Ordinul nr. 803/2004

Anexa REGLEMENTARE TEHNICA

"Ghid privind adaptarea scării de intensitati seismice europene EMS-98 la condițiile seismice ale României și la necesitățile inginerești", indicativ GT-053-04

1. GENERALITATI

Lucrarea prezintă elemente metodologice pentru dezvoltarea unei scări de intensitati seismice de factura tradiționala de asa natura, încât să se realizeze o apropiere de unele necesitați actuale de natura științifică și tehnica, de importanța incontestabila. Dintre scarile de intensitati de factura tradiționala, este adoptată ca referința scara EMS-98, [2], cea mai evoluata, în prezent însușită de Comisia Seismologica Europeană. Lucrarea pleacă de la o serie de realizari și constatări care evidențiază merite importante ale scării menționate, dar și o serie de limitări ale acesteia, ca și posibilități de dezvoltare, având în vedere atât evoluția cunoștințelor de baza, cat și disponibilitatea actuala a unui tezaur de date instrumentale (accelerografice), atât la nivel mondial, cat și în țara noastră. Trebuie menționată în acest context, ca un element de importanța fundamentală, experienta directa din țara noastră, determinata de incidența cutremurelor puternice recente. În urma cutremurului din 1977.03.04 a devenit disponibilă o primă înregistrare de buna calitate la nivelul terenului, obținută la INCERC - București. În timpul cutremurelor din 1986.08.30, 1990.05.30 și 1990.05.31 s-au obținut numeroase înregistrări, care au oferit o imagine a fenomenelor seismice de o precizie și o certitudine de neatins în absenta instrumentarii.

Lucrarea are ca obiectiv principal prezentarea unor dezvoltări care urmăresc adaptarea abordarii macroseismice la necesitățile inginerești de precizie și certitudine, ca și la necesitatea de a se acoperi problemele generate (cu deosebire în țara noastră) de varietatea de compozitii spectrale evidențiată de fondul de date accelerografice disponibile în prezent.

Prezenta lucrare a fost elaborata în cadrul activităților care urmăresc perfecționarea și dezvoltarea bazei normative privind protecția antiseismica. Printre elementele metodologice fundamentale, necesare activităților de specialitate, se găsește fără indoiala, în primele randuri, problema cuantificării severitatii miscarii seismice a terenului. Importanța disponibilității unor instrumente de măsura adecvate în acest domeniu este cel puțin evidenta. Examinarea retrospectiva a activității de specialitate evidențiază eforturile făcute de cercetători în vederea dezvoltării unor instrumente de măsura adecvate. Se pot identifica doua orientări de baza care, din punct de vedere cronologic, se succed în mare măsura:

a) abordarile specifice perioadei preinstrumentale (inițiate în Europa practic în secolul 18), care s-au axat în linii mari pe definirea și cuantificarea intensitatii macroseismice (între aceste abordari se încadrează și unele tentative, în prezent vechi, de atribuire, pe baza unor elemente de apreciere, pentru diferitele grade de intensitate, a unor valori, sau intervale de valori, ale unor parametri cinematici ai miscarii seismice a terenului);

b) abordarile specifice perioadei instrumentale, în care s-a putut beneficia pe de o parte de date instrumentale (accelerografice) de buna calitate și, pe de altă parte, de un suport analitic coerent (dezvoltarile specifice Dinamicii structurilor și Ingineriei seismice), care au fost caracterizate de introducerea unui număr mare de caracterizari pe baze instrumentale (accelerografice) a severitatii miscarii terenului pentru cazurile în care se dispunea de date instrumentale utilizabile în bune condiții.

Cele doua orientări coexista în prezent, iar în sprijinul fiecăreia dintre ele exista argumente puternice, de necontestat.

În sprijinul orientarii (a) exista doua argumente principale:

- pentru dezvoltarea cunoștințelor din domeniul seismologiei, seismologiei inginerești și ingineriei seismice nu se poate face abstractie de experienta trecutului, iar pentru evenimentele din trecut (anterioare, în linii mari, jumătății secolului 20) se dispune exclusiv de informație macroseismica;

- chiar în prezent, în ciuda faptului ca la nivel mondial numărul accelerografelor instalate este de ordinul zecilor de mii, densitatea rețelelor accelerografice se situeaza, chiar în țările cele mai avansate, sub necesitățile implicate de necesitățile de cunoaștere detaliată, astfel încât este necesară completarea informatiei instrumentale cu informație de proveniență macroseismica.

Pe de altă parte, în sprijinul orientarii (b) exista alte doua argumente principale:

- informația de natura instrumentala prezintă o precizie și o certitudine care, într-un fel, o apropie de perfectiune, situand-o într-o categorie mult superioară, din punctul de vedere al exigențelor științifice și tehnice, față de informația macroseismica;

- informația de natura instrumentala este în acord cu conceptele moderne din domeniul Dinamicii structurilor și Ingineriei seismice.

De pe pozițiile orientarii moderne se pot aduce mai multe critici stadiului reprezentat de utilizarea exclusiva, în conceptia tradiționala, a criteriilor macroseismice de cuantificare a intensitatii seismice. Deși nu este singura critica, cea mai importanța se referă la totală neglijare, de către criteriile macroseismice de factura tradiționala, a caracterizarii spectrale a miscarii seismice, caracterizare care, în lumina conceptiilor inginerești actuale, este de importanța fundamentală. După cum se arata exemplificativ în subcapitolul 2.2, neglijarea caracterizarii spectrale a miscarii seismice a terenului a condus în trecut la erori evidente de zonare a teritoriului, fapt cu implicații sociale serioase.

Avantajele fiecăreia dintre cele doua orientări fac ca acestea să aibă un caracter complementar și să apară necesitatea de utilizare corelata a lor, în vederea dezvoltării cunoștințelor metodologice de baza, ca și în vederea acumularii de cunoștințe concrete privind condițiile seismice ale diferitelor zone geografice. Din pacate, în prezent se observa continuarea unei separari între activitățile specifice celor două orientări, ca și o lipsa de comunicare între ele. Prezenta lucrare se constituie într-un ghid în cadrul căruia se urmărește o abordare mai generală și mai nuantata a scării de intensitati seismice, de asa natura încât:

- să se tinda spre o compatibilizare cu necesitățile inginerești de precizie și certitudine;

- să se acopere (în consecința) problemele ridicate (în mod deosebit în țara noastră) de varietatea de compozitii spectrale, evidențiată de datele instrumentale disponibile.

În scopul îmbunătățirii și imbogatirii fondului de cunoaștere și de metodologii de specialitate, a fost efectuată traducerea în limba română a textului documentului [2], prezentându-se în paralel, în [7], textul original și textul românesc. Textul respectiv este însoțit de o prezentare comparativa a scarilor de intensitati MSK-64 și EMS-98, de exemple ilustrative referitoare la estimarea gradului de avariere pentru unele clădiri din România afectate de cutremurul din 1977 și de exemple de atribuire a intensitatii EMS-98 pentru cutremure puternice din trecut (din 1802 și 1838), pe baza unor însemnări documentare.

