applicazioni di risposta sismica locale mediante codici agli elementi

Applicazioni di risposta sismica localemediante codici agli elementi spettrali

Università degli Studi del SannioFacoltà di Ingegneria

ReLUIS - Rete Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica

Gruppo di lavoro RS2

Il caso studio di L’Aquila

Geoelse 2D lineare vs QUAD4M 2D lineare-EERA-NERA

Geoelse 2D non lineare vs QUAD4M 2D non lineare-EERA-NERA

Confronti preliminari di codici numerici su modello semplice

Input: accelerogramma (sturno)

ok

?

S

Tipologie di analisiTipologie di analisi

-- EERA EERA analisi 1D viscoanalisi 1D visco--elastiche lineari equivalenti nel elastiche lineari equivalenti nel dominio delle frequenze;dominio delle frequenze;-- NERA NERA analisi 1D non lineari isteretiche nel dominio del analisi 1D non lineari isteretiche nel dominio del tempo;tempo;-- QUAD4M QUAD4M analisi 2D viscoanalisi 2D visco--elastiche lineari equivalenti nel elastiche lineari equivalenti nel dominio del tempo;dominio del tempo;-- GEOELSE GEOELSE analisi 2D elastiche non lineari, con analisi 2D elastiche non lineari, con aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del tempo.tempo.

Superfici assorbenti

MODELLO 2D 1D

010

30

50

200

0

Layer 1: Vs=250m/sLayer 2: Vs=500m/s

Layer 3: Vs=750m/s

SS

Bed-rock: Vs=1000m/s

Layer 1: Vs=250m/sLayer 2: Vs=500m/s

Layer 3: Vs=750m/s

Superfici assorbenti

25001250

S

MODELLO 2D 1D

010

30

50

200

0

Bed-rock: Vs=1000m/s

Layer 1 Layer 2

-0.30

-0.20

-0.10

0.00

0.10

0.20

0.30

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00

acce

lera

zioni

oriz

zont

ali [g

]

time [s]

Input introdotto al bedrock inside: accelerazioni vs tempo

Sturno 1980 (comp. NS)PGA=0.269g; Durata= 18s;Arias Intensity= 0.946m/sec; Acceleration Spectrum Intensity (ASI)= 0.238g*sec;Velocity Spectrum Intensity (VSI)= 131.113cm; Housner Intensity= 129.998cm.

Input per i codici:EERANERAQUAD4

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 14.00 16.00 18.00

spos

tam

enti

oriz

zont

ali [

m]

time [s]

Input introdotto al bedrock inside: spostamenti vs tempo

Sturno 1980 (comp. NS)

Input per il codice:

GeoELSE

Confronto software in Confronto software in campo linearecampo lineare ::

EERAEERANERANERA

QUAD4MQUAD4MGEOELSEGEOELSE

FFT accelerogramma in input al bedrock inside

Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside

Modellazione lineare

Confronto degli accelerogrammi calcolati in superficie

-6

-4

-2

0

2

4

6

0 2 4 6 8 10

accelerazioni [m/s

2]

Time [s]EERA lineare QUAD4-M lineare GeoELSE lineare NERA lineare

Modellazione lineare

ConfrontoFFT accelerogrammi in superficie

Modellazione lineare

Confrontoaccelerazioni massime lungo la verticale

Modellazione lineare

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Profondità [m]

accelerazioni massime [g]

quad4m geoelse eera nera

Confrontoaccelerazioni massime lungo la verticale

Modellazione lineare

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

Prof

ondi

tà [m

]

accelerazioni massime [g]

quad4m geoelse eera nera

Confronto software in Confronto software in campo non linearecampo non lineare ::

EERAEERANERANERA

QUAD4MQUAD4MGEOELSEGEOELSE

Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside

Modellazione non lineare

Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside

Modellazione non lineare

25001250

Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse

010

30

50

200

0

Modellazione non lineare

25001250

010

30

50

200

0

Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse

Modellazione non lineare

25001250

010

30

50

200

0

Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse

Modellazione non lineare

25001250

010

30

50

200

0

Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse

Modellazione non lineare

25001250

010

30

50

200

0

Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse

Modellazione non lineare

25001250

010

30

50

200

0

Risultati dell’analisi eseguita con il codice GeoElse

Modellazione non lineare

Osservazione delle Time-Histories

Acc

eler

azio

ni [m

/s2 ]

Tempo [s]

Modellazione

non lineare

Confronto degli accelerogrammi calcolati in superficie

Modellazione non lineare

ConfrontoFFT accelerogrammi in superficie

Modellazione non lineare

Osservazione delle Time-Histories

Acc

eler

azio

ni [m

/s2 ]

Tempo [s]

