Aftershocks’ Effect on Structural Design Actions in Italy

Aftershocks’ Effect on Structural Design Actions in Italy 

Iunio Iervolino  Eugenio Chioccarelli  Massimiliano Giorgio

da: Bulletin of the Seismological Society of America (2018) 108 (4): 2209-2220.

 

Riassunto

Sebbene i terremoti occorrano in grappoli, sia nello spazio che nel tempo, solo i mainshock, solitamente gli eventi di maggiore magnitudo all'interno dei grappoli, sono considerati dall'analisi probabilistica di pericolosità sismica classica, che serve per stabilire le azioni di progetto sulle costruzioni (Cornell, 1968). D'altra parte, è stata di recente formulata l’analisi di pericolosità per gli aftershock (o repliche), che si basa sulla cosiddetta legge di Omori modificata, e che consente la quantificazione del rischio sismico nel breve termine, cioè durante le cosiddette sequenze sismiche che seguono un terremoto forte (Yeo e Cornell, 2009). L’analisi di pericolosità classica spesso descrive l’occorrenza dei terremoti tramite un processo di Poisson omogeneo (i.e., a tasso costante), mentre l'analisi di pericolosità per gli aftershock descrive l’occorrenza delle repliche tramite un processo di Poisson non omogeneo, le cui caratteristiche sono funzione della magnitudo del terremoto principale che ha innescato la sequenza. È possibile combinare analiticamente la pericolosità per mainshock e aftershock, il che ha recentemente permesso la generalizzazione dell’analisi di pericolosità classica per tenere conto delle scosse di replica: la cosiddetta analisi di pericolosità per le sequenze sismiche (Iervolino et al., 2014). Nel presente studio, tale analisi è stata applicata a tutto il territorio italiano, utilizzando lo stesso modello di sorgente che sta alla base della mappa di pericolosità con cui sono valutate le azioni sismiche di progetto per le costruzioni (Stucchi et al., 2011). Ciò ha consentito di valutare quantitativamente l'aumento delle azioni qualora, nel calcolo della loro probabilità di superamento, si tenga conto anche delle scosse di assestamento.

Abstract

Although earthquakes generally form clusters in both space and time, only mainshocks, usually the largest magnitude events within clusters, are considered by probabilistic seismic hazard analysis (PSHA; Cornell, 1968). On the other hand, aftershock PSHA (APSHA), based on the modified Omori law, allows the quantification of the aftershock threat (Yeo and Cornell, 2009). Classical PSHA often describes event occurrence via a homogeneous Poisson process, whereas APSHA describes occurrence of aftershocks via cluster‐specific nonhomogeneous Poisson processes, the rate of which is a function of the mainshock magnitude. It is easy to recognize that clusters, each of which is made of the mainshock and the following aftershocks, occur at the same rate of mainshocks. This recently allowed the generalization of the hazard integral to account for aftershocks in PSHA (i.e., Iervolino et al., 2014), which resulted in the formulation of the so‐called sequence‐based PSHA (SPSHA). In the present study, SPSHA is applied to Italy countrywide, using the same source model (Stucchi et al., 2011) that lies at the base of the official PSHA used for structural design, to quantitatively assess the increase in seismic design actions for structures when accounting for the aftershocks.

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