La valutazione delle caratteristiche del moto del terreno in superficie a seguito di un terremoto è di fondamentale importanza per la progettazione di strutture in grado di resistere alle azioni sismiche. Come è noto, in assenza di manufatti, tali caratteristiche possono essere attribuite a tre meccanismi fondamentali: meccanismo di sorgente, propagazione delle onde dalla sorgente al sito e risposta sismica locale.
In modo particolare, quest’ultima è responsabile delle modifiche in ampiezza, durata e contenuto in frequenze, che un moto sismico relativo ad una formazione rocciosa di base (terremoto di riferimento), subisce attraversando gli strati dal bedrock fino alla superficie [Lanzo G. et al.,1999].
Il fenomeno della risposta sismica locale è stato oggetto di numerosi studi negli ultimi trent’anni, basati sull’analisi delle registrazioni di eventi sismici e su modellazioni di carattere numerico, a tal punto da essere introdotto nei moderni codici normativi.
Lo stesso testo NTC2018 (Cap. 3.2.2) propone, come via ufficiale, un approccio numerico (monodimensionale o bidimensionale a seconda dei casi) per la valutazione della reale risposta sismica stratigrafica del deposito di terreno alla scala della singola opera o del singolo sistema geotecnico.
L’analisi numerica per la valutazione della risposta sismica locale, oltre ad essere più accurata rispetto all’approccio semplificato descritto dalle NTC2018 (categorie di sottosuolo), consente di identificare l’amplificazione stratigrafica nel caso specifico individuando intervalli di periodo più limitati rispetto a quelli di normativa e di conseguenza ottenere dimensionamento strutturale più economico.
Il software LSR 2d (Local Seismic Response 2d) consente di effettuare una modellazione bidimensionale di tale problematica mediante un approccio agli elementi finiti, nel dominio del tempo, in tensioni totali, utilizzando un modello di sottosuolo alla Kelvin-Voigt.
Dotato di un’interfaccia utente particolarmente intuitiva, il programma consente:
L'affidabilità dei risultati del software LSR 2D è stata accertata mediante diversi confronti parametrici con codici di calcolo ben noti alla comunità scientifica (QUAD4M, SHAKE 91)
Di seguito si riportano dei confronti con QUAD4M sugli spettri di risposta in accelerazione, sui valori massimi dell'accelerazione con la profondità e sui valori massimi stato tensionale.
LSR 2D vs QUAD4M - Spettri di risposta in accelerazione orizzontale
LSR 2D vs QUAD4M - Valori massimi dell'accelerazione orizzontale con la profondità
LSR 2D vs QUAD4M - Valori massimi della tensione tangenziale con la profondità
Il solutore agli elementi finiti di LSR 2D consente di eseguire analisi multithreading in modo da sfruttare la capacità dei moderni calcolatori, riducendo notevolmente i tempi di calcolo nel caso di modelli con un numero di elementi finiti elevato.
LSR2D è il software utilizzato per la microzonazione di 3° livello di alcune aree pilota dell'Aquilano
All’interno di uno studio di microzonazione sismica di 3° livello nell’area di L’Aquila, condotto dal Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile - Architettura e Ambientale dell’Università dell’Aquila, dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia e dal Dipartimento di Scienze Geologiche dell’Università di Roma Tre, il softwareLSR2D della Stacec è stato il software utilizzato per il confronto con l’analisi 1D effettuata con il codice EERA.
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Chi utilizza LSR 2D:
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