Lucrarea își are originile în experienta cutremurului din 1977.03.04, iar în dezvoltarile prezentate se dau unele detalii în acest sens, cu privire la dezvoltarea preocuparilor de punere în valoare, la un nivel cat mai complet, a informatiei macroseismice, și de dezvoltare a unor instrumente analitice adecvate problematicii de specialitate (în aceasta direcție se prezintă dezvoltări referitoare atât la criteriile instrumentale, cat și la legătură dintre conceptele de vulnerabilitate seismică și de intensitate seismică, prin care s-a devansat abordarea intalnita în cadrul scării EMS-98).

În urma cutremurului din 1977.03.04, s-a efectuat o ancheta macroseismica uzuală, conform metodologiei definite de scara MSK-64. Pe lângă aceasta, a fost initiata o ancheta inginereasca aprofundata, în cadrul căreia s-a acordat atenție unui aspect neglijat de toate scarile de intensitati de factura tradiționala, anume compozitia spectrala a miscarii seismice. Ca rezultat al anchetei inginerești, s-au determinat pentru câteva zeci de carouri geografice din București spectre statistice de avariere, raportate la o succesiune de intervale spectrale. Pe aceasta baza s-au schitat harti de isoseiste raportate la anumite intervale spectrale și, de asemenea, s-au făcut estimari de vulnerabilitate pentru o serie de categorii de construcții. Trebuie menționată în acest context corelatia incurajatoare constatată între estimarile spectrale efectuate pe baza anchetei inginerești și caracteristicile spectrale ale miscarii seismice determinate pe baza prelucrării înregistrării de la INCERC - București. Aceasta constatare incurajatoare a stat la baza unor lucrări cu caracter analitic, în care au fost propuse măsuri ale intensitatii seismice bazate pe date instrumentale, au fost făcute comparatii cu estimarile macroseismice de intensitate și au fost efectuate analize statistice privind corelatiile dintre o serie de măsuri alternative, ca și calibrari ale unor parametri proprii măsurilor respective [8]. O alta direcție de dezvoltări analitice a fost aceea a legăturii dintre conceptele de vulnerabilitate seismică și de intensitate seismică [8]. Aceasta a anticipat atenția prioritara acordată în cadrul scării EMS-98 conceptului de vulnerabilitate seismică, apreciat ca element fundamental pentru definirea și estimarea intensitatii seismice.

Deși scarile de intensitati moderne (în special MSK și EMS) reprezintă un progres incontestabil în comparatie cu scarile mai vechi, trebuie menționat faptul ca ele sunt afectate și de unele caracteristici criticabile, dintre care în primul rând: lipsa unei corelari satisfăcătoare între criteriile macroseismice și cele instrumentale, ca și lipsa de preocupare pentru compozitia spectrala a miscarii terenului (a carei importanța este larg recunoscută în cadrul ingineriei seismice).

O soluție posibila și coerenta a problemei relatiei dintre criteriile macroseismice și cele instrumentale, este aceea a unei modificări radicale a raportului dintre criteriile macroseismice și cele instrumentale, în sensul de a se postula un sistem de criterii instrumentale drept criterii fundamentale de estimare a intensitatii și de a se considera criteriile macroseismice drept criterii secundare [8]. Implementarea acestei soluții ar intampina însă în prezent obstacole importante. Pe de o parte, densitatea rețelelor accelerografice actuale este încă modesta, chiar în țările bogate și avansate, iar acest fapt limitează informația instrumentala. Pe de altă parte, un obstacol și mai puternic ar putea fi constituit de lipsa de disponibilitate a celor interesați, de a accepta o astfel de schimbare radicala. Având în vedere aceste fapte, este de asteptat ca introducerea în practica a unei abordari pe linia modificărilor preconizate va fi posibila numai după un timp relativ îndelungat, în care să se lucreze în regim de colaborare interdisciplinara și să se acumuleze date și experienta directa. Dezvoltarile din lucrare sunt concepute în acest spirit.

Ghidul prezintă dezvoltări susceptibile de aplicare în împrejurările în care prezintă interes conceptul de intensitate:

- estimarea nivelului de severitate a miscarii seismice produse în timpul cutremurelor puternice, după incidența acestora;

- revederea estimarilor nivelului de severitate pentru cutremure anterioare, chiar "istorice";

- precizarea semnificatiei conceptului de intensitate în documentele normative în care acesta este utilizat;

- precizarea conceptului de vulnerabilitate, din punctul de vedere al cuantificării severitatii miscarii terenului, la care se raportează distributiile condiționate în raport cu gradele de avariere.

Din cele arătate, rezultă ca dezvoltarile prezentate se adresează cercetatorilor din domeniile seismologiei și seismologiei inginerești, ca și cercetatorilor preocupati de analiza vulnerabilitatii construcțiilor.

Lucrarea se adresează astfel cercetatorilor din domeniile seismologiei inginerești și ingineriei seismice, ca și specialiștilor implicați în utilizarea scarilor de intensitati seismice (în mod special a scării EMS-98, în prezent adoptată oficial de Comisia Seismologica Europeană), având în vedere diferitele funcțiuni ale scarilor de intensitati seismice, menționate în continuare.

Prezenta lucrare pleacă de la următoarele premize principale:

- scarile de factura tradiționala (inclusiv scara EMS-98) prezintă limitări semnalate în continuare, care implica limitări ale satisfacerii rolului atribuit lor;

- dezvoltarea scării de intensitati seismice implica o activitate de anvergura și de durata, în care aplicarea experimentala cu ocazia producerii unor cutremure semnificative joaca un rol de prima importanța.

Scopul lucrării este acela, de a contribui la utilizarea unei mai complete și consecvente caracterizari a miscarii seismice a terenului, prin intermediul:

- prezentării unor elemente metodologice care completează prevederile scarilor de intensitati seismice de factura tradiționala, oferind posibilitatea unei caracterizari mai complete a miscarii seismice a terenului;

- favorizării aplicării experimentale a unei metodologii adaptate necesităților prezentate în lucrare, în vederea acumularii de date și de experienta, în special cu ocazia producerii unor viitoare cutremure puternice.

Caracterizarea mai completa, la care se face referire, are în vedere toate funcțiunile conceptului de intensitate seismică.

Adaptarea scării EMS-98 la necesitățile inginerești și la condițiile seismice ale tarii noastre consta în esenta în:

- prezentarea unui sistem de criterii instrumentale care permite o abordare flexibila a evaluării intensitatii seismice, mergand de la o caracterizare globală, similară celei date de scarile de factura tradiționala, până la o caracterizare detaliată, capabilă de a reflecta, după caz, caracteristici de natura spectrala și directionala ale miscarii seismice;

- crearea de posibilități de caracterizare într-un cadru unitar a intensitatii unor miscari seismice cu caracteristici spectrale considerabil diferite, situație specifică tarii noastre;

- crearea de premize pentru extinderea criteriilor macroseismice date în prezent de scara EMS-98 prin considerarea unor sisteme constructive noi, utilizate în trecutul recent pentru dezvoltarea fondului construit din țara noastră.

