Caratterizzazione sismica del territorio

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Campagna di indagine
Il piano di indagine e in particolare il posizionamento dei punti di prova, è stato definito individuando una maglia pseudo-regolare di copertura territoriale corrispondente a celle di 2,5 km² di lato per un totale di 72 punti sui 180 km² del Comune. Il posizionamento definitivo è stato condotto individuando aree verdi di proprietà comunale aventi caratteristiche idonee al posizionamento delle attrezzature.
Preliminarmente alla definizione del programma di indagine definitivo è stato analizzato il patrimonio informativo disponibile presso il Comune di Milano. Sono in particolare state analizzate le pratiche edilizie riguardanti interventi di nuova edificazione o riguardanti nuove strutture in cemento armato realizzate successivamente all’entrata in vigore delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC2008) le quali richiedono la classificazione simica del terreno di fondazione e di conseguenza l’acquisizione dei dati necessari per la sua determinazione.
Nel corso dell’indagine sono state impiegate differenti metodologie di acquisizione del segnale sismico finalizzate alla migliore definizione del modello sismostratigrafico nel punto d’indagine. L’analisi congiunta dei risultati ha consentito la determinazione del modello in termini di velocità Vs, la definizione del parametro Vs30 e l’individuazione della profondità del susbstrato con Vs>800 m/s.
Le schede relative ai singoli siti di prova contenenti gli elementi di identificazione, ubicazione e i risultati delle indagini effettuate sono riportate nel documento “Risultati prove in sito”. I risultati sono inoltre rappresentati nell’ elaborato Carta delle Vs30.

Analisi dei fattori di amplificazione
Gli effetti di sito o di amplificazione sismica locale interessano tutti i terreni che mostrano un comportamento stabile nei confronti delle sollecitazioni sismiche attese; tali effetti sono rappresentati dall’insieme delle modifiche in ampiezza, durata e contenuto in frequenza che un moto sismico (terremoto di riferimento), relativo ad una formazione rocciosa di base (bedrock), può subire, durante l’attraversamento degli strati di terreno sovrastanti il bedrock, a causa dell’interazione delle onde sismiche con le particolari condizioni locali.
Gli effetti di amplificazione litologica si verificano quando le condizioni locali sono rappresentate da morfologie sepolte (bacini sedimentari, chiusure laterali, corpi lenticolari, eteropie ed interdigitazioni, gradini di faglia ecc.) e da particolari profili stratigrafici costituiti da litologie con determinate proprietà meccaniche; tali condizioni possono generare esaltazione locale delle azioni sismiche trasmesse dal terreno, fenomeni di risonanza fra onda sismica incidente e modi di vibrare del terreno e fenomeni di doppia risonanza fra periodo fondamentale del moto sismico incidente e modi di vibrare del terreno e della sovrastruttura.
Per quanto attiene in particolare al 2^ livello di approfondimento previsto per il territorio di Milano, viene prevista la caratterizzazione semi-quantitativa degli effetti di amplificazione attesi negli scenari perimetrati nella carta di pericolosità sismica locale, allo scopo di fornire la stima della risposta sismica dei terreni in termini di valore di Fattore di Amplificazione (Fa).
L’applicazione del 2^ livello consente l’individuazione delle aree in cui la normativa nazionale risulta insufficiente a salvaguardare dagli effetti di amplificazione sismica locale (Fa calcolato superiore a Fa di soglia comunali forniti dal Politecnico di Milano).
Le aree a pericolosità sismica locale individuate sono riportate nella carta di fattibilità con appositi retini “trasparenti”, distinguendo quelle con Fa maggiore al valore soglia comunale da quelle con Fa minore.
Tale sovrapposizione non comporta quindi un automatico cambio di classe di fattibilità ma fornisce indicazioni su dove poter utilizzare, in fase di progettazione, lo spettro di risposta elastico previsto dalle NTC 2018, oppure dove sia necessario realizzare preventivamente gli studi di 3^ livello, fermo restando la possibilità di utilizzare i parametri di progetto previsti dalla normativa nazionale per la categoria di suolo superiore.
Il valore di Fa è stato calcolato per gli intervalli di periodo compresi tra 0,1-0,5 s e tra 0,5-1,5 s: i due intervalli di periodo nei quali viene calcolato il valore di Fa sono stati scelti in funzione del periodo proprio delle tipologie edilizie presenti più frequentemente nel territorio regionale; in particolare l’intervallo tra 0,1-0,5 s si riferisce a strutture relativamente basse, regolari e piuttosto rigide, mentre l’intervallo tra 0,5-1,5 s si riferisce a strutture più alte e più flessibili.
La valutazione del grado di protezione viene effettuata in termini di contenuti energetici, confrontando il valore di Fa ottenuto dalle schede di valutazione con un parametro di analogo significato calcolato per ciascun comune e per le diverse categorie di suolo soggette ad amplificazioni litologiche (B, C, D ed E) e per i due intervalli di periodo 0,1-0,5 s e 0,5-1,5 s.
Il parametro calcolato per ciascun Comune della Regione Lombardia è riportato nella banca dati in formato .xls (soglie_lomb.xls) e rappresenta il valore di soglia oltre il quale lo spettro proposto dalla normativa risulta insufficiente a tenere in considerazione la reale amplificazione presente nel sito.
La procedura prevede pertanto di valutare il valore di Fa con le schede di valutazione e di confrontarlo con il corrispondente valore di soglia, considerando una variabilità di + 0.1 che tiene in conto la variabilità del valore di Fa ottenuto.
Si possono presentare quindi due situazioni:

