Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
MONITORAGGIO SISMICO DELLA TORRE “GHIRLANDINA”
Torino 08/11/2012 Rapporto n. 1: Monitoraggio sismico
Attività di ricerca svolta dal Dipartimento di Ingegneria
Strutturale, Edile e Geotecnica del Politecnico di Torino e
dall’Università di Nagoya City per il Comune di Modena
Responsabili scientifici
Prof. Takayoshi Aoki (Un. Nagoya city)
Prof. Donato Sabia, Prof. Renato Lancellotta (Politecnico di Torino)
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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Monitoraggio sismico della Torre “Ghirlandina”
PREMESSA
Tra il Comune di Modena e il Politecnico di Torino sono state stipulate in passato convenzioni di ricerca, riguardanti la caratterizzazione geotecnica dei terreni di fondazione della Torre Ghirlandina (sotto la responsabilità scientifica del prof. Renato Lancellotta del Politecnico di Torino) e le analisi di identificazione del comportamento dinamico della Torre (sotto la responsabilità scientifica del prof. Donato Sabia).
Le suddette convenzioni si sono concretizzate in studi conoscitivi che sono stati pubblicati nei volumi riguardanti il progetto di restauro della Torre (curati dall’arch. Rossella Cadignani) e negli studi di vulnerabilità sismica della Torre.
Nell’ambito delle suddette attività è emersa l’opportunità di continuare la suddetta collaborazione, a scopi meramente scientifici e pertanto senza oneri economici per il Comune di Modena, con l’obiettivo di monitorare in tempo reale il comportamento dinamico della Torre.
Con tale premessa, è stata concordata l’attività di monitoraggio che vede coinvolti il Comune di Modena nella persona dell’arch. Rossella Cadignani, il Dipartimento di Ingegneria Strutturale Edile e Geotecnica (nel seguito DISEG) del Politecnico di Torino, nelle persone dei proff. Donato Sabia e Renato Lancellotta, e l’Università di Nagoya City, nella persona del prof. Takayoshi Aoki.
Nel mese di luglio 2012 l’Università di Nagoya e il DISEG del Politecnico di Torino hanno installato la strumentazione necessaria (accelerometri) al rilevamento della risposta della Torre in presenza di azioni ambientali (e quindi di azioni sismiche), illustrata in figura 1.
I dati vengono acquisiti in continuo e vengono elaborati dal DISEG.
I risultati di tali elaborazioni vengono trasmessi al Comune di Modena nella forma del presente
rapporto, con periodicità dettata dalla significatività degli eventi registrati.
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REGISTRAZIONI
I diagrammi riportati nel seguito si riferiscono alle registrazioni degli accelerometri individuati secondo lo schema di Figura 1.
In particolare ogni stringa riporta la storia temporale riferita generalmente all’intervallo di una settimana (o all’intervallo espressamente indicato).
Considerata la sensibilità strumentale degli accelerometri, i dati rilevati sono significativi anche in presenza di azioni ambientali assai modeste.
Nell’ambito di questo primo rapporto si evidenziano in particolare le accelerazioni misurate durante l’intervento sismico del 3 ottobre 2012, che in ogni caso non ha prodotto alcun effetto da segnalare sulla struttura.
Assieme alle storie temporali si riportano le figure di sintesi rappresentate dal diagramma dei massimi dei valori di picco – picco.