Structura lucrării este următoarea: în corpul principal se prezintă elemente de fundamentare și elemente referitoare la aplicare și dezvoltarea ghidului; se fac unele referiri la cercetările prezentate în lucrarea [8], unde se prezintă: un sistem de criterii de estimare a intensitatii bazat pe date instrumentale, o varianta simplificata a acestuia, consideratii privind relația dintre conceptele de intensitate seismică și de vulnerabilitate seismică, precum și un chestionar destinat în principal urmăririi comportării unor construcții aparținând unui esantion supus mai multor cutremure semnificative succesive, în vederea identificarii modului și măsurii în care evenimentele succesive și eventualele intervenții ale omului influențează vulnerabilitatea seismică și ar trebui considerate în dezvoltarea sistemului de criterii macroseismice.

2. ELEMENTE DE FUNDAMENTARE

2.1. Referiri la dezvoltarea scarilor de intensitati

Preocuparea pentru compararea nivelului de severitate a miscarilor seismice și pentru cuantificarea acestei severitati a apărut în Europa spre sfârșitul secolului al XVIII-lea. Treptat s-au dezvoltat mai multe scări de intensitate seismică, dintre care mai sunt utilizate în prezent:

- scara MCS (Mercalli - Cancani - Sieberg), mai mult în Italia;

- scara MM (Mercalli modificată, de Neumann și Richter), mai mult în America;

- scara MSK (Medvedev - Sponheuer - Karnik), încă, în Europa și

- scara EMS (European Macroseismic Scale, elaborata sub coordonarea grupului G. Grunthal - J. Schwarz - R. Musson - M. Stucchi), în perspectiva de utilizare generalizata în Europa.

Scara EMS este însușită în prezent de Comisia Seismologica Europeană în varianta EMS-98 [2], după ce și unele scări precedente fuseseră însușite anterior. Scarile enumerate prezintă o filiera comuna și reprezintă, în mare măsura, continuari și perfecționări ale unor inceputuri mai vechi, neamintite mai înainte. De notat ca în Japonia se utilizează o scara dezvoltata într-o filiera diferita, scara JMA (Japan Meteorological Agency).

O trasatura comuna a scarilor menționate este faptul ca ele acordă prioritate (dacă nu exclusivitate) utilizării criteriilor macroseismice (criterii care corespund observatiei vizuale în situația în care se efectuează anchete după cutremure, în scopul estimarii distribuției geografice a nivelului de severitate a miscarii terenului). Fără a se aprofunda în acest loc problematica criteriilor macroseismice, trebuie menționat faptul ca în etapele succesive de dezvoltare a scarilor de intensitati s-a înregistrat un progres continuu în aprofundarea criteriilor macroseismice de estimare a intensitatii seismice. Astfel, în scara MSK, criteriile macroseismice pot fi grupate în trei categorii:

a) criterii referitoare la reactia oamenilor și animalelor;

b) criterii referitoare la comportarea lucrărilor omului (în primul rând, a construcțiilor);

c) criterii referitoare la efectele cutremurului asupra mediului natural, geologic - hidrologic.

Dintre acestea, criteriile din categoria (a) sunt semnificative practic numai pentru intensitatile joase, care nu au efecte din alte categorii. Criteriile din categoria (b) sunt cele mai importante și elaborate, fiind de importanța fundamentală în cazul intensitatilor semnificative, ridicate (asupra lor se revine succint în continuare). Criteriile din categoria (c) sunt semnificative de regula numai pentru intensitatile cele mai ridicate (și prezintă mai putina relevanta pentru țara noastră).

Criteriile din categoria (b) au la baza următoarele coordonate principale:

- definirea categoriei de lucrări la care se referă criteriile;

- descrierea și cuantificarea gradelor de avariere care pot caracteriza efectele asupra diferitelor categorii de lucrări;

- caracterizarea distribuției gradelor de avariere (frecvenței relative cu care se observa aceste grade în cadrul anchetelor);

- estimarea, pe aceasta baza (cu considerarea ponderată a mai multor categorii de lucrări), a intensitatii.

Aceste criterii sunt formulate de asa natura, încât ele să fie utilizabile de către persoanele care răspund formularelor de ancheta (pe de o parte, să poată fi înțelese de acestea; pe de altă parte, informația cerută să poată fi obținută rapid, fără eforturi speciale).

După ce scara MSK a înregistrat, în comparatie cu scarile anterioare, un progres remarcabil în ceea ce privește formularea criteriilor macroseismice, scara EMS a adus o noua perfecționare, care o situeaza din acest punct de vedere la un nivel superior. Elementul conceptual nou, cel mai semnificativ, al scării EMS (în varianta în prezent oficializata EMS-98) este reprezentat de utilizarea explicita și consecventa a conceptului de vulnerabilitate seismică, făcându-se și utilizându-se în permanenta legătură logica între criteriile macroseismice din categoria (b) și propozitii (relativ vagi) referitoare la vulnerabilitatea seismică a lucrărilor omului. Trebuie menționat faptul ca textul scării EMS-98 este însoțit de comentarii și exemplificări elaborate cu un înalt grad de atenție și competența.

În trecut au fost făcute încercări de a se formula și criterii instrumentale pentru estimarea intensitatii seismice. Dintre acestea, soluția cea mai recenta, care s-a încercat să fie și cea mai completa, este cea corespunzătoare scării MSK, standardizata în țara noastră în varianta MSK-64 [3]. Criteriile instrumentale, considerate drept criterii secundare, date în anexa standardului, sunt cele din tabelul 1.

Tabelul 1. Criterii instrumentale de evaluare a intensitatii seismice,

conform scării MSK-64.

Gradul de intensitate

Criterii instrumentale de evaluare

Accelerația de vârf a mișcării terenului, cm/s2

Viteza de vârf a mișcării terenului, cm/s

Deplasarea de vârf a seismoscopului SBM, mm

VI

25 ... 50

2 ... 4

1 ... 2

VII

50 ... 100

4 ... 8

2 ... 4

VIII

100 ... 200

8 ... 16

4 ... 8

IX

200 ... 400

16 ... 32

8 ... 16

Notă: seismoscopul SBM (Medvedev) are perioada proprie 0.25 s și decrementul logaritmic 0.5.

Trebuie menționat ca un istoric al acestor tentative de cuantificare evidențiază faptul ca, pentru un grad de intensitate dat, nivelul amplitudinii atribuite miscarii terenului a avut o tendinta continua de creștere (spre exemplu, între variantele MSK-64 și MSK-76 a apărut o creștere medie de cca. 40%; astfel, pentru gradul VIII, după criteriul acceleratiilor de vârf, valorile erau cuprinse în intervalul 100 ... 200 cm/sý în varianta MSK-64, respectiv se considerau în medie de 200 cm/sý în varianta MSK-76).

