Accelerogrammi di riferimento per la progettazione

La determinazione dell'azione sismica di progetto può essere effettuata mediante analisi di risposta sismica locale, permettendo di definire una realistica risposta sismica stratigrafica, in alternativa all'approccio semplificato, basato sulla definizione delle categorie di sottosuolo.

Questo approccio analitico è ritenuto la via ufficiale delle Norme tecniche per le costruzioni, di seguito NTC2018.

La realizzazione di analisi di risposta sismica locale prevede la definizione di un input sismico, costituito, oltre che dalla caratterizzazione geometrica e sismostratigrafica dei terreni oggetto d'indagine, anche da un input sismico (selezione di un gruppo di accelerogrammi).

Indicazioni sull'impiego di accelerogrammi sono fornite nelle NTC2018. Per l'analisi dinamica delle strutture e terreni è consentito l'utilizzo di diversi tipi di accelerogrammi: artificiali, sintetici e registrati. Tuttavia, non è permesso l'uso di accelerogrammi artificiali nelle analisi dinamiche di opere e sistemi geotecnici, tra cui ricadono le analisi di risposta sismica locale. Per questi motivi, l'esecuzione di analisi di risposta sismica locale è usualmente basata su accelerogrammi naturali.

Per quanto riguarda gli accelerogrammi naturali, le NTC2018 ammettono il loro utilizzo a condizione che la loro scelta sia rappresentativa della sismicità del sito e sia adeguatamente giustificata in base alle caratteristiche sismogenetiche della sorgente, alle condizioni del sito di registrazione, alla magnitudo, alla distanza dalla sorgente e alla massima accelerazione orizzontale attesa al sito. Gli accelerogrammi naturali devono poi essere scalati in modo da approssimare gli spettri di risposta nel campo di periodi di interesse per il problema in esame.

Queste prescrizioni rappresentano la prassi corrente per la selezione degli accelerogrammi naturali, nella quale il gruppo di accelerogrammi deve essere selezionato in modo da riflettere la magnitudo, distanza e altri parametri che dominano la pericolosità sismica al sito. Tuttavia, alcuni studi hanno dimostrato che, in alcune condizioni, rispettare magnitudo e distanza del terremoto di scenario (ottenuti dalla disaggregazione nel caso di analisi probabilistica) può non essere soddisfacente per una corretta stima della risposta strutturale (Iervolino e Cornell 2005). Pertanto, la Circolare NTC 2019 precisa che è "possibile, in alternativa, utilizzare le condizioni di compatibilità spettrale media definite per i segnali artificiali anche per quelli naturali, avendo cura in ogni caso di rispettare le condizioni geologiche di sito e di scegliere accelerogrammi il cui spettro è, per quanto possibile, generalmente simile a quello di riferimento. Se ciò richiede che gli accelerogrammi siano scalati linearmente in ampiezza è opportuno limitare il fattore di scala nel caso di segnali provenienti da eventi di piccola magnitudo".

Lo scopo del presente studio è la definizione dell'input sismico necessario all'esecuzione delle analisi di risposta sismica locale (a supporto delle attività di pianificazione e progettazione) nei Comuni della Toscana. Il prodotto finale è rappresentato dal programma SCALCONA-3.0, che consente di ottenere un set di 7 input sismici naturali registrati su roccia e soddisfacenti al requisito della spettrocompatibilità con lo spettro di risposta di normativa (NTC2018) per un qualsiasi sito ricadente all'interno del territorio toscano, per i periodi di ritorno di 50 anni, 75 anni, 101 anni, 201 anni,  475 anni, 712 anni,  949 anni, 1462 anni, 1950 anni e 2475 anni.

L'utilizzo del software SCALCONA-3.0 non vuole sostituirsi all'utilizzo di altri programmi e/o metodologie per l'estrazione di input sismici naturali, caratterizzati da un maggior coinvolgimento dell'utente nelle procedure di selezione, ma rappresenta una modalità facile e veloce per l'estrazione di accelerogrammi spettrocompatibili e sismocompatibili caratterizzati da buoni indicatori di qualità (si cita ad esempio l'attenzione alla limitazione dell'entità del fattore di scala di ogni accelerogramma) e garantiti dal fatto di essere il prodotto finale di una accurata e pluriennale ricerca scientifica.

Di seguito è possibile scaricare il software SCALCONA-3.0 in formato .rar (http://www.winrar.it). All'interno del file compresso è riportata anche la relazione scientifica (DICAr Pavia-dicembre 2015), che riporta anche le modalità di installazione e di utilizzo. In sintesi, il programma ha un utilizzo molto semplice: decompresso il file scalcona_3-0.rar in una cartella a piacere ed avviato il programma, compare una finestra di dialogo che permette di inserire le informazioni necessarie (periodo di ritorno e sito di interesse). Indicare come primo step il periodo di ritorno (sono ammessi solo i periodi di ritorno indicati precedentemente) e successivamente la localizzazione del sito (il nome del comune per ottenere il dato sulla sede comunale oppure le coordinate del sito di interesse in coordinate sessadecimali, inserendo prima la longitudine e successivamente la latitudine). Sono ammessi solo i siti situati all'interno della Regione Toscana.

SCALCONA 3.0

Si precisa che l'utilizzo degli accelerogrammi forniti rientra nella piena responsabilità degli utenti. Pertanto, l'Ufficio competente della Regione Toscana ed il Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura dell'Università degli Studi di Pavia si riterranno non responsabili dall'uso improprio o incorretto dei suddetti dati.

Per informazioni rivolgersi a Vittorio D'Intinosante tel: 0554387190 - mail: vittorio.dintinosante@regione.toscana.it - (Aggiornamento: giugno 2020)