Normativ GT 053/2004

GHID PRIVIND ADAPTAREA SCĂRII DE INTENSITĂŢI SEISMICE EUROPENE £MS — 98 LA CONDIȚIILE SEISMICE ALE ROMÂNIEI ŞI LA NECESITĂŢILE INGINEREȘTI

1. GENERALITĂȚI

Lucrarea prezintă elemente metodologice pentru dezvoltarea unei scări de intensități seismice de factură tradiţională de aşa natură, încât să se realizeze o apropiere de unele necesități actuale de natură ştiinţifică şi tehnică, de importanță incontestabilă. Dintre scările de intensităţi de factură tradițională, este adoptată ca referință scara £MS-98, [2], cea mai evoluată, în prezent însuşită de Comisia Seismologică Europeană. Lucrarea pleacă de la o serie de realizări şi constatări care evidenţiază merite importante ale scării menţionate, dar şi o

serie de limitări ale acesteia, ca şi posibilități de dezvoltare, având în vedere atât evoluția cunoştinţelor de bază, cât şi disponibilitatea actuală a unui tezaur de date instrumentale (accelerografice), atât la nivel mondial, cât şi în ţara noastră. Trebuie menţionată în acest context, ca un element de importanță fundamentală, experiența directă din țara noastră, determinată de incidența cutremurelor puternice recente. În urma cutremurului din 1977.03.04 a devenit disponinbilă o primă înregistrare de bună calitate la nivelul terenului, obținută la INCERC - Bucureşti. În timpul cutremurelor din 1986.08.30, 1990.05.30 şi 1990.05.31 s-au

obţinut numeroase înregistrări, care au oferit o imagine a fenomenelor seismice de o precizie

şi o certitudine de neatins în absenţa instrumentării.

Lucrarea are ca obiectiv principal prezentarea unor dezvoltări care urmăresc adaptarea abordării macroseismice la necesitățile inginereşti de precizie şi certitudine, ca şi la necesitatea de a şe acoperi problemele generate (cu deosebire în țara noastră) de varietatea de

compoziţii spectrale evidenţiată de fondul de date accelerografice disponibile în prezent.

Prezenta lucrare a fost elaborată în cadrul activităţilor care urmăresc perfecționarea şi dezvoltarea bazei normative privind protecția antiseismică. Printre elementele metodologice

fundamentale, necesare activităţilor de specialitate, se găseşte fără îndoială, în primele

rânduri, problema cuantificării severității mişcării seismice a terenului. Importanța disponibilităţii unor instrumente de măsură adecvate în acest domeniu este cel puţin evidentă. Examinarea retrospectivă a activităţii de specialitate evidenţiază eforturile făcute de cercetători în vederea dezvoltării unor instrumente de măsură adecvate. Se pot identifica două orientări de bază care, din punct de vedere cronologic, se succed în mare măsură:

a) abordările specifice perioadei preinstrumentale (iniţiate în Europa practic în secolul 18), care s-au axat în linii mari pe definirea şi cuantificarea intensității macroseismice (între aceste abordări se încadrează şi unele tentative, în prezent vechi, de atribuire, pe baza unor elemente de apreciere, pentru diferitele g rade de intensitate, a unor valori, sau intervale de valori, ale unor parametri cinematici ai mişcării seismice a terenului);

b) abordările specifice perioadei instrumentale, în care s-a putut beneficia pe de o parte de date instrumentale (accelerografice) de bună calitate şi, pe de altă parte, de un suport analitic coerent (dezvoltările specifice Dinamicii structurilor şi Ingineriei seismice), care au fost caracterizate de introducerea unui număr mare de caracterizări pe baze instrumentale (accelerografice) a severităţii mişcării terenului pentru cazurile în care se dispunea de date instrumentale utillizabile în bune condiţii.

Cele două orientări coexistă în prezent, iar în sprijinul fiecăreia dintre ele există argumente puternice, de necontestat.

În sprijinul orientării (a) există două argumente principale:

- pentru dezvoltarea cunoştinţelor din domeniul seismologiei, seismologiei ingenereşti şi ingineriei seismice nu se poate face abstracție de experiența trecutului, iar pentru evenimentele din trecut (anterioare, în linii mari, jumătăţii secolului 20) se dispune exclusiv de informaţie macroseismică;

- chiar în prezent, în ciuda faptului că la nivel mondial numărul acceierografelor instalate este de ordinul zecilor de mii, densitatea rețelelor accelerografice se situează, chiar în țările cele mai avansate, sub necesitățile implicate de necesităţile de cunoaştere detaliată, astfel încât este necesară completarea informaţiei instrumentale cu informaţie de provenienţă macroseismică.

Pe de altă parte, în sprijinul orientării (b) există alte două argumente principale:

- informaţia de natură instrumentală prezintă o precizie şi o certitudine care, într-un fel, o apropie de perfecțiune, situând-o într-o categorie mult superioară, din punctul de vedere

al exigenţelor ştiinţifice şi tehnice, față de informaţia macroseismică;

-informaţia de natură instrumentală este în acord cu conceptele moderne din domeniul

Dinamicii structurilor şi Ingineriei seismice.

De pe poziţile orientării moderne se pot aduce mai multe critici stadiului reprezentat de utilizarea exclusivă, în concepţia tradițională, a criteriilor macroseismice de cuantificare a intensității seismice. Deşi nu este singura critică, cea mai importantă se referă la totala neglijare, de către criteriile macroseismice de factură tradițională, a caracterizării spectrale a mişcării seismice, caracterizare care, în lumina concepțiilor inginereşti actuale, este de importanță fundamentală. După cum se arată exemplificativ în subcapitolul 2.2, neglijarea caracterizării spectrale a mişcării seismice a terenului a condus în trecut la erori evidente de

zonare a teritoriului, fapt cu implicaţii sociale serioase.

Avantajele fiecăreia dintre cele două orientări fac ca acestea să aibă un caracter complementar şi să apară necesitatea de utilizare corelată a lor, în vederea dezvoltării cunoştinţelor metodologice de bază, ca şi în vederea acumulării de cunoştinţe concrete privind condiţiile seismice ale diferitelor zone geografice. Din păcate, în prezent se observă continuarea unei separări între activităţile specifice celor două orientări, ca şi o lipsă de comunicare între ele. Prezenta lucrare se constituie intr-un ghid în cadrul căruia se urmăreşte o abordare mai generală şi mai nuanțată a scării de intensități seismice, de aşa natură încât:

- să se tindă spre o compatibilizare cu necesităţile inginereşti de precizie şi certitudine;

- să se acopere (în consecință) problemele ridicate (în mod deosebit în ţara noastră) de

varietatea de compoziţii spectrale, evidenţiată de datele instrumentale disponibile.