De notat ca în scara EMS-98 s-a renunțat total la criteriile instrumentale. Se arata în textul scării EMS-98 ca o reintroducere a acestora este o problemă a viitorului, pe măsura sistematizării și sintezei bogatei informații instrumentale care este oferită în prezent și în perspectiva de înregistrările obținute în timpul cutremurelor puternice. Se poate aprecia ca aceasta renunțare reprezintă un pas înapoi față de scara MSK. În loc de a se ocoli dificultățile create de inadvertentele criteriilor instrumentale ale scării MSK (semnalate exemplificativ în continuare), ar fi fost de dorit găsirea unei soluții mai bune, respectiv dezvoltarea unui sistem de criterii instrumentale în cat mai mare măsura satisfăcător. Aceasta filosofie a scării EMS (alături de un caracter vag al unora dintre formularile referitoare la criteriile macroseismice) a fost adoptată în esenta sub presiunea seismologilor interesați în estimarea intensitatilor pentru cutremurele istorice (inclusiv a celor din antichitate), pentru care informația disponibilă este vaga și caracterizată printr-o incertitudine ridicată.

2.2. Referiri la datele instrumentale

În țara noastră primele înregistrări ale miscarii seismice produse de un cutremur puternic au fost obținute în timpul cutremurului din 1977.03.04. Cea mai importanța înregistrare (singura completa, la nivelul terenului liber) a fost cea obținută la INCERC București, cu ajutorul unui accelerograf japonez SMAC-B. Dintre componentele miscarii, cea mai puternica a fost componenta N-S. Tentativa de utilizare a criteriilor instrumentale date de scara MSK în vederea estimarii intensitatii seismice pentru aceasta componenta s-a soldat cu următorul rezultat:

- după criteriul acceleratiilor de vârf ale miscarii terenului, VIII;

- după criteriul vitezelor de vârf ale miscarii terenului, X (pe baza extrapolarii valorilor date în tabel);

- după criteriul deplasarilor de vârf ale seismoscopului Medvedev, VII.

Aceste rezultate prezintă discrepanțe inacceptabil de mari, care evidențiază lipsuri majore ale sistemului de criterii menționat. Principala cauza a acestor discrepanțe a fost faptul ca principalul autor al scării, S.V. Medvedev, a calibrat criteriile instrumentale plecand de la înregistrările și spectrele de acceleratii absolute pentru cutremure californiene, singurele care îi erau accesibile în jurul anului 1960. Criteriile dezvoltate corespund unui spectru standard de acceleratii absolute, de forma:

S(a) [T, 0.05] = S(a,max)

(T < 0.5 s)

(1)

S(a) [T, 0.05] = S(a,max) x 0.5/T

(T >= 0.5 s)

care este compatibil, statistic vorbind, cu baza de date disponibilă în perioada respectiva. Pe de altă parte, se poate verifica ușor compatibilitatea criteriilor din tabelul 1 cu expresiile (1).

În cele patru decenii care s-au scurs de la elaborarea criteriilor din tabelul 1 s-a acumulat o informație instrumentala uriasa, care evidențiază varietatea mare a compoziției spectrale a miscarii seismice a terenului în timpul diferitelor cutremure, în amplasamente diferite, etc. În particular, examinarea spectrelor determinate pe baza înregistrării din 1977.03.04 de la INCERC - București arata marea diferența a acestora față de expresiile (1). Aceasta constituie cauza esențială a inadvertentelor constatate în tentativa de aplicare a criteriilor standardizate conform scării MSK-64.

În perioada imediat următoare cutremurului a fost întreprinsă în țara noastră, de către Centrul de Fizica Pământului și Seismologie, în baza prevederilor standardului menționat, o ancheta macroseismica, pe baza căreia s-au determinat isoseistele cutremurului pentru teritoriul tarii noastre. Astfel de anchete s-au întreprins și în țările invecinate, iar isoseistele determinate s-au racordat în general satisfăcător la frontiere. Aceasta evidențiază aplicarea unitară a criteriilor macroseismice în țările din regiune.

Pe de altă parte trebuie semnalat, ca un exemplu semnificativ, cazul isoseistelor din zona apropiată municipiului București (situație regasita și în alte cazuri). Pentru teritoriul orașului s-a estimat intensitatea VIII, pe când pentru zona inconjuratoare s-a estimat intensitatea VII. Situația este similară constatărilor rezultate din ancheta efectuată după cutremurul din 1940.11.10, când în zona capitalei a fost evidențiată de asemenea o insula de intensitate mai ridicată decât cea din zona inconjuratoare. Drept urmare, atât în harta de zonare din STAS 2923-52, cat și în harta de zonare din STAS 11100/1-77, s-a atribuit zonei municipiului București intensitatea VIII, pe când zonei inconjuratoare i s-a atribuit intensitatea VII. O astfel de diferentiere nu este susținută de datele geologice și a făcut impresia de a fi determinata de considerente subiective. Un răspuns calificat la aceasta problema s-a putut da în urma examinării și prelucrării informatiei instrumentale obținute în timpul cutremurelor puternice din 1986.08.30, 1990.05.30 și 1990.05.31. Examinarea accelerogramelor și spectrelor în lungul unui aliniament N-S (Valeni, Ploiesti, Peris, Otopeni, București - diferite stații, Giurgiu) și a unui aliniament E-W (Branesti, București - diferite stații, Bolintin) a arătat ca, pentru toate cele trei evenimente, zona municipiului București nu a constituit o insula de intensitate mai ridicată, ci s-a încadrat (cu fluctuatii inerente) în tendinta generală (statistica) de scădere a intensitatilor odată cu creșterea distantei față de zona epicentrala. Drept urmare, în hartile din STAS 11100/1-91 și SR 11100/1-93 nu mai exista o insula ca cea menționată, ci teritoriul Municipiului București, ca și zona inconjuratoare, se situeaza în zona de grad VIII. Situația este aceeași la nivelul normativului de proiectare antiseismica P.100-92. Acest episod evidențiază efectele serioase ale inadvertentelor scării de intensitati seismice.

2.3. Referiri la ancheta inginereasca aprofundata din 1977

În București a fost organizată, în aceeași perioadă, o ancheta inginereasca mai detaliată, care a avut la baza evaluarea gradelor de avariere suferite de un număr de peste 18.000 clădiri, alese după un algoritm special pe întinderea a 62 de carouri stabilite pe întinderea orașului. Pe baza rezultatelor s-au determinat spectre statistice ale gradelor de avariere, pentru fiecare dintre careurile menționate (spectrele respective evidentiau gradul mediu de avariere ca funcție de perioadele proprii fundamentale ale clădirilor, estimate pe baza unui algoritm simplu). În continuare, pe aceasta baza, au fost schitate harti de isoseiste pentru diferite intervale de perioade de oscilatie [1]. Spectrele statistice de avariere, ca și hartile de isoseiste menționate, au evidențiat faptul ca intensitatile estimate (manifestate prin efecte asupra construcțiilor) au diferit în funcție de intervalele de perioade (sau frecvente) de oscilatie pentru care au fost întocmite. Cu alte cuvinte, a fost evidențiat faptul ca intensitatea seismică era în general diferita pentru diferite intervale de perioade (sau de frecvente) de oscilatie. Aceasta constatare a stat la baza unor lucrări de cercetare în care a predominat aspectul analitic și în care au fost propuse criterii instrumentale care să permită estimarea intensitatii seismice pe baze instrumentale, cu evitarea unor contradictii ca cele semnalate mai înainte în legătură cu tentativa de utilizare a criteriilor scării MSK, redate în tabelul 1. Prezentarea unor dezvoltări în aceasta direcție constituie unul din obiectele principale ale preocuparilor de specialitate [8].

