L'influenza dell'aleatorietà dei materiali sulle prestazioni sismiche dei telai in acciaio

Le recenti normative per la progettazione antisismica delle strutture richiedono un sempre maggior sfruttamento delle risorse post-elastiche dei materiali da costruzione e, in particolare, dei prodotti d’acciaio. A tal proposito la dissipazione di energia è garantita attraverso prescrizioni di gerarchia delle resistenze, atte a far si che si formino meccanismi di collasso duttili. Il rispetto di tali prescrizioni può essere vanificato dalla variabilità delle proprietà meccaniche dei materiali: per tale motivo le norme di progetto introducono limiti restrittivi sulla sovra-resistenza della tensione di snervamento dell’acciaio strutturale. Queste norme (di progettazione) risultano in contrasto con le norme di prodotto che, per quanto riguarda la tensione di snervamento, impongono soltanto dei limiti inferiori. Da qui nasce l’obiettivo di fornire un contributo verso una armonizzazione tra le prescrizioni normative. A tal proposito, è stata svolta innanzi tutto una progettazione parametrica, scegliendo alcune tipologie geometriche di telai in acciaio e composti acciaio-calcestruzzo: alla luce dei risultati da essa ottenuti è stato possibile effettuare un’analisi critica nei riguardi della progettazione strutturale eseguita secondo gli Eurocodici, troppo spesso volta alla ricerca pedissequa dell’alta duttilità. Dopo la progettazione dei telai, quelli risultati più ottimizzati sono stati presi come base su cui effettuare un’analisi di tipo probabilistico, con il fine di valutare l’influenza della variabilità delle caratteristiche meccaniche dei materiali, sulla risposta sismica dei telai. In particolare l’attenzione è stata rivolta alle verifiche di capacity design presenti nell’Eurocodice 8, nell’ambito della progettazione lineare. Per prima cosa, dopo aver effettuato un’analisi statistica dei dati di produzione di alcune acciaierie, è stato, quindi, implementato un modello che permettesse la simulazione di campioni estratti da un sistema di variabili aleatorie il più possibile somigliante ai dati sperimentali. È stato possibile così poter applicare il metodo Monte Carlo. Infine, per poter valutare il comportamento post-elastico in maniera più realistica, è stato eseguito un set di analisi statiche non lineari, implementando le reali caratteristiche dei materiali in modo da simulare un campione di eventi aleatori ed ottenere, così, la risposta strutturale in termini statistici. Si è potuto, in tal modo, evidenziare le problematiche legate alla variabilità dei materiali e, nel contempo, sperimentare una metodologia, che potrebbe comunque essere applicata diffusamente, al fine di affrontare tali problematiche e ottenere, di volta in volta, le opportune soluzioni.