In caso di sisma vi è un rischio di amplificazione dei suoi effetti su un fabbricato, questo rischio è conosciuto come “doppia risonanza” e si verifica quando il valore della frequenza fondamentale di risonanza del terreno di fondazione è simile a quella dell’edificio.
Gli effetti della doppia risonanza
Gli effetti per doppia risonanza terreno/struttura sono responsabili della maggior parte dei danni in caso di sisma. Ogni struttura ha una frequenza propria Fb di risonanza, occorre indagare se nel sottosuolo esistono amplificazioni per risonanza stratigrafica attorno a quella frequenza.
Per il calcolo della frequenza di risonanza dell’edificio si applicano delle formulazioni consolidate in letteratura tecnica e riportate sulla normativa nazionale ed europea. La frequenza con cui si manifesta la risonanza nel terreno è descritta dalla legge:
f=Vs/4H
Dove:
- H = Altezza dal piano fondale (o altezza fabbricato);
- Vs = Velocità delle onde di taglio.
EASY HVSR: Consente di ottenere risultati immediati nella stima di: frequenza di risonanza, profilo stratigrafico e velocita’ delle onde di taglio equivalente Vs,eq. Il tutto secondo le direttive suggerite dal progetto SESAME.
Stima del periodo di vibrazione T1 secondo l’EC 8
La stima del periodo del modo di vibrare principale nella direzione in esame (T1) viene fatta secondo i metodi riportati nell’appendice C dell’EC8 parte 1-2, per edifici con un’altezza fino ad 80 m, il valore del periodo T1 può essere approssimato mediante la seguente formula:
T1 = Ct(H)3/4 [C1]
dove:
- T1 = periodo fondamentale dell’edificio, espresso in secondi;
- Ct = coefficiente che varia in base alla tipologia del fabbricato
- 0.085 per telai spaziali di acciaio a nodi rigidi;
- 0.075 per telai spaziali di cemento armato a nodi rigidi e per controventi eccentrici;
- 0.050 per tutte le altre strutture;
- H = altezza dell’edificio
Stima del periodo di vibrazione T1 secondo le NTC2018
La stima del periodo del modo di vibrare principale nella direzione in esame (T1) viene fatta secondo i metodi riportati al paragrafo 7.3.3.2 NTC18 alle condizioni che questo non superi 2.5·TC o TD.
Per costruzioni civili o industriali che non superino i 40 m di altezza e la cui massa sia distribuita in modo approssimativamente uniforme lungo l’altezza, T1 (in secondi) può essere stimato, in assenza di calcoli più dettagliati, utilizzando la formula seguente:
T1=2√d [7.3.6]
dove d è lo spostamento laterale elastico del punto più alto dell’edificio, espresso in metri, dovuto alla combinazione di carichi [2.5.7] applicata nella direzione orizzontale.
Una volta determinato T1, è possibile ricavare la Frequenza di risonanza fabbricato Fb pari a 1/T1, espresso in Hz.
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Verifica doppia risonanza fabbricato/terreno
Se la differenza percentuale della frequenza di risonanza fabbricato/terreno risulta ≤ 50% si avranno effetti di amplificazione sismica per doppia risonanza. Nel caso in cui la differenza percentuale della frequenza di risonanza fabbricato/terreno sia >50% si possono ragionevolmente escludere effetti di amplificazione sismica locale per doppia risonanza.
L’applicazione DUAL ECHO è GRATUITA, consente di stimare il fenomeno della doppia risonanza fabbricato/terreno, responsabile della maggior parte dei danni in caso di sisma. La geoapp genera relazione di calcolo in formato *.docx, grafici e permette di salvare il lavoro e aprirlo in un secondo momento.