2.4. Funcțiuni ale conceptului de intensitate seismică

Examinarea domeniilor și activităților în care intervine conceptul de intensitate seismică evidențiază trei funcțiuni principale ale acestuia:

a) instrument de evaluare a intensitatii miscarii seismice a terenului, la un amplasament dat sau într-o zona data, în timpul unui cutremur produs;

b) element de referința pentru zonarea (respectiv microzonarea) seismică a unui teritoriu (respectiv a unei localități, unei zone de activitate umană, etc.);

c) element de referința pentru caracterizarea vulnerabilitatii seismice a construcțiilor (sau a altor lucrări ale omului).

Considerarea acestor funcțiuni este de prima importanța pentru a se preciza cerințele cărora trebuie să le răspundă definirea intensitatii și precizarea metodelor de cuantificare a ei. În cadrul lucrării se urmărește să se răspundă în cat mai mare măsura cerințelor respective. Dezvoltarile analitice prezentate în lucrarea [8] servesc drept suport acestei preocupări.

2.5. Caracteristici ale miscarii seismice a terenului bazate pe date instrumentale

Cunoștințele actuale din domeniile seismologiei inginerești și ingineriei seismice se găsesc într-un stadiu în care criteriile de factura cinematica, referitoare la caracterizarea și cuantificarea miscarii seismice a terenului, în prezent întru totul compatibile cu datele obtenabile cu mijloace instrumentale, se bucura de o larga aplicare. Analizele inginerești actuale privind comportarea construcțiilor supuse acțiunii seismice introduc explicit în calcule parametri sau funcții din această categorie. Doi factori de baza au condus la acest stadiu de dezvoltare:

- pe de o parte, dezvoltarea Dinamicii structurilor, disciplina al carei obiect este reprezentat de analiza miscarii structurilor supuse acțiunilor dinamice;

- pe de altă parte, dezvoltarea aparaturii de măsurare - înregistrare a parametrilor miscarii (acceleratii, viteze, deplasări); acestea se referă atât la miscarea unor puncte ale terenului, cat și la miscarea unor puncte ale construcțiilor.

Preocuparile de specialitate privind caracterizarea miscarii seismice pot avea în vedere doua situații principial diferite:

- pe de o parte, cazul unor miscari trecute, cu privire la care se dispune de anumite date (în cel mai bun caz, date instrumentale de buna calitate);

- pe de altă parte, cazul unor miscari posibile (sau asteptate) în viitor, ale căror caracteristici trebuie anticipate.

Diferența dintre cele doua situații este fundamentală. În timp ce, dacă se dispune de înregistrări de calitate, o mișcare trecută poate fi cunoscută complet și caracterizată, în consecința, cu mijloace deterministe, miscarile viitoare nu pot fi anticipate, în lumina cunoștințelor actuale, în termeni deterministi. Din acest motiv, în stadiul actual de dezvoltare a cunoașterii, se utilizează pe scara larga, pentru anticiparea caracteristicilor miscarilor viitoare, mijloace de factura probabilistica. Acestea trebuie să acopere o gama larga de probleme, mergand de la caracterizarea unei miscari individuale până la considerarea anticipativa a succesiunilor asteptate de miscari seismice de diferite niveluri de severitate, cu diferite compozitii spectrale, etc.

Prezenta lucrare are drept obiect principal cazul miscarilor seismice trecute, iar din acest motiv nu apare necesitatea utilizării reprezentarilor probabilistice din punctul de vedere al caracterizarii detaliate a miscarilor seismice (problema utilizării unor notiuni de factura probabilistica apare, totuși, în legătură cu criteriile macroseismice care, în lumina cunoștințelor actuale, au la baza conceptul de vulnerabilitate seismică, concept care, la rândul lui, este de factura probabilistica).

Înregistrările de interes ingineresc ale miscarii seismice a terenului, inițiate încă înainte de jumătatea secolului 20, s-au făcut cu două categorii principale de instrumente:

- instrumente care înregistrează trasa unui pendul (de regula sferic), fără a oferi informații asupra variației în timp a miscarii, numite seismoscoape;

- instrumente care înregistrează o caracteristica a miscarii seismice (deplasare sau derivata de anumit ordin în raport cu timpul a acesteia) ca funcție explicita de variabila timp, numite seismografe, accelerografe, etc.

Trebuie menționat în acest sens faptul ca seismoscoapele, care, datorită prețului lor modest, s-au bucurat de o anumită utilizare în urma cu câteva decenii, sunt în prezent scoase din uz, datorită limitării informatiei pe care o pot oferi și datorită faptului ca accelerografele au devenit treptat mai accesibile ca preț, în paralel cu progresul net al performantelor lor. Instrumentele de baza, utilizate în prezent pe scara larga, sunt accelerografele (care au la baza penduli seismici cu frecvente proprii cat mai ridicate posibil). În special dezvoltarile recente, în care s-a asociat utilizarea unor captori cu frecvente proprii foarte ridicate cu utilizarea tehnicii digitale de măsurare-înregistrare, au condus la instrumente deosebit de performanțe, care satisfac la un foarte bun nivel necesitățile de colectare a datelor privind miscarea seismică la nivelul terenului, la nivelul unor etaje ale construcțiilor, etc.

Ținând seama de cele arătate, în cele ce urmează se considera caracteristici ale miscarilor seismice obținute pe baza accelerogramelor. Nu interesează în acest loc problematica prelucrării primare a accelerogramelor (corectii, integrari pentru a se obține istorii în timp ale vitezelor și deplasarilor), care din punctul de vedere al lucrării se considera depășite. Tot astfel, nu interesează anumite detalii ale unor algoritme de calcul.

