[Ingegneria] Test sismico a L'Aquila

[teo1986]

Ciao a tutti, ho visto questa sera al tg1 il filmato del test sismico che la protezione civile ha compiuto sugli edifici di nuova realizzazione a L'Aquila, mi è però venuto un forte dubbio sulla validità del test...
Credo infatti che nn sia la "potenza sprigionata" dal terremoto il dato discriminante ma che sia un fenomeno influenzato anche dalla frequenza di oscillazione... Nelle immagini del tg1 i palazzi venivano mossi molto lentamente, mentre a mio avviso durante un sisma la frequenza è molto più alta se nn ricordo male anche di circa 3Hz... La potenza sviluppata invece era dichiarata essere quella di un sisma più forte di quello che ha colpito Haiti qualche settimana fa..
Ho preso un abbaglio?

[stbarlet]

Oltre a quello che dici tu.. come fanno a creare tutti i tipi di onde sismiche?

[teo1986]

Giusto... Quindi è stato un bel test bufala giusto per fare un po' di notizia e fare vedere che le case stanno in piedi? Peccato, la protezione civile prima degli ultimi giorni era forse l'unico ente italiano che reputavo serio...

[stbarlet]

fai un salto in SPA


Comunque, io volevo solo aggiungere un dubbio, non so nella pratica come funzionino quei test.

[DarKilleR]

uhm da Ing. Civile specializzando in ing. strutturale provo a darvi una minima idea e spero di essere sufficientemente chiaro senza dover tirar giù teoria di dinamica delle strutture e/o grafici / formule...

Premesso che non ho visto alcuno di questi test effettuati...ma penso siano stati fatti con strumenti più o meno complessi a masse oscillanti che variano la loro azione con la velocità di rotazione delle masse...

Allora ogni struttura ha un modo proprio di vibrare, più le onde che arrivano alla fondazione, sono simili o multipli naturali di tali frequenze e possibilmente raggruppate in quel limitato range di frequenze, c'è il rischio che la struttura entri in battimento o risonanza, con i fenomeni disastrosi che tutti bene o male conoscete...se la durata prolungata del fenomeno esaurisce le risorse plastiche della struttura formando delle cerniere che fanno diventare labile la stessa si arriva al collasso.

Un terremoto all'ipocentro si può assumere che emette uno spettro completo di frequenze (che poi è lo spettro che si riesce ad rilevare con i sismografi posti sul badrock), poi il terreno attraversato dalle onde modifica molto fortemente le onde stesse e le loro frequenze, i terreni argillosi, sono dei filtri passa basso e spesso riescono a far passare ed amplificare le onde a bassa frequenza che generalmente sono proprie degli edifici...perciò può succedere che in una determinata zona (e nell'Abruzzo è successo in tantissimi casi) che a distanze di poche centinaia di metri edifici uguali identici, alcuni sono crollati ed altri non hanno avuto danni, proprio per l'eterogeneità del terreno di sedime che si è comportato diversamente, amplificando o smorzando alcune frequenze che sono state più o meno letali per tali edifici.

Nei test effettuati sugli edifici con generalmente masse rotanti in senzo opposto in coppie, applicano la vibrazione alla struttura, e viene misurata ed analizzata la risposta dell'edificio a tali sollecitazioni, la frequenza di azione viene man mano variata in modo da scandagliare tutto lo spettro ed individuare le frequenze critiche degli edifici...senza dover simulare un terremoto con potenze in gioco gigantesche.

Poi con calcoli più o meno complicati si riesce a risalire alla risposta dell'edificio a determinate sollecitazioni sismiche e da li capire come risponde al terremoto reale.

[DarKilleR]

ho visto un video su youtube del test e sinceramente non si vedono ne macchinari nei particolari ne altro, solo l'effetto...

credo che abbiano applicato una accellerazione max all'edificio simile a quella che si è avuta con il terremoto con un sistema di martinetti con i controcazzi...

Quindi non è stata fatta alcuna riproduzione del terremoto, ma "semplicemente" ed è comunque una buona cosa, visto come resiste l'edificio ad una spinta pari al proprio peso x l'accellerazione trasversale max trasmessa dal terreno durante il terremoto, ed analizzato come gli smorzatori erano capaci di sopportare uno spostamento assoluto di tale intensità.

Per simulare un terremoto "reale" l'unico metodo è con le piastre vibranti, e l'unica in grado di farlo in scala reale su case/ edifici non troppo grandi, sono in Giappone...
1 o 2 sono presenti anche in USA, ma comunque di dimensioni più piccole sufficiente per testare villette o poco più in scala reale...

Poi va bhè ci mettono i modellini...

In Italia la più grande è a Padova...in realtà c'era anche in progetto di realizzarla una al CNR a Pisa, ma poi il progetto è stato abbandonato per paura di ripercussioni sulla Torre Pendente...

Considerate che queste apparecchiature sono infernali, in laboratorio ne abbiamo 1 di 0.8X0.8 m che utilizziamo per tarare gli strumenti, nonostante è posta sopra ad un blocco di 1 m^3 di cls e smorzata a terra, le vibrazioni trasmesse anche se smorzate riescono a mettere in vibrazione l'edificio A di Ing, e 2 palazzi a fronte strada...

