti nella Regione Toscana ed in particolare nelle aree a maggiore pericolosità sismica. Inoltre, queste stime devono poter essere fornite a partire da un numero ristretto di osservabili, relativamente agevoli da determinare sperimentalmente e comunque rappresentativi delle diverse possibili situazioni presenti. Il parametro utilizzato per la rappresentazione dei livelli amplificativi è il fattore di amplificazione FA (calcolato sugli spettri in pseudoaccelerazione) che, nell’aggiornamento attuale degli abachi secondo tre differenti intervalli di integrazione:

 Per una migliore definizione degli FA, si può fare riferimento alle Raccomandazioni regionali per la Valutazione dell'amplificazione sismica negli studi di microzonazione sismica di livello 3.

Gli abachi si differenziano sulla base dei seguenti fattori:

  1. Area geografica (il territorio regionale è stato distinto in 5 macroaree: Toscana appenninica, area di transizione, Toscana interna, Amiata e Toscana costiera);
  2. Tipologia dell'input sismico (in riferimento a differenti classi di accelerazione di picco media);
  3. Presenza di substrato sismico a profondità maggiore o minore a 30m (ad esclusione dell'area della costa per la quale non è stata effettuata tale distinzione, in virtù di risultati similari);
  4. Tipo di fattore di amplificazione (per ognuna delle differenziazioni esposte nei precedenti punti sono stati calcolati i tre fattori di amplificazione precedentemente illustrati).

I parametri geologici s.l. d'ingresso, per poter estrapolare il valore del fattore di amplificazione, sono due:

  • Il periodo fondamentale di vibrazione del sito (T0) o la corrispondente frequenza fondamentale (f0);
  • Il valore della velocità media delle Onde S nei primi 30 metri di sottosuolo (Vs30) o, se il basamento sismico si trova a meno di 30 metri dalla superficie, il valore della velocità media delle onde S fino al basamento sismico (Vsh).

Modalità di utilizzo degli abachi di secondo livello

Di seguito si illustrano le modalità di utilizzo degli abachi di secondo livello (che non è cambiata a seguito del recente aggiornamento), ponendo altresì attenzione sui limiti di applicabilità degli stessi. In primis, occorre sottolineare come gli abachi in oggetto possano essere utilizzati esclusivamente nell'ambito degli studi di microzonazione sismica di livello 2.

In particolare, è fatto assoluto divieto di utilizzo dei dati di output degli abachi di secondo livello in attività connesse alla determinazione dell'azione sismica a corredo della progettazione edilizia.

Al fine di agevolare le modalità di utilizzo degli abachi, di seguito sono illustrati gli step che il professionista incaricato della redazione dello studio di microzonazione sismica di livello 2 deve seguire:

  1. Determinazione della macroarea di appartenenza del comune
    Nella mappa di seguito riportata è possibile visualizzare le differenti macroaree in cui è stato suddiviso il territorio regionale; nel successivo capoverso, cliccando il nome della Macroarea sarà possibile scaricare gli abachi relativi;

Toscana appenninica

Provincia di Massa-Carrara: Aulla, Bagnone, Casola in Lunigiana, Comano, Filattiera, Fivizzano, Fosdinovo, Licciana Nardi, Mulazzo, Podenzana, Pontremoli, Tresana, Villafranca in Lunigiana, Zeri

Provincia di Lucca: Bagni di Lucca, Barga, Borgo a Mozzano, Camporgiano, Careggine, Castelnuovo di Garfagnana, Castiglione di Garfagnana, Coreglia Antelminelli, Fabbriche di Vergemoli, Fosciandora, Gallicano, Minucciano, Molazzana, Pescaglia, Piazza al Serchio, Pieve Fosciana, San Romano in Garfagnana, Sillano Giuncugnano, Stazzema, Vagli Sotto, Villa Basilica, Villa Collemandina

Provincia di Pistoia: Abetone Cutigliano, Marliana, Montale, Pistoia, Sambuca Pistoiese, San Marcello Piteglio

Provincia di Firenze: Barberino di Mugello, Borgo San Lorenzo, Dicomano, Firenzuola, Londa, Marradi, Palazzuolo sul Senio, Rufina, San Godenzo, Scarperia e San Piero, Vaglia, Vicchio
Provincia di Arezzo: Anghiari, Arezzo, Badia Tedalda, Bibbiena, Capolona, Caprese Michelangelo, Castel Focognano, Castel San Niccolò, Castiglion Fiorentino, Chitignano, Chiusi della Verna, Cortona, Montemignaio, Monterchi, Ortignano Raggiolo, Pieve Santo Stefano, Poppi, Pratovecchio Stia, Sansepolcro, Sestino, Subbiano, Talla