În scopul îmbunătăţirii şi îmbogățirii fondului de cunoaştere şi de metodologii de specialitate, a fost efectuată traducerea în limba română a textului documentului [2], prezentându-se în paralel, în [7], textul original şi textul românesc. Textul respectiv este însoţit de o prezentare comparativă a scărilor de intensități MSK-64 şi EMS-98, de exemple ilustrative referitoare la estimarea gradului de avariere pentru unele clădiri din România afectate de cutremurul din 1977 şi de exemple de atribuire a intensității EMS-98 pentru

cutremure puternice din trecut (din 1802 şi 1838), pe baza unor însemnări documentare.

Lucrarea îşi are originile în experiența cutremurului din 1977.03.04, iar în dezvoltările

prezentate se dau unele detalii în acest sens, cu privire la dezvoltarea preocupărilor de punere

în valoare, la un nivel cât mai complet, a informaţiei macroseismice, şi de dezvoltare a unor instrumente analitice adecvate problematicii de specialitate (în această direcție se prezintă dezvoltări referitoare atât la criteriile instrumentale, cât şi la legătura dintre conceptele de vulnerabilitate seismică şi de intensitate seismică, prin care s-a devansat abordarea întâlnită în cadrul scării EMS-98).

În urma cutremurului din 1 977.03.04, s-a efectuat o anchetă macroseismică uzuală, conform metodologiei definite de scara MSK-64. Pe lângă aceasta, a fost inițiată o anchetă inginerească aprofundată, în cadrul căreia s-a acordat atenţie unui aspect neglijat de toate scările de intensităţi de factură tradițională, anume compoziția spectrală a mişcării seismice. Ca rezultat al anchetei inginereşti, s-au determinat pentru câteva zeci de carouri geografice din Bucureşti spectre statistice de avariere, raportate la o succesiune de intervale spectrale. Pe această bază s-au schițat hărți de isoseiste raportate la anumite intervale spectrale şi, de asemenea, s-au făcut estimări de vulnerabilitate pentru o serie de categorii de construcții. Trebuie menţionată în acest context corelaţia încurajatoare constatată între estimările spectrale efectuate pe baza anchetei inginereşti şi caracteristicile spectrale ale mişcării seismice determinate pe baza prelucrării înregistrării de la INCERC - Bucureşti. Această constatare încurajatoare a stat la baza unor lucrări cu caracter analitic, în care au fost propuse măsuri ale intensității seismice bazate pe date instrumentale, au fost făcute comparații cu estimările macroseismice de intensitate şi au fost efectuate analize statistice privind corelațiile dintre o serie de măsuri alternative, ca şi calibrări ale unor parametri proprii măsurilor respective [8]. O altă direcţie de dezvoltări analitice a fost aceea a legăturii dintre conceptele de vulnerabilitate seismică şi de intensitate seismică [8]. Aceasta a anticipat atenţia prioritară acordată în cadrul scării EMS-98 conceptului de vulnerabilitate seismică, apreciat ca element

fundamental pentru definirea şi estimarea intensității seismice.

Deşi scările de intensități moderne (în special MSK şi EMS) reprezintă un progres incontestabil în comparaţie cu scările mai vechi, trebuie menţionat faptul că ele sunt afectate şi de unele caracteristici criticabile, dintre care în primul rând: lipsa unei corelări satisfăcătoare între criteriile macroseismice şi cele instrumentale, ca şi lipsa de preocupare pentru compoziţia spectrală a mişcării terenului (a cărei importanţă este larg recunoscută în

cadrul ingineriei seismice).

O soluţie posibilă şi coerentă a problemei relaţiei dintre criteriile macroseismice şi cele instrumentale, este aceea a unei modificări radicale a raportului dintre criteriile macroseismice şi cele instrumentale, în sensul de a se postula un sistem de criterii instrumentale drept criterii fundamentale de estimare a intensității şi de a se considera criteriile macroseismice drept criterii secundare [8]. Implementarea acestei soluţii ar întâmpina însă în prezent obstacole importante. Pe de o parte, densitatea rețelelor accelerografice actuale este încă modestă, chiar în țările bogate şi avansate, iar acest fapt limitează informaţia instrumentală. Pe de altă parte, un obstacol şi mai puternic ar putea fi constituit de lipsa de disponibilitate a celor interesaţi, de a accepta o astfel de schimbare radicală. Având în vedere aceste fapte, este de aşteptat că introducerea în practică a unei abordări pe linia modificărilor preconizate va fi posibilă numai după un timp relativ îndelungat, în care să se lucreze în regim de colaborare interdisciplinară şi să se acumuleze

date şi experiență directă. Dezvoltările 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 mişcării seismice produse în timpul cutremurelor puternice, după incidența acestora;

- revederea estimărilor nivelului de severitate pentru cutremure anterioare, chiar “istorice”;

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

- precizarea conceptului de vulnerabilitate, din punctul de vedere al cuantificării severităţii mişcării terenului, la care se raportează distribuțiile condiționate în raport cu

gradele de avariere.

Din cele arătate, rezultă că dezvoltările prezentate se adresează cercetătorilor din domeniile seismologiei şi seismologiei inginereşti, ca şi cercetătorilor preocupați de analiza

vulnerabilității construcțiilor.

Lucrarea se adresează astfel cercetătorilor din domeniile seismologiei inginereşti şi ingineriei seismice, ca şi specialiştilor implicaţi în utilizarea scărilor de intensități seismice (în

mod special a scării £MS-98, în prezent adoptată oficial de Comisia Seismologică

Europeană), având în vedere diferitele funcțiuni ale scărilor de intensități seismice,

menţionate în continuare.