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POSIZIONAMENTO E CARATTERISTICHE DEGLI ACCELEROMETRI
Sensitivity mV/(m/s2) 203.9 ± 5%
Frequency response Hz 0~ 100 ± 1dB
Frequency response Hz 0~ 400 ± 3dB
Resonance Frequency kHz ± 0.4
Acceleration Range ±m/s2pk 29.42
Electrical noise m/s2rms ± 0.000049
Shock limit ±m/s2pk 980
Temperature range °C -25~ 70
Amplitude nonlinearity % ± 0.1
Transverse sensitivity % ± 1
Power requirements VDC 11~ 16
mA 20
Weight g 50
Sensitivity mV/(m/s2) 203.9 ± 5%
Frequency response Hz 0~ 100 ± 1dB
Frequency response Hz 0~ 400 ± 3dB
Resonance Frequency kHz ± 0.4
Acceleration Range ±m/s2pk 29.42
Electrical noise m/s2rms ± 0.000049
Shock limit ±m/s2pk 980
Temperature range °C -25~ 70
Amplitude nonlinearity % ± 0.1
Transverse sensitivity % ± 1
Power requirements VDC 11~ 16
mA 20
Weight g 50
Caratteristiche Accelerometri Capacitivi
1
2
3
4
6
5
1
2
3
4
6
5
1
1
1
2
4
3
3
5
5
5
6
6
Accelerometro Channel directionSerial
NumberSensibility Coefficient
( V/G) ( V/(m/s2)) ( (m/s2)/V)1 ‐6X A809364 2.0093 0.204892 4.880630
2 +6Z 1170065 2.0066 0.204616 4.887197
3 +5X 1170060 2.0054 0.204494 4.890122
4 ‐5Z 1170081 2.0034 0.204290 4.895003
5 +5Y 1170059 2.0116 0.205126 4.875050
6 +3Z 1170066 2.0082 0.204779 4.883303
7 +3X 1170067 2.0103 0.204994 4.878202
8 ‐4Z 1180080 2.0034 0.204290 4.895003
9 +2X 1170064 2.0036 0.204310 4.894515
10 +1X 1170071 2.0064 0.204596 4.887684
11 +1Z 1170070 2.0081 0.204769 4.883547
12 +1Y 1170058 2.0083 0.204790 4.8830601
1
1
2
4
3
3
5
5
5
6
6
Accelerometro Channel directionSerial
NumberSensibility Coefficient
( V/G) ( V/(m/s2)) ( (m/s2)/V)1 ‐6X A809364 2.0093 0.204892 4.880630
2 +6Z 1170065 2.0066 0.204616 4.887197
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4 ‐5Z 1170081 2.0034 0.204290 4.895003
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12 +1Y 1170058 2.0083 0.204790 4.883060
FIGURA 1: UBICAZIONE E CARATTERISTICHE DEGLI ACCELEROMETRI
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Periodi di registrazione
Dal 01 agosto 2012 al 09 agosto 2012
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Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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FIGURA 4: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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FIGURA 5: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
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Dal 17 agosto 2012 al 24 agosto 2012
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Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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FIGURA 9: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 12
Dal 25 agosto 2012 al 28 agosto 2012
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FIGURA 10: REGISTRAZIONE CH 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 13
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2
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-3
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FIGURA 11: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 14
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FIGURA 12: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 15
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FIGURA 13: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 16
Dal 30 agosto 2012 al 06 settembre 2012
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Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 17
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Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 18
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FIGURA 16: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 19
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Ch12:+1Y
FIGURA 17: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 20
Dal 07 settembre 2012 al 13 settembre 2012
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FIGURA 18: REGISTRAZIONE CH 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 21
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FIGURA 19: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 22
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FIGURA 20: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 23
0 1 2 3 4 5 6
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Acc
. [m
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Ch12:+1Y
FIGURA 21: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 24
Dal 14 settembre 2012 al 20 settembre 2012
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
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-0.01
0
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Acc
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Acc
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Ch05:+5Y
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/s2 ]
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FIGURA 22: REGISTRAZIONE CH 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 25
0 1 2 3 4 5 6 7
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-0.005
0
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Acc
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x 105
-5
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-3
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Acc
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/s2 ]
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Acc
. [m
/s2 ]
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Acc
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/s2 ]
Ch11:+1Z
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x 105
-4
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Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch12:+1Y
FIGURA 23: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 26
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0
0.01
0.02
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Acc
. [m
/s2 ]
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. [m
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Acc
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/s2 ]
Ch06:+3Z
FIGURA 24: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 27
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-3
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Acc
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Ch08:-4Z
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x 105
0
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-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch09:+2X
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
2
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-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch10:+1X Data inizio2012/09/14 00:55:42
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
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Acc
. [m
/s2 ]
Ch11:+1Z
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x 105
0
2
4
6
8x 10
-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch12:+1Y
FIGURA 25: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 28
Dal 21 settembre 2012 al 27 settembre 2012
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
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-0.01
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0.01
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/s2 ]
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/s2 ]
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x 105
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/s2 ]
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x 105
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Acc
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/s2 ]
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x 105
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/s2 ]
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FIGURA 26: REGISTRAZIONE CH 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 29
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x 105
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-0.005
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/s2 ]
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Acc
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/s2 ]
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x 105
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-3
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Acc
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/s2 ]
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x 105
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FIGURA 27: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 30
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FIGURA 28: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 31
0 1 2 3 4 5 6 7
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Acc
. [m
/s2 ]
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x 105
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-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
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x 105
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-3
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. [m
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x 105
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Acc
. [m
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Ch12:+1Y
FIGURA 29: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 32
Dal 28 settembre 2012 al 04 ottobre 2012
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.1
-0.05
0
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Acc
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/s2 ]
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. [m
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Ch06:+3Z
FIGURA 30: REGISTRAZIONE CH 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 33
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Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch12:+1Y
FIGURA 31: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 34
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.05
0.1
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Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
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. [m
/s2 ]
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x 105
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. [m
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Ch03:+5X
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x 105
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0.03
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Acc
. [m
/s2 ]
Ch04:-5Z Data inizio2012/09/28 00:55:39
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Acc
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x 105
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Acc
. [m
/s2 ]
Ch06:+3Z
FIGURA 32: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Sisma del 03 ottobre 2012
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 35
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.01
0.02
0.03
0.04
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
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0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
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Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch08:-4Z
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x 105
0
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Time [sec]
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. [m
/s2 ]
Ch09:+2X
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x 105
0
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0.01
0.015
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch10:+1X Data inizio2012/09/28 00:55:39
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch11:+1Z
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.005
0.01
0.015
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch12:+1Y
FIGURA 33: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Sisma del 03 ottobre 2012
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 36
2740 2760 2780 2800 2820 2840 2860 2880 2900 2920-0.01
-0.005
0
0.005
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Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch10:+1X
2740 2760 2780 2800 2820 2840 2860 2880 2900 2920-0.08
-0.06
-0.04
-0.02
0
0.02
0.04
0.06
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch01:-6X
FIGURA 34: PARTICOLARE REGISTRAZIONE IN CORRISPONDENZA DELL’EVENTO SISMICO DEL 03/10/2012 DEL SENSORE 1 (IN ALTO) E SENSORE 6 (IN BASSO) NELLA MEDESIMA DIREZIONE.