2.6. Categorii principale de caracteristici

Caracteristicile miscarii seismice deduse pe baza accelerogramelor pot fi împărțite în mai multe categorii. Fără a se incerca o clasificare exhaustiva (care este greu de făcut, datorită numeroaselor concepte introduse în literatura în acest domeniu), pot fi semnalate câteva categorii importante de parametri și funcții, care prezintă interes atât datorită frecvenței cu care sunt utilizate în literatura, cat și datorită interesului direct pe care acestea îl prezintă pentru prezenta lucrare. Acestea sunt:

a) parametri obținuți direct din examinarea "vizuala" (practic, în prezent, bazată pe căutare automată în lungul unei înregistrări): valori de vârf ale acceleratiei terenului, PGA (peak ground acceleration), ale vitezei terenului, PGV, ale deplasarii terenului, PGD;

b) caracteristici obținute din integrari simple în timp: pe lângă vitezele și deplasarile la care s-a făcut referire mai înainte, integrală patratului acceleratiilor, propusă de Arias (referința [1] din lucrarea [8]) și utilizata direct în lucrare, caracteristici convenționale ale duratei miscarii;

c) caracteristici obținute pe baza unor transformări Fourier (spectre Fourier de amplitudini sau spectre Fourier complexe, pentru acceleratii, viteze, deplasări, integrale ale patratului modulului spectrelor Fourier);

d) caracteristici obținute pe baza unor integrari parametrice ale ecuatiei de mișcare a unui pendul și cautarii (automate a) unor maxime ale valorilor absolute (spectre liniare de acțiune seismică sau de răspuns seismic, pentru acceleratiile absolute, pseudovitezele relative, vitezele relative sau absolute, deplasarile relative sau absolute; spectre Fourier glisante pentru ferestre succesive de timp);

e) caracteristici obținute pe baza precedentelor: valori spectrale de vârf pentru acceleratii, PSA (peak spectral acceleration), viteze, PSV, pseudoviteze PSPV, etc.;

f) caracteristici omoloage celor din categoria (d), obținute pentru modele neliniare de diferite naturi ale unui pendul (spectre neliniare);

g) caracteristici de tipul funcțiilor de autocorelatie (pentru diferiți parametri ai miscarii) și de tipul densitatilor spectrale clasice (practic, caracteristici corespunzând caracterizarii unor funcții aleatoare stationare și ergodice, utilizate intrucatva abuziv, în ciuda caracterului tranzitoriu al miscarii seismice) sau evolutive;

h) caracteristici de tipul spectrului infasurator al răspunsului în viteze, spectre de durata, etc.

Deși categoriile menționate nu acoperă marea varietate reală a metodelor și căilor de caracterizare a miscarii seismice, ele dau o idee utila asupra posibilităților din acest domeniu.

3. STRATEGIE DE UTILIZARE ȘI DEZVOLTARE PRECONIZATA

3.1. Generalitati

Conform titlului lucrării, obiectul central al acesteia este constituit de dezvoltarea scării de intensitati seismice EMS-98 de asa natura, încât prin aceasta să fie acoperite în mod satisfăcător atât necesitățile inginerești, cat și situațiile specifice din țara noastră. În mod mai concret, aceste obiective revin la:

a) asigurarea compatibilitatii și chiar a corelării (mergand până la integrare) cu conceptiile și mijloacele inginerești moderne care privesc caracterizarea miscarii seismice a terenului;

b) acoperirea problemelor ridicate în țara noastră:

- de varietatea de compozitii spectrale observate (pe baza datelor instrumentale disponibile), ca și

- de specificul fondului construit existent.

Obiectivele din cele două categorii explicitate sunt strâns corelate. În măsura în care se va asigura compatibilitatea cu conceptiile inginerești actuale, care fac uz de cunoștințele de Dinamica structurilor, elementele metodologice specifice vor trebui să facă uz sistematic de aceste cunoștințe.

În cele ce urmează, sunt urmărite pe rând căile de utilizare și dezvoltare a metodologiei destinate utilizării la un nivel îmbunătățit a conceptului de intensitate seismică. Acestea au la baza dezvoltarile din lucrarea [8], privind estimarea intensitatii seismice, cu utilizarea drept criterii fundamentale a criteriilor instrumentale.

3.2. Utilizarea criteriilor instrumentale

În cele ce urmează, se examinează modul de utilizare a criteriilor instrumentale având în vedere funcțiunile conceptului de intensitate, enumerate în introducere.

Criteriile instrumentale, bazate pe prelucrarea accelerogramelor, prezentate în Anexa 1 [8], urmează să fie utilizate în primul rând pentru prelucrarea informatiei instrumentale obținute în timpul cutremurelor. Un exemplu în acest sens este dat în tabelele 5 ... 8 din Anexa 1 [8], care se referă la prelucrarea a patru înregistrări accelerografice succesive, obținute la statia București - INCERC. Prelucrarea prezentată se referă numai la intensitati bazate pe spectru (intensitati globale I(S), respectiv intensitati mediate pe anumite benzi spectrale (fi', fi''), cu frecventele fi exprimate în Hz, i(s) ● [fi', fi''], de diferite lățimi de banda, cu extremitatile ordonate în progresie geometrica). După acest model se pot determina intensitati globale bazate pe definitia lui Arias, I(A) (care sunt identice cu intensitatile bazate pe spectre Fourier, I(F)), ca și intensitati mediate pe anumite benzi spectrale (fi', fi''), bazate pe conceptul de destructivitate, i(d) ● [fi', fi''], respectiv pe transformata Fourier a accelerogramei, i(f) ● [fi', fi'']. De notat ca analizele de corelatie [8] evidențiază corelatiile puternice dintre rezultatele aplicării definitiilor alternative, care fac ca abaterile dintre rezultatele aplicării diferitelor definiții să fie inferioare unor abateri sesizabile pe baza criteriilor macroseismice.

Având în vedere cele arătate, este recomandabila aplicarea criteriilor instrumentale în vederea estimarilor de intensitate, în situațiile în care intensitatea macroseismica este de cel puțin VI, conform scarilor de factura tradiționala, MSK sau EMS. Aplicarea acestor criterii în cazul unor intensitati mai reduse va servi în principal la acumularea de informație destinată examinării posibilităților de extindere a utilizării criteriilor instrumentale în acest domeniu.

În situațiile în care se urmărește utilizarea conceptului de intensitate ca element de referința pentru zonarea seismică a teritoriului, apare, în lumina dezvoltarilor din Anexa 1 [8], necesitatea unei definiri mai precise a semnificatiei intensitatii. O prima cale este aceea, a conversiei intensitatii globale (considerate implicit spre exemplu în standardul SR 11100/1-93 [4]) în parametri de calcul ingineresc (după procedeul adoptat în prezent în normativul P.100-92, [5], parametrii k(s) și T(c)). Aceasta conversie necesita și o informație suplimentară, care să fie reprezentativa pentru compozitia spectrala a miscarilor seismice asteptate, întrucât în caz contrar apare situația unei ecuatii cu doua necunoscute. O alta cale, care poate fi considerată pentru viitor, este aceea, de a se înlocui o zonare raportată la o intensitate unica printr-o zonare reflectată de un sistem de harti, referitoare la benzi spectrale succesive. O astfel de soluție, care în principiu ar fi deosebit de interesanta, ar cere studii speciale de anvergura deosebită, atât sub raportul reexprimarii legilor de atenuare în termeni spectrali, cat și sub raportul unei sinteze satisfăcătoare a cunoștințelor referitoare la implicatiile mecanismelor de sursa și condițiilor locale asupra radiatiei seismice și compoziției spectrale a miscarii seismice a terenului. În consecința, aceasta soluție poate fi considerată ca o soluție pentru un viitor mai îndepărtat.