Prezenta lucrare pleacă de la următoarele premize principale:

- scările de factură tradițională (inclusiv scara EMS-98) prezintă limitări semnalate în continuare, care implică limitări ale satisfacerii rolului atribuit lor;

- dezvoltarea scării de intensități seismice implică o activitate de anvergură şi de durată, în care aplicarea experimentală cu ocazia producerii unor cutremure semnificative

joacă un rol de primă importanţă.

Scopul lucrării este acela, de a contribui la utilizarea unei mai complete şi consecvente caracterizări a mişcării seismice a terenului, prin intermediul:

- prezentării unor elemente metodologice care completează prevederile scărilor de intensităţi seismice de factură tradițională, oferind posibilitatea unei caracterizări mai complete a mişcării seismice a terenului;

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

Caracterizarea mai completă, la care se face referire, are în vedere toate funcțiunile

conceptului de intensitate seismică.

Adaptarea scării EMS-98 la necesităţile inginereşti şi la condiţiile seismice ale țării noastre constă în esenţă în:

- prezentarea unui sistem de criterii instrumentale care permite o abordare flexibilă a evaluării intensității seismice, mergând de la o caracterizare globală, similară celei date de scările de factură tradițională, până la o caracterizare detaliată, capabilă de a reflecta, după caz, caracteristici de natură spectrală şi direcţională ale mişcării seismice;

- crearea de posibilităţi de caracterizare într-un cadru unitar a intensității unor mişcări seismice cu caracteristici spectrale considerabil diferite, situație specifică țării 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 şi elemente referitoare la aplicare şi dezvoltarea ghidului; se fac unele referiri la cercetările prezentate în lucrarea [8], unde se prezintă: un sistem de criterii de estimare a intensității bazat pe date instrumentale, o variantă simplificată a acestuia, considerații privind relaţia dintre conceptele de intensitate seismică şi de vulnerabilitate seismică, precum şi un chestionar destinat în principal urmăririi comportării unor construcții aparținând unui eşantion supus mai multor cutremure semnificative succesive, în vederea identificării modului şi măsurii în care evenimentele succesive şi eventualele intervenţii ale omului influențează vulnerabilitatea seismică şi ar trebui considerate în dezvoltarea sistemului de criterii

macroseismice,

2. ELEMENTE DE FUNDAMENTARE

2.1. Referiri la dezvoltarea scărilor de intensități

Preocuparea pentru compararea nivelului de severitate a mişcărilor seismice şi pentru cuantificarea acestei severităţi a apărut în Europa spre sfârşitul 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 şi Richter), mai mult în America;

- scara MSK (Medvedev — Sponheuer — Kârnik), încă, în Europa şi

- scara EMS (European Macroseismic Scale, elaborată sub coordonarea grupului G. Griinthal — J. Schwarz — R. Musson — M. Stucchi), în perspectivă de utilizare generalizată în Europa.

Scara EMS este însuşită în prezent de Comisia Seismologică Europeană în varianta EMS-98 [2], după ce şi unele scări precedente fuseseră însuşite anterior. Scările enumerate prezintă o filieră comună şi reprezintă, în mare măsură, continuări şi perfecționări ale unor începuturi mai vechi, neamintite mai înainte. De notat că în Japonia se utilizează o scară

dezvoltată într-o filieră diferită, scara JMA (Japan Meteorological Agency).

O trăsătură comună a scărilor menţionate este faptul că ele acordă prioritate (dacă nu exclusivitate) utilizării criteriilor macroseismice (criterii care corespund observației vizuale în situaţia în care se efectuează anchete după cutremure, în scopul estimării distribuţiei

geografice a nivelului de severitate a mişcării terenului). Fără a se aprofunda în acest loc

problematica criteriilor macroseismice, trebuie menționat faptul că în etapele succesive de dezvoltare a scărilor de intensităţi s-a înregistrat un progres continuu în aprofundarea criteriilor macroseismice de estimare a intenstăţii seismice. Astfel, în scara MSK, criteriile macroseismice pot fi grupate în trei categorii:

a) criterii referitoare la reacția oamenilor şi animalelor;

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

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

Dintre acestea, criteriile din categoria (a) sunt semnificative practic numai pentru intensităţile joase, care nu au efecte din alte categorii. Criteriile din categoria (b) sunt cele mai importante şi elaborate, fiind de importanță fundamentală în cazul intensităților semnificative, ridicate (asupra lor se revine succint în continuare). Criteriile din categoria (c) sunt semnificative de regulă numai pentru intensităţile cele mai ridicate (şi prezintă mai puțină

relevanță pentru țara noastră).

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

- definirea categoriei de lucrări la care se referă criteriile;

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

- caracterizarea distribuţiei gradelor de avariere (frecvenţei relative cu care se observă aceste grade în cadrul anchetelor);

- estimarea, pe această bază (cu considerarea ponderată a mai multor categorii de lucrări), a intensității.

Aceste criterii sunt formulate de aşa natură, încât ele să fie utilizabile de către persoanele care răspund formularelor de anchetă (pe de o parte, să poată fi înțelese de acestea;

pe de altă parte, informaţia cerută să poată fi obținută rapid, fără eforturi speciale).

După ce scara MSK a înregistrat, în comparaţie cu scările anterioare, un progres remarcabil în ceea ce priveşte formularea criteriilor macroseismice, scara EMS a adus o nouă perfecţionare, care o situează din acest punct de vedere la un nivel superior. Elementul conceptual nou, cel mai semnificativ, al scării EMS (în varianta în prezent oficializată EMS-

98) este reprezentat de utilizarea explicită şi consecventă a conceptului de vulnerabilitate

seismică, făcându-se şi utilizându-se în permanență legătura logică între criteriile macroseismice din categoria (b) şi propoziţii (relativ vagi) referitoare la vulnerabilitatea seismică a lucrărilor omului. Trebuie menționat faptul că textul scării EMS-98 este însoțit de

comentarii şi exemplificări elaborate cu un înalt grad de atenţie şi competenţă.

În trecut au fost făcute încercări de a se formula şi criterii instrumentale pentru estimarea intensității seismice. Dintre acestea, soluţia cea mai recentă, care s-a încercat să fie şi cea mai completă, este cea corespunzătoare scării MSK, standardizată în țara noastră în varianta MSK-64 [3]. Criteriile instrumentale, considerate drept criterii secundare, date în

anexa standardului, sunt cele din tabelul 1.

Tabelul ]. Criterii instrumentale de evaluare a intensității seismice, conform scării MSK-64.