• il valore di Fa è inferiore al valore di soglia corrispondente: la normativa è da considerarsi sufficiente a tenere in considerazione anche i possibili effetti di amplificazione litologica del sito e quindi si applica lo spettro previsto dalla normativa;
• il valore di Fa è superiore al valore di soglia corrispondente: la normativa è insufficiente a tenere in considerazione i possibili effetti di amplificazione litologica e quindi è necessario, in fase di progettazione edilizia, o effettuare analisi più approfondite (3° livello) o utilizzare lo spettro di norma caratteristico della categoria di suolo superiore, con il seguente schema:
  • anziché lo spettro della categoria di suolo B si utilizzerà quello della categoria di suolo C; nel caso in cui la soglia non fosse ancora sufficiente si utilizzerà lo spettro della categoria di suolo D;
  • anziché lo spettro della categoria di suolo C si utilizzerà quello della categoria di suolo D;
  • anziché lo spettro della categoria di suolo E si utilizzerà quello della categoria di suolo D.

Cartografia di microzonazione sismica

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Carta dei fattori di amplificazione
I valori di amplificazione calcolati in corrispondenza dei siti di indagine, unitamente a quelli derivanti dai progetti individuati negli archivi comunali sono stati analizzati e interpolati anche con riferimento alle caratteristiche del substrato e di conseguenza estesi spazialmente a copertura dell’intero territorio comunale.
Il risultato dell’operazione di spazializzazione è sintetizzato nelle carte dei fattori di amplificazione.
Come prescritto dalla DGR sono state realizzate due carte dei fattori di amplificazioni relative agli intervalli di periodo 0,1–0,5 secondi e 0,5–1,5 secondi riferibili rispettivamente agli edifici e strutture relativamente basse, regolari e piuttosto rigide, e alle strutture più alte e più flessibili.

Confronto tra i fattori di amplificazione calcolati e di quelli previsti dalla normativa
Come già evidenziato, lo scopo del secondo livello di approfondimento della microzonazione sismica è quello di verificare dove i fattori di amplificazione calcolati risultano superiori a quelli previsti dalla normativa regionale per il territorio comunale di riferimento.
I fattori di amplificazione da normativa risultano definiti per le differenti tipologie di suolo di fondazione definite dalle NTC 2018. Nella carta di confronto tra i valori di amplificazione calcolati e quelli da normativa sono pertanto state evidenziate anche le aree caratterizzate dalle differenti tipologie di suolo di fondazione, in modo da rendere evidenti i valori di confronto.
Le carte di confronto evidenziano come le zone caratterizzate da valori di amplificazione superiori alla normativa siano limitate dal punto di vista dell’estensione e come i superamenti siano verificabili solo con riferimento all’intervallo di periodo 0,5–1,5 secondi in corrispondenza delle aree caratterizzate da suoli di fondazione di categoria B.

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