Perché una probabilità di superamento del 10% in 50 anni? Un nuovo approccio alla progettazione sismica

SOMMARIO

Questo lavoro propone un’analisi critica dei valori probabilistici alla base della definizione dell’input sismico nelle attuali normative nazionali ed internazionali. Ricostruendo l’evoluzione storica dei valori proposti dai codici si evidenzia l’arbitrarietà con cui quelli attribuiti alla “vita di riferimento” e alla “probabilità di eccedenza” sono stati definiti. Come conseguenza, considerazioni soggettive sul rischio accettabile sono state adottate come “standard” in diversi paesi del mondo. L’attuale impostazione normativa esclude dalla progettazione l’effetto degli eventi considerati rari, basandosi sulla volontà di ridurre il costo di costruzione. Tale approccio si è rivelato errato in occasione di numerosi eventi, con costi post-evento che superano quelli di prima costruzione. Al fine di superare gli attuali limiti normativi, viene proposto un nuovo metodo per la definizione dell’input sismico, facendo riferimento ad una analisi Neo-deterministica della pericolosità sismica. Tale input rappresenta l’effetto dei massimi eventi sismici plausibili per un sito di interesse. L’utilizzo di tale input viene inoltre inserito nell’attuale approccio prestazionale, tenendo in considerazione “l’ignoranza” del sisma rispetto alla struttura (i.e. un sisma non conosce l’importanza della struttura colpita). Un’applicazione progettuale è descritta per la città di Norcia mostrando come, a fronte di un considerevole aumento della sicurezza, l’aumento dei costi con questa nuova metodologia sia modesto. 

INTRODUZIONE

Il concetto di Performance Based Seismic Design (PBSD) si può far risalire al 1974, quando il commentario alla quarta edizione del SEAOC Recommended Lateral Force Requirements osservava (BSSC 2015) che “le strutture dovrebbero resistere ai terremoti deboli senza danni, ai terremoti moderati senza danni strutturali ma con danni limitati ai componenti non strutturali, ai terremoti forti con sostanziali danni strutturali e non strutturali e ai più forti terremoti mai verificatisi senza collassare”.

Queste considerazioni erano frutto dell’osservazione che, dopo eventi di entità minore, molte strutture pur non avendo subito danni strutturali avevano riportato gravi danni ai componenti non strutturali con conseguente oneroso dispendio economico (es. telai in acciaio resistenti ma molto deformabili lateralmente).

Questo tipo di approccio è di fatto molto simile a quello seguito con i carichi gravitazionali (controllo dello stati limite ultimo e di esercizio secondo combinazioni diverse).

L’approccio moderno alla progettazione prestazionale comprende principalmente le seguenti fasi (e.g. Bertero & Bertero 2002):

1. valutazione della pericolosità sismica (Seismic Hazard Assessment – SHA);
2. definizione dei diversi livelli di prestazione strutturale e non strutturale (Stati limite, Performance Levels – PLs);
3. identificazione delle prestazioni accettabili per l’edificio in esame (Performance Objective – PO);
4. analisi strutturale e verifica.

Nel presente lavoro si introduce l’attuale pratica del PBSD, se ne individuano le criticità  e si ripercorre la sua evoluzione storica al fine di comprendere le motivazioni che stanno alla base delle attuali normative nazionali e internazionali. L’articolo si focalizza inoltre sulla valutazione della pericolosità sismica e sull’identificazione delle prestazioni accettabili per un edificio.

SCARICA IL PDF CON L'ARTICOLO INTEGRALE

Articolo tratto dagli Atti delle Giornate ANIDIS 2017