În situațiile în care se efectuează analize de vulnerabilitate pentru anumite categorii de lucrări (de regula, anumite categorii de clădiri), disponibilitatea acestui instrument de analiza și cuantificare oferă posibilitatea de raportare la severitatea miscarii seismice a terenului pentru benzile spectrale semnificative din punctul de vedere al categoriilor de lucrări considerate. Având în vedere dezvoltarile din lucrarea [8], se pot considera, în mod alternativ:

a) intensitati mediate pentru benzile spectrale în care se găsesc frecventele fundamentale ale categoriei de lucrări investigate;

b) vectori de intensitati mediate, pentru diferitele benzi succesive de frecvente care sunt incluse în intervalul de referința (0,25 Hz, 16,0 Hz).

Dintre cele doua cai, calea (a) apare drept cea mai fezabila, întrucât calea (b) include inevitabil complicatii considerabile (datorită unei generalizari importante a conceptului de vulnerabilitate) și disponibilitatea unei mari cantități de informație (cerută de caracterizarea intensitatii pentru diferitele benzi spectrale succesive). Drept urmare, calea (b) trebuie considerată drept o cale de viitor mai îndepărtat, iar pentru viitorul apropiat se poate recomanda procedura corespunzătoare caii (a).

3.3. Utilizarea rezultatelor anchetelor macroseismice inginerești

În cele ce urmează, se considera anchete macroseismice inginerești referitoare la comportarea construcțiilor de diferite categorii. În acest scop este prezentat în lucrarea [8] un chestionar destinat inspecțiilor inginerești (inspirat de o fișa de ancheta de nivel I, dezvoltata în Italia, sub egida GNDT). Se au în vedere doua direcții de utilizare de baza a datelor culese în acest cadru:

a) estimarea intensitatii seismice;

b) estimarea caracteristicilor de vulnerabilitate ale anumitor categorii de construcții.

În fiecare caz în parte, chestionarul preconizat permite colectarea unei informații mai bogate decât cea oferită de anchetele macroseismice standard. Pe de altă parte, spre deosebire de anchetele macroseismice standard, care sunt susceptibile de a beneficia de concursul unor nespecialisti (persoane din administrația de stat, personal didactic, etc.) și care oferă date pe baza unei priviri de ansamblu, inspecția detaliată se raportează la construcții individuale (de tipul unor clădiri) și are un caracter tehnic, care reclama prezenta și activitatea unor specialiști.

Din punctul de vedere al estimarilor de intensitate, urmează să se utilizeze regulile de estimare a gradului de avariere date de scara EMS-98, cu observatia ca estimarile vor trebui raportate la banda de frecvente de oscilatie în care se situeaza frecventele proprii semnificative ale construcțiilor (de regula, pentru ansamblul structural, frecventele proprii fundamentale, dar, pentru anumite componente nestructurale, care prezintă o individualitate marcată ca sisteme dinamice, cum ar fi aticele, coșurile de fum, etc., și banda de frecvente în care se situeaza frecventele proprii fundamentale ale acestora). Pe aceasta baza, se vor putea efectua estimari de intensitate raportate la anumite benzi spectrale.

Din punctul de vedere al analizelor de vulnerabilitate, un grad de avariere constatat este de dorit să se raporteze la intensitatea corespunzătoare benzii de frecventa relevante (având în vedere cele arătate în alineatul precedent, cu privire la semnificatia diferitelor benzi de frecventa din punctul de vedere al diferitelor categorii de lucrări). Se înțelege, pentru estimarea intensitatii referitoare la o bandă de frecvente relevanta, este necesar să se utilizeze date din alta sursa (de preferinta, când se dispune de date instrumentale furnizate de o statie accelerografica apropiată, date furnizate de prelucrarile la care s-a făcut referire în subcapitolul precedent; în lipsa acestora, estimari de intensitate pe baza inspecției de tip macroseismic, efectuate asupra unor categorii de lucrări ale căror caracteristici de vulnerabilitate se considera cunoscute la un nivel satisfăcător).

3.4. Aspecte suplimentare

Dezvoltarile prezentate evidențiază necesitatea unei activități stabile, de urmărire și de creare a unor baze de date de specialitate. Acestea condiționeaza punerea în valoare a elementelor metodologice specifice domeniului, evidentiate mai înainte.

Dezvoltarea unei activități de urmărire implica stabilirea unor categorii de lucrări care să constituie obiect de preocupare și colectarea informatiei relevante referitoare la starea lor actuala. Din acest punct de vedere, sunt de avut în vedere precizările conținute în chestionarul din lucrarea [8]. Pe de altă parte, categoriile de lucrări la care se referă un proiect de urmărire trebuie să constituie esantioane relevante pentru niște categorii de lucrări care prezintă importanța la nivel social și economic. În crearea și constituirea de baze de date trebuie să se aibă în vedere o colaborare interdisciplinara, între altele cu autoritățile responsabile de activitățile de recensământ și de evidenta cadastrala.

4. ADAPTAREA SCĂRII DE INTENSITATI LA CONDIȚIILE ROMÂNIEI ȘI LA NECESITĂȚILE INGINEREȘTI. STRUCTURA PRECONIZATA.

Scara de intensitati macroseismice EMS-98, [2], în prezent însușită oficial de Comisia Seismologica Europeană, a fost concepută în esenta în traditia scarilor anterioare de intensitati seismice, în sensul că:

- acordă prioritate absolută criteriilor macroseismice (lăsând explicit în sarcina viitorului o corelare cu criteriile instrumentale, în prezent total omise, ceea ce se poate considera ca un pas înapoi față de scara MSK);

- adopta drept criterii cu cea mai mare pondere criteriile referitoare la comportarea unor categorii traditionale de construcții;

- este orientata implicit, în mare măsura, spre estimarea intensitatilor evenimentelor din trecutul mai îndepărtat, istoric, care prezintă de altfel un interes obiectiv pentru țările care dispun de un patrimoniu vechi bogat;

- se preocupa de estimarea intensitatii (medii) pentru arii geografice relativ intinse (eventual părți ale unor orașe mari), nefiind recunoscut (cu excepția unui comentariu prezentat în subsidiar) faptul ca intensitatea trebuie concepută în principiu ca o caracteristica a miscarii locale, care poate fi eventual mediata pe anumite zone geografice, zone urbane, etc. Prin aceasta, scara EMS-98 adera la filosofia scarilor clasice, nearatand deschiderea necesară spre viitor.