Provincia di Prato: Cantagallo, Montemurlo, Vaiano, Vernio

Amiata

Provincia di Siena: Abbadia San Salvatore, Piancastagnaio, Radicofani, San Casciano Dei Bagni
Provincia di Grosseto: Castell’Azzara, Santa Fiora

Toscana interna

Provincia di Lucca: Altopascio, Montecarlo, Porcari

Provincia di Pistoia: Chiesina Uzzanese, Lamporecchio, Larciano, Monsummano Terme, Ponte Buggianese, Quarrata

Provincia di Firenze: Bagno a Ripoli, Barberino Tavarnelle, Campi Bisenzio, Capraia e Limite, Castelfiorentino, Cerreto Guidi, Certaldo, Empoli, Figline e Incisa Valdarno, Firenze, Fucecchio, Gambassi Terme, Greve in Chianti, Impruneta, Lastra a Signa, Montaione, Montelupo Fiorentino, Montespertoli, Rignano sull’Arno, San Casciano in Val di Pesa, Scandicci, Signa, Vinci

Provincia di Livorno: Collesalvetti

Provincia di Pisa: Bientina, Buti, Calci, Calcinaia, Capannoli, Casciana Terme Lari, Cascina, Castelfranco di Sotto, Castellina Marittima, Castelnuovo di Val di Cecina, Chianni, Crespina Lorenzana, Fauglia, Guardistallo, Lajatico, Montecatini Val di Cecina, Montescudaio, Montopoli in Val d’Arno, Orciano Pisano, Palaia, Peccioli, Pomarance, Ponsacco, Pontedera, Riparbella, San Miniato, Santa Croce sull’Arno, Santa Luce, Santa Maria a Monte, Terricciola, Vicopisano, Volterra

Provincia di Arezzo: Bucine, Cavriglia, Laterina Pergine Valdarno, Lucignano, Montevarchi, San Giovanni Valdarno, Terranuova Bracciolini

Provincia di Siena: Asciano, Buonconvento, Casole d'elsa, Castellina in Chianti, Castelnuovo Berardenga, Castiglione d’Orcia, Cetona, Chianciano Terme, Chiusdino, Chiusi, Colle di Val d'elsa, Gaiole in Chianti, Montalcino, Montepulciano, Monteriggioni, Monteroni d’Arbia, Monticiano, Murlo, Pienza, Poggibonsi, Radda in Chianti, Radicondoli, Rapolano Terme, San Gimignano, San Quirico d'Orcia, Sarteano, Siena, Sinalunga, Sovicille, Torrita di Siena, Trequanda

Provincia di Grosseto: Arcidosso, Campagnatico, Castel del Piano, Cinigiano, Civitella Paganico, Monterotondo Marittimo, Montieri, Pitigliano, Roccalbegna, Roccastrada, Seggiano, Semproniano, Sorano

Provincia di Prato: Carmignano, Poggio a Caiano

Toscana costiera

Provincia di Lucca: Viareggio

Provincia di Livorno: Bibbona, Campiglia Marittima, Campo nell'Elba, Capoliveri, Capraia Isola, Castagneto Carducci, Cecina, Livorno, Marciana, Marciana Marina, Piombino, Porto Azzurro, Portoferraio, Rio, Rosignano Marittimo, San Vincenzo, Sassetta, Suvereto

Provincia di Pisa: Casale Marittimo, Monteverdi Marittimo, Pisa, San Giuliano Terme, Vecchiano

Provincia di Grosseto: Capalbio, Castiglione della Pescaia, Follonica, Gavorrano, Grosseto, Isola del Giglio, Magliano in Toscana, Manciano, Massa Marittima, Monte Argentario, Orbetello, Scansano, Scarlino

Area di transizione

Provincia di Massa-Carrara: Carrara, Massa, Montignoso

Provincia di Lucca: Camaiore, Capannori, Forte dei Marmi, Lucca, Massarosa, Pietrasanta, Seravezza

Provincia di Pistoia: Agliana, Buggiano, Massa e Cozzile, Montecatini Terme, Pescia, Pieve a Nievole, Serravalle Pistoiese, Uzzano

Provincia di Firenze: Calenzano, Fiesole, Pelago, Pontassieve, Reggello, Sesto Fiorentino