[teo1986]

Questo è un video del test:
http://www.youtube.com/watch?v=nBtlrkHvYxw
Come si vede la casa si muove pianissimo, da Architettura Tecnica 2 e Restauro architettonico ricordo che la frequenza caratteristica è circa pari a 11/n.piani (formula veramente riduttiva, chiedo scusa ma nel mio cdl corsi di dinamica delle strutture nn ne ho (faccio solo sdc e tdc...)), la casa nel video è sollecitata da un terremoto con frequenza di nemmeno 1Hz secondo me, assolutamente nn paragonabile alla frequenza caratteristica dell'edificio...
Quello che dici tu è che probabilmente quello nel video è stato solo un "esperimento" per stabilire quale sia la risposta dell'edificio ad un sisma partendo da uno simulato di entità minore?

[teo1986]

Originariamente inviato da DarKilleR

ho visto un video su youtube del test e sinceramente non si vedono ne macchinari nei particolari ne altro, solo l'effetto...

credo che abbiano applicato una accellerazione max all'edificio simile a quella che si è avuta con il terremoto con un sistema di martinetti con i controcazzi...

Quindi non è stata fatta alcuna riproduzione del terremoto, ma "semplicemente" ed è comunque una buona cosa, visto come resiste l'edificio ad una spinta pari al proprio peso x l'accellerazione trasversale max trasmessa dal terreno durante il terremoto, ed analizzato come gli smorzatori erano capaci di sopportare uno spostamento assoluto di tale intensità.

Per simulare un terremoto "reale" l'unico metodo è con le piastre vibranti, e l'unica in grado di farlo in scala reale su case/ edifici non troppo grandi, sono in Giappone...
1 o 2 sono presenti anche in USA, ma comunque di dimensioni più piccole sufficiente per testare villette o poco più in scala reale...

Poi va bhè ci mettono i modellini...

In Italia la più grande è a Padova...in realtà c'era anche in progetto di realizzarla una al CNR a Pisa, ma poi il progetto è stato abbandonato per paura di ripercussioni sulla Torre Pendente...

Considerate che queste apparecchiature sono infernali, in laboratorio ne abbiamo 1 di 0.8X0.8 m che utilizziamo per tarare gli strumenti, nonostante è posta sopra ad un blocco di 1 m^3 di cls e smorzata a terra, le vibrazioni trasmesse anche se smorzate riescono a mettere in vibrazione l'edificio A di Ing, e 2 palazzi a fronte strada...

Capito... diciamo come se il terremoto desse solo una singola accelerazione alle struttura, senza creare i fenomeni di risonanza di cui sopra...
Quando ho visto il test mi era sembrata proprio una bufala, magari supportata dal fatto che il tg l'aveva spacciata come test sismico super mega sborone e invece a me era parso proprio blando avendo provato sulla pella la forza di una sisma in Grecia qualche anno fa...

[DarKilleR]

Originariamente inviato da teo1986

Questo è un video del test:
http://www.youtube.com/watch?v=nBtlrkHvYxw
Come si vede la casa si muove pianissimo, da Architettura Tecnica 2 e Restauro architettonico ricordo che la frequenza caratteristica è circa pari a 11/n.piani (formula veramente riduttiva, chiedo scusa ma nel mio cdl corsi di dinamica delle strutture nn ne ho (faccio solo sdc e tdc...)), la casa nel video è sollecitata da un terremoto con frequenza di nemmeno 1Hz secondo me, assolutamente nn paragonabile alla frequenza caratteristica dell'edificio...
Quello che dici tu è che probabilmente quello nel video è stato solo un "esperimento" per stabilire quale sia la risposta dell'edificio ad un sisma partendo da uno simulato di entità minore?

abbiamo postato assieme, vedi se ti va bene la risposta sopra...googlando un po' non ho trovato info in più sul test effettuato...

ma credo sia una prova di accellerazione max...

Cmq il terremoto dell'Abruzzo non è stato più intenso di quello di Haiti, solo che ha avuto accellerazioni assolute mooolto elevate per essere stato un terremoto di solo 5.8°...
questo perchè l'ipocentro era molto superficiale, circa 10 Km e l'area dove tutta l'energia liberata si è riversata è stata relativamente piccola e circoscritta.

[teo1986]

Originariamente inviato da DarKilleR

abbiamo postato assieme, vedi se ti va bene la risposta sopra...googlando un po' non ho trovato info in più sul test effettuato...

ma credo sia una prova di accellerazione max...

Cmq il terremoto dell'Abruzzo non è stato più intenso di quello di Haiti, solo che ha avuto accellerazioni assolute mooolto elevate per essere stato un terremoto di solo 5.8°...
questo perchè l'ipocentro era molto superficiale, circa 10 Km e l'area dove tutta l'energia liberata si è riversata è stata relativamente piccola e circoscritta.