Gradul de Criterii instrumentale de evaluare intensitate Acceleraţia de vârf a Viteza de vârf a Deplasarea de vârf a mişcării terenului, cm/s? mişcării terenului, seismoscopului SBM, mm cm/s VI 25...50 2.4 — 1...2 VII 50...100 4.8 2.4 VIU 100...200 8...16 4.8 IX 200...400 16...32 8...16

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

Trebuie menţionat că un istoric al acestor tentative de cuantificare evidenţiază faptul că, pentru un grad de intensitate dat, nivelul amplitudinii atribuite mişcării terenului a avut o tendință continuă de creştere (spre exemplu, între variantele MSK-64 şi MSK-76 a apărut o creştere medie de cca. 40%; astfel, pentru gradul VIII, după criteriul acceleraţiilor de vârf, valorile erau cuprinse în intervalul 100,..200 cm/s? în varianta MSK-64, respectiv se considerau în medie de 200 cm/s? în varianta MSK-76).

De notat că în scara EMS-98 s-a renunţat total la criteriile instrumentale. Se arată în

textul scării EAS-98 că o reintroducere a acestora este o problemă a viitorului, pe măsura

sistematizării şi sintezei bogatei informaţii instrumentale care este oferită în prezent şi în perspectivă de înregistrările obținute în timpul cutremurelor puternice. Se poate aprecia că această renunțare reprezintă un pas înapoi față de scara MSK. În loc de a se ocoli dificultățile create de inadvertenţele criteriilor instrumentale ale scării MSK (semnalate exemplificativ în continuare), ar fi fost de dorit găsirea unei soluţii mai bune, respectiv dezvoltarea unui sistem de criterii instrumentale în cât mai mare măsură satisfăcător. Această filosofie a scării EMS (alături de un caracter vag al unora dintre formulările referitoare la criteriile macroseismice) a fost adoptată în esenţă sub presiunea seismologilor interesaţi în estimarea intensităților pentru cutremurele istorice (inclusiv a celor din antichitate), pentru care informația disponibilă este

vagă şi caracterizată printr-o incertitudine ridicată.

2.2. Referiri la datele instrumentale

În ţara noastră primele înregistrări ale mişcării seismice produse de un cutremur puternic au fost obținute în timpul cutremurului din 1977.03.04. Cea mai importantă înregistrare (singura completă, la nivelul terenului liber) a fost cea obţinută la INCERC -— Bucureşti, cu ajutorul unui accelerograf japonez SMAC - B. Dintre componentele mişcării, cea mai puternică a fost componenta N-S. Tentativa de utilizare a criteriilor instrumentale date de scara MSK în vederea estimării intensității seismice pentru această componentă s-a soldat cu următorul rezultat:

- după criteriul acceleraţiilor de vârf ale mişcării terenului, VII;

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

- după criteriul deplasărilor de vârf ale seismoscopului Medvedev, VII. Aceste rezultate prezintă discrepanțe inacceptabil de mari, care evidenţiază lipsuri majore ale sistemului de criterii menţionat. Principala cauză a acestor discrepanțe a fost faptul că principalul autor al scării, S. V. Medvedev, a calibrat criteriile instrumentale plecând de la înregistrările şi spectrele de acceleraţii absolute pentru cutremure californiene, singurele care îi erau accesibile în jurul anului 1960. Criteriile dezvoltate corespund unui spectru standard de

acceleraţii absolute, de forma:

Se (7, 0.05) = Suma (7 (D) Se (7, 0.05) = Suma X 0.5 17 (720.5 s)

care este compatibil, statistic vorbind, cu baza de date disponibilă în perioada respectivă. Pe

de altă parte, se poate verifica uşor 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 informaţie instrumentală uriaşă, care evidenţiază varietatea mare a compoziţiei spectrale a mişcării 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 -— Bucureşti arată marea diferență a acestora față de expresiile (1). Aceasta constituie cauza esențială a inadvertenţelor 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 şi Seismologie, în baza prevederilor standardului menționat, o anchetă macroseismică, pe baza căreia s-au determinat isoseistele cutremurului pentru teritoriul țării noastre. Astfel de anchete s-au întreprins şi în ţările învecinate, 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 Bucureşti (situație regăsită şi în alte cazuri). Pentru teritoriul oraşului s-a estimat intensitatea VIII, pe când pentru zona înconjurătoare s-a estimat intensitatea VII. Situaţia este similară constatărilor rezultate din ancheta efectuată după cutremurul din 1940.11.10, când în zona capitalei a fost evidenţiată de asemenea o insulă de intensitate mai ridicată decât cea din zona înconjurătoare. Drept urmare, atât în harta de zonare din STAS 2923 — 52, cât şi în harta de zonare din STAS 11100 / 1 — 77, s-a atribuit zonei municipiului Bucureşti intensitatea VIII, pe când zonei înconjurătoare i s-a atribuit intensitatea VII. O astfel de diferenţiere nu este susținută de datele geologice şi a făcut impresia de a fi determinată de considerente subiective. Un răspuns calificat la această problemă s-a putut da în urma examinării şi prelucrării informației instrumentale obținute în timpul cutremurelor puternice din 1986.08.30, 1990.05.30 şi 1990.05.31. Examinarea accelerogramelor şi spectrelor în lungul unui aliniament N-S (Văleni, Ploieşti, Periş, Otopeni,

Bucureşti — diferite staţii, Giurgiu) şi a unui aliniament E-W (Brăneşti, Bucureşti — diferite

stații, Bolintin) a arătat că, pentru toate cele trei evenimente, zona municipiului Bucureşti nu a constituit o insulă de intensitate mai ridicată, ci s-a încadrat (cu fluctuații inerente) în tendința generală (statistică) de scădere a intensităților odată cu creşterea distanţei față de zona epicentrală. Drept urmare, în hărțile din STAS 11100/1 - 91 şi SR 11100/1 - 93 nu mai există o insulă ca cea menţionată, ci teritoriul Municipiului Bucureşti, ca şi zona înconjurătoare, se situează în zona de grad VIII. Situaţia este aceeaşi la nivelul normativului de proiectare antiseismică P.100 — 92. Acest episod evidenţiază efectele serioase ale inadvertențelor scării

de intensități seismice.

