Effetti delle incertezze intrinseche ed epistemiche sulla risposta sismica degli aggregati edilizi: formulazione analitica di una procedura non lineare e relativi studi di sensitività

I centri storici sono comunemente il risultato di una serie di eventi succedutisi nel tempo che danno luogo a una stratificazione temporale e spaziale di sistemi aggregativi di costruzioni che presentano, agli occhi dell’analista strutturale, una profonda complessità che rende ardua la valutazione della loro vulnerabilità sismica.. Per la prima volta, nel 2003, l’OPCM 3274 introduce il concetto di aggregato edilizio, proponendo un metodo di riconoscimento delle sue Unità Strutturali, nonché di modellazione ed analisi di queste, fondato sulla consapevolezza che “in questi casi lo studio assume una natura convenzionale”. Nonostante ciò, si fornisce al professionista uno strumento agevole per gestire tale complessità, attraverso una serie di ipotesi semplificative, al tempo stesso imponendo, però, il ricorso all’analisi non lineare di ogni singola Unità Strutturale. Essendo la normativa di natura prestazionale, essa non fornisce indicazioni su come eseguire tale analisi. Il lavoro di questa tesi di dottorato parte esattamente da questo punto. Il primo obiettivo è stato, infatti, di sviluppare uno strumento per l’analisi del comportamento globale degli aggregati edilizi in campo non lineare, descrivendo attraverso un algoritmo implementato successivamente in un codice di calcolo, tutti gli aspetti che definiscono il rischio: dalla definizione della domanda, attraverso l’esecuzione di analisi modali semplificate, fino alla valutazione della capacità dei maschi murari, dei piani e dell’intera Unità Strutturale. La verifica viene quindi eseguita in termini di spostamento e, dal confronto con metodi superiori di analisi, si è potuto verificare che l’esito delle valutazioni col metodo sviluppato dà sempre luogo a risultati soddisfacenti. Nello sviluppo di questo lavoro si sono approfonditi anche altri aspetti rilevanti per la modellazione. Fra questi, di notevole interesse sono: a) l’effetto dell’incertezza epistemica (livello di conoscenza) sulla descrizione del meccanismo resistente di maschi murari, di taglio o di pressoflessione, b) l’effetto dei dettagli costruttivi (ammorsamento) sulle capacità dei maschi murari nel loro funzionamento nel piano, c) l’efficacia di tecniche di intervento per migliorare l’aspetto precedente, d) la modellazione esplicita della rigidezza nel piano del solaio. Il passo successivo è stato quello di inserire all’interno del framework sopra sviluppato la possibilità di tener conto delle varie sorgenti di incertezza derivanti dalla fase conoscitiva e che possono riguardare la geometria, i dettagli costruttivi e le proprietà dei v | materiali. Il pregio, infatti, di aver sviluppato una procedura interamente analitica, consente di assegnare ad ogni variabile in gioco una distribuzione probabilistica che ne rifletta le incertezze, sia di natura intrinseca sia di natura epistemica. Lo strumento così ottenuto consente di eseguire analisi Monte Carlo su qualsiasi Unità Strutturale di un aggregato edilizio, ottenendo come risultato la distribuzione probabilistica delle grandezze di interesse per la valutazione, nonché la sensitività di queste rispetto alle variabili di base. Lo studio sviluppato si ritiene di grande utilità, non solo perché consente di orientare gli approfondimenti della fase diagnostica sulle variabili con maggior peso sulla risposta, ma anche perché rappresenta un primo passo verso la definizione di tecniche di valutazione della sicurezza sismica che tengano conto delle varie incertezze che emergono nel corso del processo stesso.