Capito, tutto chiaro...
Grazie mille, mi hai risparmiato di chiederlo al prof di tecnica delle costruzioni a lezione...

[DarKilleR]

a questo link c'è il video più completo e lungo che sono riuscito a trovare su internet: http://ilcentro.gelocal.it/multimedia/home/22977628

Come vedi si ha 1 sola oscillazione principale ("impulsiva" e credo sia stata utilizzata per simulare l'accellerazione max) poi gli smorsatori e piastra, una volta passata la sollecitazione tornano nella loro posizione iniziale (autoriposizionamento) in modo da essere pronti a rispondere ad una nuova scossa.

A vedere poi dai tipi di smorsatori, sono simili agli smorsatori in acciaio inox rivestiti in teflon che si utilizzano sulle spalle e pile dei ponti..ma con la possibilità di movimento a 360° nel piano..nei ponti invece sono generalmente posti per consentire movimento solo longitudinali.

[DarKilleR]

Originariamente inviato da teo1986

Capito tutto chiaro...
Grazie mille, mi hai risparmiato di chiederlo al prof di tecnica delle costruzioni a lezione...

Te chiedilo comunque che non si finisce mai di imparare ...

io ti ho semplicemente riportato quello che so seguendo il corso di "Costruzioni in zona sismica"...

[terremotoaq]

La stampa, e ancor di più la televisione, non riesce ad avere il rigore tecnico-scientifico necessario alla corretta descrizione degli eventi. In fondo, la divulgazione non consente di entrare nei dettagli che, invece, vengono rimandati alle riviste del settore.

Le prove svoltesi erano particolarmente complesse e delicate. Per la precisione potrebbero essere definite come prove dinamiche a forzante imposta. E' stato riprodotto dinamicamente il ciclo di massimo spostamento dell'edificio (isolato sismicamente alla base), che si avrebbe in occasione un "generico" terremoto la cui intensità (in termini di accelerogramma al suolo) fosse paragonabile (per la precisione maggiore) del terremoto che ha colpito L'Aquila il 6 aprile 2010.
La finalità della protezione sismica mediante isolamento alla base è proprio quella di rallentare il moto della struttura così da spostare la sua risposta verso gli alti periodi, ovvero là dove lo spettro delle accelerazioni abbatte drasticamente le sue ordinate. Quello che avete visto è stato proprio ciò che accadrebbe a quel tipo di edifici (isolati con periodo di 4 secondi) se arrivasse un terremoto particolarmente violento.
Per una volta niente trucchi e niente inganni ....veramente spettacolare ed unico. Apparecchiature di quel genere, in grado di muovere dinamicamente edifici veri, e con quegli spostamenti, non si sono mai viste da nessuna parte nel mondo.

[maxime]

Io non sono un ingegnere, ma ho fatto una dozzina di esami a Geologia e quello che mi è saltato all'occhio vedendo il filmato al TG è che è stato riprodotto un movimento ondulatorio che, a parità di intensità, provoca danni molto meno ingenti di un terremoto di tipo sussultorio, in cui il movimento del terreno avviene lungo la componente verticale..

[Johnn]

Sono assolutamente ignorante in materia, ma non è il contrario? Cioè gli edifici non sono fatti per reggere a stress verticali (sussultorio), ma sono molto più vulnerabili a quelli orizzontali (ondulatorio)?

[maxime]

Originariamente inviato da Johnn

Sono assolutamente ignorante in materia, ma non è il contrario? Cioè gli edifici non sono fatti per reggere a stress verticali (sussultorio), ma sono molto più vulnerabili a quelli orizzontali (ondulatorio)?

Hai ragione, sono andato a ribeccarmi il libro di geologia: normalmente per gli edifici le peggiori sono le ONDE S (onde secondarie) di ampiezza LONGITUDINALE..

Resta il fatto che il test non prendesse in considerazione il movimento verticale del terreno..

[DarKilleR]

si infatti è quello che ho detto sopra, simula l'accellerazione massima ed il conseguente spostamento massimo dell'edificio sotto azione sismica... che se non erro con il teremmoto del 6 Aprile è stata di 0.59g.

Comunque sono le interazioni orizzontali quelle che provocano i maggiori danni, grossolanamente per 2 motivi):

1) gli elementi strutturali principali e secondari sono fatti per resistere principalemente ad azioni verticali e non orizzontali, quindi le loro rigidezze e resistenze a seconda del piano di azione sono molto diverse.

2) a spostamento orizzontali, si vanno a sommare gli effetti delle forze verticali che possono andare ad aumentare la deformazione, perchè gli effetti del secondo ordine non diventano più trascurabili...
Classico esempio per chi ha fatto scienza delle costruzioni è quella del pilastro incastrato alla base e caricato di punta, una piccola deformazione può far creare un braccio alla forza verticale tale che il momento risultante porta al collasso la struttura.

P.S. comunque come avevo detto quel sistema di martinetti ed attuatori doveva essere veramente qualcosa di immenso, visto che hanno accellerato un edificio di tale stazza circa 40.000-50.000 tonnellate a circa 5 m/s^2