Una procedura di ottimizzazione multi-prestazionale per la riduzione del rischio sismico attraverso sistemi di controventi elastici e dissipativi

Il lavoro di ricerca presentato in questa tesi si inquadra nell'ambito dell'ingegneria sismica e, in particolare, della progettazione di strutture sismoresistenti, dell'ottimizzazione strutturale e delle strategie di riduzione del rischio sismico. L'obiettivo specifico è stato quello di definire una metodologia per la riduzione della vulnerabilità sismica di edifici esistenti in c.a attraverso l'uso di controventi elastici e dissipativi, che contenesse le principali problematiche progettuali, consentendo anche la valutazione dell'impatto degli interventi da un punto di vista tecnico-economico. Il principale risultato del lavoro è la definizione di una procedura di ottimizzazione multiprestazionale, con la conseguente formulazione di un algoritmo, le cui proprietà più rilevanti possono essere così riassunte: le caratteristiche dei controventi sono descritte mediante una particolare formalizzazione delle variabili indipendenti che consente l'ottimizzazione dimensionale e topologica per strutture sia bidimensionali, sia tridimensionali, regolari e non regolari; la risposta strutturale è controllata con funzioni di vincolo che descrivono differenti parametri ingegneristici (Drift interpiano "IDR", massime accelerazioni di piano "PFA", caratteristiche della sollecitazione), mentre una apposita funzione obiettivo descrive in modo esaustivo e realistico i costi di intervento. La procedura si basa su analisi elastiche lineari, tenendo conto del comportamento inelastico dei dissipatori e del telaio in c.a. attraverso schemi lineari equivalenti, al cui studio e formalizzazione è dato particolare rilievo. La procedura è stata sviluppata per essere utilizzata sia nell'ambito di un approccio prestazionale di prima generazione, ossia descrivendo la prestazione attraverso parametri ingegneristici e relativi criteri di accettazione sia nell'ambito di un approccio di nuova generazione, in cui i requisiti prestazionali sono direttamente correlati alle perdite economiche attese sull' edificio, ossia al rischio sismico. Il problema trattato è di particolare rilievo ed interesse nell'ambito dell'ingegneria sismica a causa dell'assenza, sia nella letteratura scientica sia nelle principali normative internazionali, di metodi di progettazione che tengano conto dell'effettiva complessità degli interventi con controventi dissipativi e che, soprattutto, consentano di valutare i costi di intervento in relazione ai benefici; ciò è ancor piu rilevante se si considera l'attuale contesto socioeconomico e la conseguente necessità di coniugare l'efficacia dell'intervento e le effettive disponibilità economiche. In quest'ottica il presente lavoro, oltre a risolvere aspetti progettuali applicativi, si pone come elemento di congiunzione e di passaggio tra gli approcci prestazionali di prima generazione e quelli di nuova generazione basati su principi di rischio sismico.