2.3. Referiri la ancheta inginerească aprofundată din 1977

În Bucureşti a fost organizată, în aceeaşi perioadă, o anchetă inginerească mai detaliată, care a avut la bază evaluarea gradelor de avariere suferite de un număr de peste 18000 clădiri, alese după un algoritm special pe întinderea a 62 de carouri stabilite pe întinderea oraşului. Pe baza rezultatelor s-au determinat spectre statistice ale gradelor de avariere, pentru fiecare dintre carourile menţionate (spectrele respective evidenţiau gradul mediu de avariere ca funcţie de perioadele proprii fundamentale ale clădirilor, estimate pe baza unui algoritm simplu). În continuare, pe această bază, au fost schițate hărți de isoseiste pentru diferite intervale de perioade de oscilație [1]. Spectrele statistice de avariere, ca şi hărţile de isoseiste menţionate, au evidenţiat faptul că intensitățile estimate (manifestate prin efecte asupra construcțiilor) au diferit în funcţie de intervalele de perioade (sau frecvențe) de oscilație pentru care au fost întocmite. Cu alte cuvinte, a fost evidenţiat faptul că intensitatea seismică era în general diferită pentru diferite intervale de perioade (sau de frecvenţe) de oscilație. Această constatare a stat la baza unor lucrări de cercetare în care a predominat aspectul analitic şi în care au fost propuse criterii instrumentale care să permită estimarea intensității seismice pe baze instrumentale, cu evitarea unor contradicții ca cele semnalate mai înainte în legătură cu tentativa de utilizare a criteriilor scării MSK, redate în tabelul 1. Prezentarea unor dezvoltări în această direcție constituie unul din obiectele principale ale

preocupărilor de specialitate [8].

2.4. Funcţiuni ale conceptului de intensitate seismică Examinarea domeniilor şi activităţilor în care intervine conceptul de intensitate

seismică evidenţiază trei funcțiuni principale ale acestuia:

a) instrument de evaluare a intensității mişcării seismice a terenului, la un amplasament dat sau într-o zonă dată, în timpul unui cutremur produs;

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

c) element de referință pentru caracterizarea vulnerabilităţii seismice a construcțiilor

(sau a altor lucrări ale omului).

Considerarea acestor funcțiuni este de primă importanță pentru a se preciza cerințele cărora trebuie să le răspundă definirea intensității şi precizarea metodelor de cuantificare a ei. În cadrul lucrării se urmăreşte să se răspundă în cât mai mare măsură cerinţelor respective.

Dezvoltările analitice prezentate în lucrarea [8] servesc drept suport acestei preocupări.

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

Cunoştinţele actuale din domeniile seismologiei inginereşti şi ingineriei seismice se găsesc într-un stadiu în care criteriile de factură cinematică, referitoare la caracterizarea şi cuantificarea mişcării seismice a terenului, în prezent întru totul compatibile cu datele obtenibile cu mijloace instrumentale, se bucură de o largă aplicare. Analizele inginereşti actuale privind comportarea construcţiilor supuse acțiunii seismice introduc explicit în calcule parametri sau funcţii din această categorie. Doi factori de bază au condus la acest stadiu de dezvoltare:

- pe de o parte, dezvoltarea Dinamicii structurilor, disciplină al cărei obiect este reprezentat de analiza mişcării structurilor supuse acțiunilor dinamice;

- pe de altă parte, dezvoltarea aparaturii de măsurare — înregistrare a parametrilor mişcării (acceleraţii, viteze, deplasări); acestea se referă atât la mişcarea unor puncte ale

terenului, cât şi la mișcarea unor puncte ale construcțiilor.

Preocupările de specialitate privind caracterizarea mişcării seismice pot avea în vedere două situaţii principial diferite:

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

- pe de altă parte, cazul unor mişcări posibile (sau aşteptate) în viitor, ale căror

caracteristici trebuie anticipate.

Diferența dintre cele două situații este fundamentală. În timp ce, dacă se dispune de înregistrări de calitate, o mişcare trecută poate fi cunoscută complet şi caracterizată, în consecință, cu mijloace deterministe, mişcările viitoare nu pot fi anticipate, în lumina cunoştinţelor actuale, în termeni determinişti. Din acest motiv, în stadiul actual de dezvoltare a cunoaşterii, se utilizează pe scară largă, pentru anticiparea caracteristicilor mişcărilor viitoare, mijloace de factură probabilistică. Acestea trebuie să acopere o gamă largă de probleme, mergând de la caracterizarea unei mişcări individuale până la considerarea anticipativă a succesiunilor aşteptate de mişcări seismice de diferite niveluri de severitate, cu

diferite compoziţii spectrale etc..

Prezenta lucrare are drept obiect principal cazul mişcărilor seismice trecute, iar din acest motiv nu apare necesitatea utilizării reprezentărilor probabilistice din punctul de vedere al caracterizării detaliate a mişcărilor seismice (problema utilizării unor noțiuni de factură probabilistică apare, totuși, în legătură cu criteriile macroseismice care, în lumina cunoştinţelor actuale, au la bază conceptul de vulnerabilitate seismică, concept care, la rândul

lui, este de factură probabilistică).

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

- instrumente care înregistrează trasa unui pendul (de regulă sferic), fără a oferi informaţii asupra variaţiei în timp a mişcării, numite seismoscoape;

- instrumente care înregistrează o caracteristică a mişcării seismice (deplasare sau derivată de anumit ordin în raport cu timpul a acesteia) ca funcţie explicită de variabila timp, numite seismografe, accelerografe etc.

Trebuie menţionat în acest sens faptul că seismoscoapele, care, datorită prețului lor modest, s- au bucurat de o anumită utilizare în urmă cu câteva decenii, sunt în prezent scoase din uz, datorită limitării informaţiei pe care o pot oferi şi datorită faptului că accelerografele au devenit treptat mai accesibile ca preţ, în paralel cu progresul net al performanţelor lor. Instrumentele de bază, utilizate în prezent pe scară largă, sunt accelerografele (care au la bază penduli seismici cu frecvenţe proprii cât mai ridicate posibil). În special dezvoltările recente, în care s-a asociat utilizarea unor captori cu frecvențe proprii foarte ridicate cu utilizarea

tehnicii digitale de măsurare — înregistrare, au condus la instrumente deosebit de performante,

care satisfac la un foarte bun nivel necesitățile de colectare a datelor privind mişcarea

seismică la nivelul terenului, la nivelul unor etaje ale construcțiilor etc..