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 37
FIGURA 35: EPICENTRO SISMA DEL 03 OTTOBRE 2012
~102 Km
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 38
Dal 05 ottobre 2012 al 11 ottobre 2012
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch01:-6X Data inizio2012/10/05 00:55:37
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.02
-0.01
0
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch02:+6Z
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch03:+5X
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.01
-0.005
0
0.005
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch04:-5Z Data inizio2012/10/05 00:55:37
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.02
-0.01
0
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch05:+5Y
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.01
-0.005
0
0.005
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch06:+3Z
FIGURA 36: REGISTRAZIONE CH 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 39
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.01
-0.005
0
0.005
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch07:+3X Data inizio2012/10/05 00:55:37
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.01
-0.005
0
0.005
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch08:-4Z
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.01
-0.005
0
0.005
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch09:+2X
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-4
-2
0
2
4x 10
-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch10:+1X Data inizio2012/10/05 00:55:37
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-4
-2
0
2
4x 10
-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch11:+1Z
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-5
0
5
10x 10
-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch12:+1Y
FIGURA 37: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 40
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.01
0.02
0.03
0.04
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch01:-6X Data inizio2012/10/05 00:55:37
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
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0.02
0.03
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch02:+6Z
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.01
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0.03
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch03:+5X
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
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0.01
0.015
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch04:-5Z Data inizio2012/10/05 00:55:37
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch05:+5Y
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.005
0.01
0.015
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch06:+3Z
FIGURA 38: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 41
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.005
0.01
0.015
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch07:+3X Data inizio2012/10/05 00:55:37
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.005
0.01
0.015
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch08:-4Z
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.005
0.01
0.015
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch09:+2X
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
2
4
6
8x 10
-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch10:+1X Data inizio2012/10/05 00:55:37
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
2
4
6x 10
-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch11:+1Z
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
0
0.005
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch12:+1Y
FIGURA 39: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 42
Dal 12 ottobre 2012 al 18 ottobre 2012
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.01
0
0.01
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch01:-6X Data inizio2012/10/12 00:55:36
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.01
-0.005
0
0.005
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch02:+6Z
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.02
-0.01
0
0.01
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch03:+5X
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-5
0
5x 10-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch04:-5Z Data inizio2012/10/12 00:55:36
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-0.02
-0.01
0
0.01
0.02
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch05:+5Y
0 1 2 3 4 5 6 7
x 105
-5
0
5
10x 10-3
Time [sec]
Acc
. [m
/s2 ]
Ch06:+3Z
FIGURA 40: REGISTRAZIONE CH 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 43
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FIGURA 41: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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FIGURA 42: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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FIGURA 43: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 46
Dal 19 ottobre 2012 al 25 ottobre 2012
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Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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FIGURA 45: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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FIGURA 46: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
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Ch12:+1Y
FIGURA 47: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 50
Dal 26 ottobre 2012 al 01 novembre 2012
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FIGURA 48: REGISTRAZIONE CH 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 51
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FIGURA 49: REGISTRAZIONE CH 7 – 12
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 52
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Ch06:+3Z
FIGURA 50: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 1 – 6
Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica
Pagina 53
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Acc
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-3
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Acc
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Acc
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Ch11:+1Z
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Ch12:+1Y
FIGURA 51: DIAGRAMMA DEI MASSIMI DEI VALORI PICCO – PICCO CANALI 7 – 12