Plecand de la aceste consideratii critice, adaptarea scării de intensitati din punctele de vedere arătate în titlu revine la preocuparea pentru doua aspecte de baza:

a) pe de o parte, compatibilizarea cu punctul de vedere ingineresc, sau filosofia inginereasca, pentru care se poate remarca tendinta spre o precizie ridicată (dacă se poate, totală); aceasta revine în esenta la:

a^i) recunoașterea faptului ca, la baza, intensitatea seismică trebuie considerată drept o caracteristica a miscarii locale (punctuale) a terenului, care poate diferi sensibil chiar între puncte destul de apropiate (chiar dacă aceasta nu se poate pune în evidenta de datele de observatie macroseismica, insuficient de detaliate și certe);

a^îi) compatibilizarea cu utilizarea informatiei instrumentale, care tinde în prezent, în toate țările, să se dezvolte rapid și sa devină bogata, densa;

a^iii) compatibilizarea criteriilor macroseismice referitoare la comportarea construcțiilor cu o definiție de precizie îmbunătățită a vulnerabilitatii construcțiilor;

a^iv) precizări metodologice privind corelarea, compatibilizarea și reconcilierea informatiei de diferite proveniente;

b) pe de altă parte, compatibilizarea cu situația în care fondul construit modern (de regula bazat pe o proiectare antiseismica explicita) reprezintă o fracțiune importanța (de multe ori chiar majoritara) a fondului construit existent; aceasta revine în esenta la:

b^i) dezvoltarea în mai mare măsura a criteriilor de estimare a intensitatii seismice pentru cazul clădirilor moderne (de regula, proiectate inginereste pentru a rezista acțiunii seismice), mergandu-se până la caracterizarea explicita a clădirilor pe baza parametrilor de referința avuti în vedere la proiectare și la privirea mai analitica asupra gradului de avariere, pe categorii de componente ale construcțiilor;

b^îi) crearea de mecanisme pentru dezvoltarea în continuare a criteriilor definite de scara de intensitati, de asa natura încât informația colectata în urma cutremurelor puternice sa conducă nu numai la estimari de intensitate, ci și la dezvoltarea criteriilor de estimare.

Cerințele exprimate mai înainte sunt, fără indoiala, legitime. Traducerea lor consecventa în realitate reprezintă însă o sarcina de mare dificultate și amploare, a carei rezolvare implica eforturi considerabile, în cadrul unui program vast, din unele puncte de vedere chiar la scara internationala. În orice caz, este de dorit să se facă apel la colaborarea tuturor celor interesați și competenți. În cele ce urmează, se prezintă totuși o serie de pasi în direcțiile menționate. Acești pasi este de dorit să fie continuati și amplificati în viitor, pe baza mobilizării unor forte superioare.

Compatibilizarea cu necesitățile inginerești revine la preocuparea atât pentru criteriile instrumentale, cat și pentru criteriile macroseismice. Mai mult, ea revine, plecand de la observațiile anterioare, la o conceptie diferita a structurii scării de intensitati, în care criteriile de baza sunt cele de natura instrumentala, iar criteriile macroseismice sunt considerate drept criterii derivate și drept mijloace de completare a informatiei instrumentale care, în viitorul previzibil, va rămâne limitată, datorită densitatii limitate a rețelelor accelerografice.

Pe linia arătată, pasii considerați la un nivel mai detaliat sunt următorii:

a) reconsiderarea structurii scării de intensitati;

b) formularea explicita a sistemului de criterii instrumentale, conceput ca sistem de baza și, în același timp, ca un sistem flexibil, care poate fi utilizat pentru cuantificari de niveluri diferite, dar compatibile, de detaliere, mergand de la estimarea unei intensitati unice, globale, pentru un loc dat, până la estimarea unei intensitati dependente de frecventa de oscilatie sau de direcție, cu definirea unor procedee de mediere pentru anumite intervale de frecventa și/sau pentru direcții orizontale ortogonale;

c) plecand de la faptul ca criteriile macroseismice sunt echivalente cu propozitii (vagi) de vulnerabilitate (notă: în scara EMS-98 se fac, în mod justificat, repetate referiri la conceptul de vulnerabilitate), introducerea unor moduri de definire a vulnerabilitatii care să fie în cat mai mare măsura compatibile cu cunoștințele actuale privind factorii care determina solicitarile construcțiilor în regim de oscilatii seismice și factorii care caracterizează comportarea (inclusiv avarierea de diferite niveluri de severitate a acestora); între altele, în primul rând, definirea caracteristicilor de vulnerabilitate prin raportare la (mai precis, condiționare în sens probabilistic în raport cu) intensitatea definită în modul cel mai relevant pentru o categorie de construcții (relevanta referindu-se în măsura posibilităților la un anumit interval de frecvente de oscilatie, semnificativ pentru tipul de construcție, eventual și la direcția de mișcare a terenului);

d) dezvoltarea de proceduri de comparare și reconciliere a informatiei privind intensitatile seismice produse, provenite din diferite surse.

Structura preconizata pentru dezvoltarea scării de intensitati este în linii mari următoarea:

- definirea obiectului scării de intensitati;

- definirea calitativă, de principiu, a intensitatii, plecand de la cazul în care se dispune de informație instrumentala certa pentru un anumit amplasament, atrăgându-se atenția asupra direcțiilor în care pot sa intervină detalieri sau medieri;

- prezentarea funcțiunilor conceptului de intensitate;

- criterii instrumentale de cuantificare a intensitatii (criterii alternative, valori globale și valori raportate la frecventa, cu reguli de mediere pe intervale de frecventa și pentru direcții orizontale ortogonale);

- criterii macroseismice de diferite categorii, bazate pe conceptul de vulnerabilitate, cu accent pe criteriile corespunzând comportării construcțiilor (definite în moduri alternative, plecand de la modurile de definire a vulnerabilitatii, cu referiri la domeniul de frecvente pentru care informația macroseismica este relevanta);

- reguli și recomandări privind alegerea esantioanelor utilizate pentru estimarea intensitatii macroseismice;

- reguli de interpretare a estimarilor bazate pe anchete macroseismice, cu considerarea perioadelor de colt prezumate;

- reguli de sinteza pentru informația instrumentala, în vederea precizarii criteriilor macroseismice și a extinderii sistemului de criterii macroseismice existente la categorii noi de lucrări.

REFERINȚE BIBLIOGRAFICE

1. Cutremurul de pământ din România de la 4 martie 1977, Ed. Academiei, București, 1982. (Balan, St., Cristescu, V., Cornea, I. (coord.)).

2. Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et Seismologie, vol. 15. 1998: European Macroseismic Scale 1998. Luxembourg (ed.: G. Grunthal).

3. IRS: Scara de intensitati macroseismice. STAS 3684-71.

4. IRS: Zonarea seismică a României. SR 11100/1-93.

5. MLPAT: Normativ pentru proiectarea antiseismica a construcțiilor de locuințe, social-culturale, agrozootehnice și industriale. Buletinul Construcțiilor, 12, 1992.

6. MLPAT: Regulament privind metodologia de inventariere a construcțiilor tip clădire din fondul construit existent, din punct de vedere al riscului seismic. Buletinul Construcțiilor, 6, 1995.

7. INCERC și Institutul de Geodinamica "Sabba S. Stefanescu" al Academiei Române: Scara Macroseismica Europeană (lucrarea [2] în original și traducere în limba română). Bul. Institutului de Geodinamica nr. 1, 2002.

8. INCERC și Institutul de Geodinamica "Sabba S. Stefanescu" al Academiei Române: Cercetări privind adaptarea scării de intensitati seismice europene EMS-98 la condițiile seismice ale României și la necesitățile inginerești 2002.

------