Ținând seama de cele arătate, în cele ce urmează se consideră caracteristici ale mişcărilor seismice obţinute pe baza accelerogramelor. Nu interesează în acest loc problematica prelucrării primare a accelerogramelor (corecţii, integrări pentru a se obține istorii în timp ale vitezelor şi deplasărilor), care din punctul de vedere al lucrării se consideră

depăşite. Tot astfel, nu interesează anumite detalii ale unor algoritme de calcul.

2.6. Categorii principale de caracteristici

Caracteristicile mişcării seismice deduse pe baza accelerogramelor pot fi împărțite în mai multe categorii. Fără a se încerca o clasificare exhaustivă (care este greu de făcut, datorită numeroaselor concepte introduse în literatură în acest domeniu), pot fi semnalate câteva categorii importante de parametri şi funcţii, care prezintă interes atât datorită frecvenţei cu care sunt utilizate în literatură, cât şi datorită interesului direct pe care acestea îl prezintă

pentru prezenta lucrare. Acestea sunt:

a) parametri obţinuţi direct din examinarea “vizuală” (practic, în prezent, bazată pe căutare automată în lungul unei înregistrări): valori de vârf ale accelerației terenului, PGA

(peak ground acceleration), ale vitezei terenului, PGV, ale deplasării terenului, PGD;

b) caracteristici obţinute din integrări simple în timp: pe lângă vitezele şi deplasările la care s-a făcut referire mai înainte, integrala pătratului acceleraţiilor, propusă de Arias (referința [1] din lucrarea [8]) şi utilizată direct în lucrare, caracteristici convenționale ale

duratei mişcării;

c) caracteristici obținute pe baza unor transformări Fourier (spectre Fourier de amplitudini sau spectre Fourier complexe, pentru acceleraţii, viteze, deplasări, integrale ale

pătratului modulului spectrelor Fourier);

d) caracteristici obținute pe baza unor integrări parametrice ale ecuaţiei de mişcare a unui pendul şi căutării (automate a) unor maxime ale valorilor absolute (spectre liniare de

acţiune seismică sau de răspuns seismic, pentru acceleraţiile absolute, pseudovitezele relative,

vitezele relative sau absolute, deplasările relative sau absolute; spectre Fourier glisante pentru

ferestre succesive de timp);

e) caracteristici obținute pe baza precedentelor: valori spectrale de vârf pentru

acceleraţii, PSA (peak spectral acceleration), viteze, PSV, pseudoviteze PSPV etc.;

£) caracteristici omoloage celor din categoria (d), obţinute pentru modele neliniare de

diferite naturi ale unui pendul (spectre neliniare);

8) caracteristici de tipul funcţiilor de autocorelaţie (pentru diferiţi parametri ai mișcării) şi de tipul densităţilor spectrale clasice (practic, caracteristici corespunzând caracterizării unor funcții aleatoare staţionare şi ergodice, utilizate întrucâtva abuziv, în ciuda

caracterului tranzitoriu al mişcării seismice) sau evolutive;

h) caracteristici de tipul spectrului înfăşurător al răspunsului în viteze, spectre de

durată etc.

Deşi categoriile menţionate nu acoperă marea varietate reală a metodelor şi căilor de

3. STRATEGIE DE UTILIZARE ŞI DEZVOLTARE PRECONIZATĂ

3,1. Generalități

Conform titlului lucrării, obiectul central al acesteia este constituit de dezvoltarea scării de intensităţi seismice EMS-98 de aşa natură, încât prin aceasta să fie acoperite în mod satisfăcător atât necesităţile inginereşti, cât şi situaţiile specifice din ţara noastră. În mod mai concret, aceste obiective revin la: concepțiile şi mijloacele inginereşti moderne care privesc caracterizarea mişcării seismice a terenului;

b) acoperirea problemelor ridicate în țara noastră:

- de varietatea de compoziţii spectrale observate (pe baza datelor instrumentale disponibile), ca şi

- de specificul fondului construit existent.

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

aceste cunoştinţe.

În cele ce urmează, sunt urmărite pe rând căile de utilizare şi dezvoltare a metodologiei destinate utilizării la un nivel îmbunătăţit a conceptului de intensitate seismică. Acestea au la bază dezvoltările din lucrarea [8], privind estimarea intensității 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 informaţiei 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 stația Bucureşti — INCERC. Prelucrarea prezentată se referă numai la intensităţi bazate pe spectru (intensităţi globale /5, respectiv intensități mediate pe anumite benzi spectrale (g', p”), cu frecvențele g exprimate în Hz, i;*(p', p”), de diferite lățimi de bandă, cu extremitățile ordonate în progresie geometrică). După acest model se pot determina intensităţi globale bazate pe definiţia lui Arias, IA (care sunt identice cu intensitățile bazate pe spectre Fourier, Ip), ca şi intensități mediate pe anumite benzi spectrale (', 4”), bazate pe conceptul de destructivitate, i,*(g”, p”), respectiv pe transformata Fourier a accelerogramei, i7*(p', p”). De notat că analizele de corelaţie [8] evidenţiază corelaţiile puternice dintre rezultatele aplicării definiţiilor 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 recomandabilă aplicarea criteriilor instrumentale în vederea estimărilor de intensitate, în situaţiile în care intensitatea macroseismică este de cel puţin VI, conform scărilor de factură tradițională, MSK sau EMS. Aplicarea acestor criterii în

cazul unor intensități mai reduse va servi în principal la acumularea de informaţie destinată

În situaţiile în care se urmăreşte utilizarea conceptului de intensitate ca element de referință pentru zonarea seismică a teritoriului, apare, în lumina dezvoltărilor din Anexa | [8], necesitatea unei definiri mai precise a semnificației intensității. O primă cale este aceea, a conversiei intensității 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; şi Te). Această conversie necesită şi o informaţie suplimentară, care să fie reprezentativă pentru compoziţia spectrală a mişcărilor seismice aşteptate, întrucât în caz contrar apare situația unei ecuaţii cu două necunoscute. O altă cale, care poate fi considerată pentru viitor, este aceea, de a se înlocui o zonare raportată la o intensitate unică printr-o zonare reflectată de un sistem de hărţi, referitoare la benzi spectrale succesive. O astfel de soluţie, care în principiu ar fi deosebit de interesantă, ar cere studii speciale de anvergură deosebită, atât sub raportul reexprimării legilor de atenuare în termeni spectrali, cât şi sub raportul unei sinteze satisfăcătoare a cunoştinţelor referitoare la implicațiile mecanismelor de sursă şi condiţiilor locale asupra radiaţiei seismice şi compoziţiei spectrale a mişcării seismice a terenului. În consecință, această soluție poate fi considerată ca o soluție pentru un viitor mai

îndepărtat.