Provincia di Arezzo: Castelfranco Piandiscò, Castiglion Fibocchi, Civitella in Val di Chiana, Foiano della Chiana, Loro Ciuffenna, Marciano della Chiana, Monte San Savino

Provincia di Prato: Prato

  1. Stima del valore di accelerazione di base

Definita la macroarea, stimare (ad eccezione delle macroaree Amiata e Toscana costiera) il valore di accelerazione di base per un tempo di ritorno di 475anni (ag475anni) del centro abitato oggetto di analisi di secondo livello. Si faccia riferimento alla Mappa di Pericolosità sismica (INGV, 2004) riportata nell' Allegato B delle NTC2008. I valori di soglia sono 0.15g per le macroaree della Toscana appenninica e dell'area di transizione e 0.125g per la Toscana interna. Tale operazione permetterà di ricondursi alla tipologia di abachi più idonei al contesto macrosismico dell'area d'indagine

  1. Verifica di idoneità

Individuato il sito di misura, verificare l'idoneità dello stesso all'applicazione degli abachi litostratigrafici di secondo livello. La procedura di verifica d'idoneità è attualmente in fase di predisposizione a cura del DPC e di alcune Regioni e, non appena possibile, sarà resa disponibile su questa pagina dall'Ufficio regionale preposto

  1. Stima della profondità del substrato

Sulla base dei dati di sottosuolo a disposizione per ogni sito di cui è necessaria la stima del valore di FA, determinare se la profondità del substrato sismico è minore o superiore a 30m. Tale informazione è essenziale per la scelta dell'abaco più idoneo al contesto sismostratigrafico della verticale di analisi. Per la macroarea della Toscana costiera esiste un unico abaco a prescindere dalla profondità del substrato sismico

  1. Determinazione dei valori di FA

A questo punto, avendo a disposizione, per la verticale oggetto di analisi, il dato sulla frequenza fondamentale ed il valore di Vs30 o Vsh, si può agevolmente pervenire alla determinazione dei valori di FA (per ognuno degli intervalli d’interesse).

Qualora non sia disponibile un valore di frequenza fondamentale per assenza o non idonea qualità delle indagini geofisiche, al fine di stimare i valori dei fattori di amplificazione deve essere realizzata un'apposita analisi di Risposta Sismica Locale (RSL) o, in alternativa, utilizzare il valore riportato negli abachi in corrispondenza della colonna "75° perc." (FA che scaturisce dal 75° percentile di tutte le analisi effettuate per quel determinato range di Vs30 o Vsh).

Invece, se a seguito della realizzazione di appropriate campagne di misura non sia disponibile un valore di frequenza fondamentale del sito e nell’impossibilità di realizzazione di un'apposita analisi di Risposta Sismica Locale (RSL), sarà necessario che la scelta dei valori di FA sia guidata dall’interpretazione geologica s.l. del sito. Ad esempio, se l’assenza di picco è dovuta alla presenza di bedrock sismico affiorante o subaffiorante, si ritiene corretta l’attribuzione d’ufficio di fattori pari a 1.

Invece, se la mancanza di frequenza fondamentale del sito è imputabile ad assenza di contrasti sismici significativi all’interno delle coperture (eventualità  di contrasti più profondi delle capacità di penetrazione delle indagini geofisiche), si ritiene opportuno riferirsi a bassi valori di frequenza (prime due colonne degli abachi) ed ai conseguenti fattori. 

  1. Estensione areale

Definiti puntualmente i fattori di amplificazione, l'estensione areale dovrà tener conto del modello geologico s.l. desunto dallo studio di MS di livello 1, opportunamente integrato nell'ambito di questa fase.

Il tecnico incaricato dello studio di MS2 può decidere di non utilizzare i risultati degli abachi regionali realizzando, in alternativa e nelle medesime verticali di output individuate, specifiche analisi di Risposta Sismica Locale (RSL) in assetto monodimensionale, finalizzate alla determinazione dei medesimi fattori definiti come output dei presenti abachi.

Viene lasciata, comunque, la possibilità di effettuare il download dei precedenti abachi (versione 2013), cliccando sotto

VERSIONE PRECEDENTE ABACHI (2013)

per informazioni rivolgersi a:

Vittorio D'Intinosante tel: 055 4387190 - mail: vittorio.dintinosante@regione.toscana.it
Massimo Baglione tel: 0554387104 - mail: massimo.baglione@regione.toscana.it
Pierangelo Fabbroni tel: 0554387106 - mail: pierangelo.fabbroni@regione.toscana.it


(aggiornamento: aprile 2020)

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Aggiornato al:
28.04.2020
Article ID:
12554052

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