PROBLEME ALE EVALUĂRII ACŢIUNII SEISMICE DE PROIECTARE Tudor POSTELNICU Dan CREŢU Liviu CRAINIC Radu PETROVICI

Evaluarea siguranţei/riscului seismic al clădirilor/oraşelor Risk = f(hazard seismic,vulnerabilitate) Evaluarea hazardului seismic este afectat de: insuficienţa datelor instrumentale caracterul prea aproximativ al modelelor şi metodelor de evaluare Progresul esenţial al metodologiilor de proiectare s-a realizat prin: concepţie metode de  modelare şi de calcul perfecţionarea detaliilor de execuţie preluarea rezultatelor cercetărilor de laborator şi învăţămintelor cutremurelor

Nivelul forţelor seismice de proiectare Evoluţia coeficientului seismic global pentru structuri în cadre din beton armat cu mai multe deschideri şi regim de înălţime P+9E (T1 =1,0 sec, ε1 =0,85)

Nivelul forţelor seismice de proiectare Comunitatea inginerilor proiectanţi a fost de părere că sporirea acceleraţiilor seismice ale terenului de proiectare trebuie amânată, până la obţinerea informaţiilor suplimentare necesare (adresa AICPS către Ministerul Dezvoltării Regionale şi Administraţiei Publice). Versiunea finală a capitolului 3 a fost oficializată fără ca să se prezinte un raport justificativ, aşa cum o cere metodologia de elaborare a actelor normative oficiale.

CONCEPŢIA/METODOLOGIA DE CALIBRARE A ACCELERAŢIILOR DE PROIECTARE ÎN CODUL P100-1/2013 Întrebări: Cum sunt stabilite valorile acceleraţiei terenului pentru proiectare, ag, pentru întreg teritoriul naţional, incluzând zonele cunoscute a fi de joasă sau, eventual, de moderată activitate seismică? Care este justificarea amplificării cu un unic factor a valorilor ag din codul P 100–1/2006, adoptate pentru zone întinse ale teritoriului naţional independent de tipul sursei (intermediară sau crustală)? S-au identificat particularităţile tuturor surselor seismice de pe suprafaţa ţării, prin intermediul spectrelor răspunsului seismic de acceleraţie?

CONCEPŢIA/METODOLOGIA DE CALIBRARE A ACCELERAŢIILOR DE PROIECTARE ÎN CODUL Afirmaţia privind adoptarea unui IMR de 225 ani pe întreg teritoriul naţional nu este justificată. Trebuie calibrate consecvent valorile ag în toate zonele nu numai pentru Bucureşti Sporul de 13.64% corespunde unui calculului static; pentru calculul dinamic şi al componentelor nestructurale sporul este de 25% ceea ce este substanţial. Valorile de proiectare să fie stabilite la nivelul obiectiv necesar. Nu este raţional să se prevadă valori acoperitoare nejustificate

Concepţia/metodologia de calibrare a acceleraţiilor de proiectare în codul P100-1/2013 Evaluînd, prin sondaj, valori ag în diferite puncte ale ţării rezultă, pentru IMR 225 ani, valori mult diferite faţă de cele din harta de zonare seimică din P100/1-2013. Exemplu: Caracal (conform figurii)

Comparaţie cu valorile acceleraţiilor de proiectare din alte coduri Acceleraţiile de proiectare prevăzute în România de către P100-1/2013 sunt semnificativ mai mari decât cele din Italia, ţară europeană cu seismicitatea cea mai importantă, şi sunt mai mari chiar decât cele din California. Regiunea Provincia Oraşul IMR ag (g) b0 Lazio Roma 201 0.085 2.585 0.292 475 0.110 2.628 0.306 Abruzzo L’Aquila 0.191 3.315 0.318 0.261 2.364 0.346 Campania Napoli 0.120 2.318 0.335 0.168 2.378 0.340 Toscana Firenze 0.094 2.524 0.294 0.131 2.413 0.302 Friuli-Venezia Udine 0.143 2.434 0.314 0.206 2.447 0.332 Gemona 0.179 2.391 0.310 0.259 2.408 0.331 Calabria Cosenza Celico 0.190 0.276 2.438 0.374 EN 1998-1 nu impune alegerea IMR=475 ani. Insuficienţa datelor instrumentale semnificative face discutabilă creşterea siguranţei prin spor de acceleraţii de proiectare

Comparaţie cu valorile acceleraţiilor de proiectare din alte coduri Tendinţă de a mări nejustificat forţele seismice în P100-1/2013: Tc = 1,6 secunde la Ploieşti sporirea locală a forţelor seismice la Bucureşti încadrarea clădirilor cu înălţimi de peste 45 m în clasa de importanţă I şi a clădirilor cu înălţimi cuprinse între 28÷45 m în clasa II de importanţă sporirea locală a forţelor seismice la Bucureşti în intervalul “rezonanţei elastice” T B C S d,e / a g 1 Dezamplificare β , e inel k , 2 β T B C S d,e . / a g 1 ( 4 ) 6

Observaţiile făcute de dr Observaţiile făcute de dr. Charles Kircher referitoare la prevederile P100-1/2013 „S-a efectuat un studiu probabilistic de hazard, luând în considerare seismicitatea amplasamentului şi condiţiile sale de sol.” „Valori specifice de hazard substanţial mai mici decât în harta de zonare seismică din P100-1/2006, pentru acelaşi nivel de hazard de 100 de ani.” Diferenţe: - conceptuale - de relaţii de recurenţă IMR - PGA - de legi de atenuare - de expresii de calcul ? Spectre de răspuns normalizate în amplasamentul Caracal pentru diferite intervale medii de revenire vs. P100-1/2006, respectiv standard ASCE/SEI 7-05