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

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

b) vectori de intensități mediate, pentru diferitele benzi succesive de frecvenţe care

sunt incluse în intervalul de referință (0.25 Hz, 16.0 Hz).

Dintre cele două căi, calea (a) apare drept cea mai fezabilă, întrucât calea (b) include inevitabil complicaţii considerabile (datorită unei generalizări importante a conceptului de vulnerabilitate) şi disponibilitatea unei mari cantităţi de informaţie (cerută de caracterizarea intensității pentru diferitele benzi spectrale succesive). Drept urmare, calea (b) trebuie considerată drept o cale de viitor mai îndepartat, iar pentru viitorul apropiat se poate

recomanda procedura corespunzătoare căii (a).

3.3. Utilizarea rezultatelor anchetelor macroseismice inginereşti

În cele ce urmează, se consideră anchete macroseismice inginereşti referitoare la comportarea construcțiilor de diferite categorii. În acest scop este prezentat în lucrarea [8] un chestionar destinat inspecțiilor inginereşti (inspirat de o fişă de anchetă de nivel [, dezvoltată în Italia, sub egida GNDT). Se au în vedere două direcții de utilizare de bază a datelor culese în acest cadru:

a) estimarea intensității seismice;

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

În fiecare caz în parte, chestionarul preconizat permite colectarea unei informaţii 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 nespecialişti (persoane din administraţia de stat, personal didactic etc.) şi care oferă date pe baza unei priviri de ansamblu, inspecția detaliată se raportează la construcții individuale (de tipul unor clădiri) şi are un caracter tehnic, care reclamă prezența şi activitatea unor

specialişti.

Din punctul de vedere al estimărilor de intensitate, urmează să se utilizeze regulile de estimare a gradului de avariere date de scara EMS-98, cu observaţia că estimările vor trebui raportate la banda de frecvențe de oscilație în care se situează frecvențele proprii semnificative ale construcţiilor (de regulă, pentru ansamblul structural, frecvențele proprii fundamentale, dar, pentru anumite componente nestructurale, care prezintă o individualitate marcată ca sisteme dinamice, cum ar fi aticele, coşurile de fum etc., şi banda de frecvenţe în care se situează frecvențele proprii fundamentale ale acestora). Pe această bază, se vor putea

efectua estimări 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 frecvență relevante (având în vedere cele arătate în alineatul precedent, cu privire la semnificaţia diferitelor benzi de frecvență din punctul de vedere al diferitelor categorii de lucrări). Se înțelege, pentru estimarea intensității referitoare la o bandă de frecvenţe relevantă, este necesar să se utilizeze date din altă sursă (de preferință, când se dispune de date instrumentale furnizate de o stație accelerografică apropiată, date furnizate de prelucrările la care s-a făcut referire în subcapitolul precedent; în lipsa acestora, estimări de intensitate pe baza inspecției de tip macroseismic, efectuate asupra unor categorii de lucrări ale căror caracteristici de

vulnerabilitate se consideră cunoscute la un nivel satisfăcător).

3.4. Aspecte suplimentare Dezvoltările prezentate evidenţiază necesitatea unei activități stabile, de urmărire şi de creare a unor baze de date de specialitate. Acestea condiționează punerea în valoare a

elementelor metodologice specifice domeniului, evidenţiate mai înainte.

Dezvoltarea unei activități de urmărire implică stabilirea unor categorii de lucrări care să constituie obiect de preocupare şi colectarea informaţiei relevante referitoare la starea lor actuală. Din acest punct de vedere, sunt de avut în vedere precizările conţinute în chestionarul din lucrarea [8]. Pe de altă parte, categoriile de lucrări la care se referă un proiect de urmărire trebuie să constituie eşantioane relevante pentru nişte categorii de lucrări care prezintă importanță la nivel social şi economic. În crearea şi constituirea de baze de date trebuie să se aibă în vedere o colaborare interdisciplinară, între altele cu autorităţile responsabile de

activităţile de recensământ şi de evidență cadastrală.

4. ADAPTAREA SCĂRII DE INTENSITĂȚI LA CONDIŢIILE ROMÂNIEI ŞI LA NECESITĂŢILE INGINEREȘTI. STRUCTURĂ PRECONIZATĂ.

Scara de intensități macroseismice EMS-98, [2], în prezent însuşită oficial de Comisia Seismologică Europeană, a fost concepută în esență în tradiţia scărilor anterioare de intensităţi

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 faţă de scara MSK);

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

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

- se preocupă de estimarea intensității (medii) pentru arii geografice relativ întinse (eventual părți ale unor oraşe mari), nefiind recunoscut (cu excepția unui comentariu prezentat în subsidiar) faptul că intensitatea trebuie concepută în principiu ca o caracteristică a mișcării locale, care poate fi eventual mediată pe anumite zone geografice, zone urbane etc..

Prin aceasta, scara EMS-98 aderă la filosofia scărilor clasice, nearătând deschiderea necesară

spre viitor.