Modellazione

non lineare

Confrontoaccelerazioni massime lungo la verticale

Modellazione non lineare

0.0

50.0

100.0

150.0

200.0

250.0

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200

Profondità [m]

accelerazioni massime [g]

quad4m geoelse eera nera

Confrontoaccelerazioni massime lungo la verticale

Modellazione non lineare

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

40.0

45.0

50.0

0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200

Profondità [m]

accelerazioni massime [g]

quad4m geoelse eera nera

Confrontodeformazioni massime lungo la verticale

Modellazione non lineare

Confrontodeformazioni massime lungo la verticale

Modellazione non lineare

Layer 1: Vs=250m/s Layer 2:

Vs=500m/s

Layer 3: Vs=750m/s

Bed-rock: Vs=1000m/s

γ [%]

τ[k

Pa]

γ [%]

γ [%]γ [%]

τ[k

Pa]

τ[k

Pa]

τ[k

Pa]

EERA

Curve τ-γ

Bed-rock: Vs=1000m/s

Layer 1: Vs=250m/s Layer 2:

Vs=500m/s

Layer 3: Vs=750m/s

Bed-rock: Vs=1000m/s

γ [%]

τ[k

Pa]

γ [%]

γ [%]γ [%]

τ[k

Pa]

τ[k

Pa]

τ[k

Pa]

NERA

Curve τ-γ

Bed-rock: Vs=1000m/s

Layer 1: Vs=250m/s Layer 2:

Vs=500m/s

Layer 3: Vs=750m/s

Bed-rock: Vs=1000m/s

γ [%]

τ[P

a]

γ [%]

γ [%]γ [%]

τ[P

a]

τ[P

a]

τ[P

a]GEOELSE

Curve τ-γ

Bed-rock: Vs=1000m/s

Comportamento tensio-deformativo in Geoelse

τ/τ m

ax

γ[%]

1)Non si tratta di comportamento isteretico;2)Lo smorzamento non viene calcolato come in altri approcci non lineari (ad es. NERA) ma aggiunto “esternamente” ad ogni step temporali in funzione di γ3)All’inversione del carico il modulo di rigidezza non viene aggiornato ripartendo da Go (come nei modelli isteretici tradizionali) ma dal valore di rigidezza dello step precedente (G<<Go)

Geoelse 2D lineare vs QUAD4M 2D lineare-EERA-NERA

Geoelse 2D non lineare vs QUAD4M 2D non lineare-EERA-NERA

Confronti preliminari di codici numerici su modello semplice

Input: accelerogramma (sinedwell)

ok

?

S

Tipologie di analisiTipologie di analisi

-- EERA EERA analisi 1D viscoanalisi 1D visco--elastiche lineari equivalenti nel elastiche lineari equivalenti nel dominio delle frequenze;dominio delle frequenze;-- GEOELSE GEOELSE analisi 2D elastiche non lineari, con analisi 2D elastiche non lineari, con aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del tempo.tempo.

Input introdotto al bedrock inside: accelerazioni vs tempo

Segnale generato usando due frequenze:5.00Hz8.00Hz

PGA=0.886g; Durata= 2.50s

Input per i codice:

EERA

Input introdotto al bedrock inside: spostamenti vs tempo

SINEDWELL 5Hz e 8Hz

Input per il codice:

GeoELSE

Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside

Modellazione lineare

Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside

Modellazione lineare

Confronto degli accelerogrammi calcolati in superficie

Modellazione lineare

ConfrontoFFT accelerogrammi in superficie

Modellazione lineare

Confrontoaccelerazioni massime lungo la verticale

Modellazione lineare

Confrontoaccelerazioni massime lungo la verticale

Modellazione lineare

Confronto software in Confronto software in non campo linearenon campo lineare ::

NERANERAGEOELSEGEOELSE

Tipologie di analisiTipologie di analisi

-- NERA NERA analisi 1D non lineari isteretiche nel dominio del analisi 1D non lineari isteretiche nel dominio del tempo;tempo;-- GEOELSE GEOELSE analisi 2D elastiche non lineari, con analisi 2D elastiche non lineari, con aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del aggiornamento istantaneo dello smorzamento, nel dominio del tempo.tempo.

Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside

Modellazione non lineare

Confronto degli accelerogrammi in input al bedrock inside

Modellazione non lineare

Confronto degli accelerogrammi calcolati in superficie

Modellazione non lineare

ConfrontoFFT accelerogrammi in superficie

Modellazione non lineare

Confrontoaccelerazioni massime lungo la verticale

Modellazione non lineare

Confrontodeformazioni massime lungo la verticale

Modellazione non lineare

Comportamento tensio-deformativo in Geoelse

Comportamento tensio-deformativo in Geoelse

Comportamento tensio-deformativo in Geoelse