Efecte asupra fondului construit existent mărirea valorilor acceleraţiilor de proiectare în P100-1/2013 şi menţinerea procedeelor de evaluare/consolidare din P100-3/2008 prin mărirea ag pentru un număr neînsemnat de clădiri în raport cu volumul fondului construit nu se reduce riscul seismic al localităţilor discrepanţa inacceptabil de mare între nivelul de asigurare al clădirilor executate până la 1 ianuarie 2014 şi cele executate după această dată diferenţa foarte mare între nivelul de siguranţă din P100-1/2013 şi P100-3/2008 (Raport = 1.8) este urgentă o corelare a prevederilor bazei normative referitoare la construcţiile noi şi a celor din fondul construit

Este evaluarea probabilistă a hazardului seismic („PSHA”) o metodologie aplicabilă fără rezerve cutremurelor vrâncene? Modelul Joyner - Boore Modelul Molas - Yamazaki „Se limitează aplicabilitatea la cutremurele din zona vestică a Americii de Nord, cu adâncimea de focar mai mică de 20 km, cu magnitudini mai mari ca M = 5,0 şi mai mici ca 6,6; se exclud înregistrările făcute la baza clădirilor cu trei sau mai multe niveluri”

Este evaluarea probabilistă a hazardului seismic („PSHA”) o metodologie aplicabilă fără rezerve cutremurelor vrâncene? prof. S. L. Kramer, Geotechnical Earthquake Engineering: “Acurateţea PSHA depinde de acurateţea cu care pot fi caracterizate mărimea, localizarea, recurenţa şi efectele cutremurelor considerate. Cu toate că există modele şi proceduri de caracterizare a acestor incertitudini, ele se bazează pe date colectate pe durate de timp care, din punct de vedere geologic, sunt scurte. Trebuie aplicate judecăţi inginereşti în interpretarea rezultatelor PSHA”

Este evaluarea probabilistă a hazardului seismic („PSHA”) o metodologie aplicabilă fără rezerve cutremurelor vrâncene? Din recunoaşterea acestor limite ale PSHA, la adoptarea noilor modele de atenuare pentru cutremurele crustale din vestul Statelor Unite, în anul 2008, s-a adoptat măsura ca acestea să fie dezvoltate de 5 echipe lucrând independent. La elaborarea noii hărţi de zonare seismică a ţării ar fi trebuit să se aplice modele specifice unor cutremure subcrustale, cu forme de manifestare absolut neobişnuite, pentru care datele instrumentale sunt relativ puţine - numărul cutremurelor luate în considerare a fost de numai patru (de fapt 3) (1940, 1977, 1986, 1990), în loc de minimum 10 recomandate în literatură.

Este evaluarea probabilistă a hazardului seismic („PSHA”) o metodologie aplicabilă fără rezerve cutremurelor vrâncene? Erorile instrumentale, precum şi folosirea unor procedee de investigaţie stabilite pentru alte regiuni ale globului, cu condiţii seismotectonice diferite de sursa Vrancea, pot duce la rezultate eronate. Evaluarea hazardului seismic prin metoda PSHA ridică numeroase semne de întrebare. Numai printr-un consens între specialiştii domeniului s-ar putea asigura compensarea numeroaselor incertitudini care grevează acurateţea aşteptată pentru un act cu caracter tehnic şi juridic de importanţa codului de proiectare seismică P100, cu implicaţii majore asupra siguranţei construcţiilor de pe întreg teritoriul naţional.

Este evaluarea probabilistă a hazardului seismic („PSHA”) o metodologie aplicabilă fără rezerve cutremurelor vrâncene? Harta de hazard seismic rezultată prin PSHA pentru sursa seismogenă Vrancea

Harta de hazard seismic Este evaluarea probabilistă a hazardului seismic („PSHA”) o metodologie aplicabilă fără rezerve cutremurelor vrâncene? Harta de hazard seismic în intensităţi pentru IMR = 475 ani Harta de hazard seismic în valori de vârf ale acceleraţiei terenului pentru proiectare pentru IMR = 255 ani

Concluzii Nivelul înalt al acceleraţiilor de proiectare prevăzute în codul de proiectare seismică P 100-1/2013, printre cele mai mari pe plan mondial. Trebuie justificate detaliat, pe zone, valorile de proiectare ale acceleraţiilor seismice prevăzute în noul cod. Identificarea posibilelor diferenţe conceptuale şi de calcul faţă de abordările din alte ţări în măsură să mărească încrederea inginerilor proiectanţi în valorile prevăzute în prezent în cod. Explicaţie pentru sporirea uniformă a hazardului seismic pe întreg teritoriul ţării, indiferent de natura surselor seismogene specifice anumitor zone (Banat, Transilvania).

Concluzii Unificarea bazei conceptuale a codurilor destinate proiectării construcţiilor noi şi de evaluare/consolidare a construcţiilor din stocul existent, aflate astăzi, situaţie unică pe plan mondial, la mare distanţă din punctul de vedere al abordării condiţiilor de siguranţă. Este necesară armonizarea Codului P100-3/2008 cu P100-1/2013, inclusiv în ceea ce priveşte consecinţele economice ale unui prag de "consolidare" ridicat.