Plecând de la aceste consideraţii critice, adaptarea scării de intensităţi din punctele de

vedere arătate în titlu revine la preocuparea pentru două aspecte de bază:

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

ai) recunoaşterea faptului că, la bază, intensitatea seismică trebuie considerată drept o caracteristică a mişcării locale (punctuale) a terenului, care poate diferi sensibil chiar între puncte destul de apropiate (chiar dacă aceasta nu se poate pune în evidență de datele de observaţie macroseismică, insuficient de detaliate şi certe);

ali) compatibilizarea cu utilizarea informaţiei instrumentale, care tinde în prezent, în toate ţările, să se dezvolte rapid şi să devină bogată, densă;

af) compatibilizarea criteriilor macroseismice referitoare la comportarea construcțiilor cu o definiţie de precizie îmbunătăţită a vulnerabilităţii construcțiilor;

a”) precizări metodologice privind corelarea, compatibilizarea şi reconcilierea

informației de diferite provenienţe;

b) pe de altă parte, compatibilizarea cu situaţia în care fondul construit modern (de regulă bazat pe o proiectare antiseismică explicită) reprezintă o fracțiune importantă (de multe ori chiar majoritară) a fondului construit existent; aceasta revine în esenţă la:

bi) dezvoltarea în mai mare măsură a criteriilor de estimare a intensității seismice pentru cazul clădirilor moderne (de regulă, proiectate inginereşte pentru a rezista acțiunii seismice), mergându-se până la caracterizarea explicită a clădirilor pe baza parametrilor de referință avuţi în vedere la proiectare şi la privirea mai analitică asupra gradului de avariere, pe categorii de componente ale construcțiilor;

bii) crearea de mecanisme pentru dezvoltarea în continuare a criteriilor definite de scara de intensităţi, de aşa natură încât informaţia colectată în urma cutremurelor puternice să conducă nu numai la estimări de intensitate, ci şi la dezvoltarea criteriilor

de estimare.

Cerinţele exprimate mai înainte sunt, fără îndoială, legitime. Traducerea lor consecventă în realitate reprezintă însă o sarcină de mare dificultate şi amploare, a cărei rezolvare implică eforturi considerabile, în cadrul unui program vast, din unele puncte de vedere chiar la scară internaţională. În orice caz, este de dorit să se facă apel la colaborarea tuturor celor interesaţi şi competenți. În cele ce urmează, se prezintă totuşi o serie de paşi în direcţiile menţionate. Aceşti paşi este de dorit să fie continuaţi şi amplificaţi în viitor, pe baza mobilizării unor forțe

superioare.

Compatibilizarea cu necesităţile inginereşti revine la preocuparea atât pentru criteriile instrumentale, cât şi pentru criteriile macroseismice. Mai mult, ea revine, plecând de la observaţiile anterioare, la o concepție diferită a structurii scării de intensităţi, în care criteriile de bază sunt cele de natură instrumentală, iar criteriile macroseismice sunt considerate drept criterii derivate şi drept mijloace de completare a informaţiei instrumentale care, în viitorul

previzibil, va rămâne limitată, datorită densității limitate a rețelelor accelerografice.

Pe linia arătată, paşii consideraţi la un nivel mai detaliat sunt următorii:

a) reconsiderarea structurii scării de intensități;

b) formularea explicită a sistemului de criterii instrumentale, conceput ca sistem de bază şi, în acelaşi timp, ca un sistem flexibil, care poate fi utilizat pentru cuantificări de

niveluri diferite, dar compatibile, de detaliere, mergând de la estimarea unei intensități unice,

globale, pentru un loc dat, până la estimarea unei intensități dependente de frecvența de oscilație sau de direcţie, cu definirea unor procedee de mediere pentru anumite intervale de frecvenţă şi/sau pentru direcţii orizontale ortogonale;

c) plecând de la faptul că criteriile macroseismice sunt echivalente cu propoziții (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 vulnerabilităţii care să fie în cât mai mare măsură compatibile cu cunoştinţele actuale privind factorii care determină solicitările construcţiilor în regim de oscilaţii seismice şi 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 interval de frecvențe de oscilație, semnificativ pentru tipul de construcţie, eventual şi la direcția de mişcare a terenului);

d) dezvoltarea de proceduri de comparare şi reconciliere a informaţiei privind

intensităţile seismice produse, provenite din diferite surse.

Structura preconizată pentru dezvoltarea scării de intensităţi este în linii mari

următoarea:

- definirea obiectului scării de intensităţi;

- definirea calitativă, de principiu, a intensității, plecând de la cazul în care se dispune de informaţie instrumentală certă pentru un anumit amplasament, atrăgându-se atenţia asupra direcțiilor în care pot să intervină detalieri sau medieri;

- prezentarea funcțiunilor conceptului de intensitate;

- criterii instrumentale de cuantificare a intensității (criterii alternative, valori globale şi valori raportate la frecvență, cu reguli de mediere pe intervale de frecvenţă şi pentru direcţii orizontale ortogonale);

- criterii macroseismice de diferite categorii, bazate pe conceptul de vulnerabilitate, cu accent pe criteriile corespunzând comportării construcțiilor (definite în moduri alternative, plecând de la modurile de definire a vulnerabillităţii, cu referiri la domeniul de frecvenţe pentru care informaţia macroseismică este relevantă);

- reguli şi recomandări privind alegerea eşantioanelor utilizate pentru estimarea

intensității macroseismice;

- reguli de interpretare a estimărilor bazate pe anchete macroseismice, cu considerarea perioadelor de colț prezumate;

- reguli de sinteză pentru informaţia instrumentală, în vederea precizării criteriilor macroseismice şi a extinderii sistemului de criterii macroseismice existente la

categorii noi de lucrări.

REFERINŢE BIBLIOGRAFICE

Cutremurul de pământ din România de la 4 martie 1977. Ed. Academiei, Bucureşti, 1982.

(Bălan, Şt., Cristescu, V,, Cornea, I.(coord.)).

.. Cahiers du Centre Europeen de Geodynamique et Seismologie, vol. 15. 1998: European

Macroseismic Scale 1998. Luxembourg (ed.: G. Griinthal).

.. IRS: Scara de intensități macroseismice. STAS 3684 — 71.

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

„ MLPAT: Normativ pentru proiectarea antiseismică a construcțiilor de locuinţe, social —

culturale, agrozootehnice şi industriale. Buletinul Construcţiilor, 12, 1992.

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

INCERC şi Institutul de Geodinamică “Sabba S. Ștefănescu” al Academiei Române: Scara Macroseismică Europeană (lucrarea [2] în original şi traducere în limba română). Bul. Institutului de Geodinamică nr. 1, 2002.

INCERC şi Institutul de Geodinamică “Sabba S. Ştefănescu” al Academiei Române: Cercetări privind adaptarea scării de intensităţi seismice europene EMS — 98 la condiţiile

seismice ale României şi la necesităţile inginereşti 2002.