Strumenti numerici innovativi per una migliore valutazione dei rischi sismici degli edifici e della sicurezza strutturale
Gli ingegneri si aspettano una risposta inelastica degli edifici a un terremoto, il che significa che gli edifici assorbono parte dell’energia sismica. Nella maggior parte dei casi, risulta difficile stabilire livelli di confidenza nella previsione numerica della risposta sismica inelastica. Il progetto NOUS (Probabilistic inverse models for assessing the predictive accuracy of inelastic seismic numerical analyses), finanziato dall’UE, ha usato un approccio innovativo basato sulla teoria probabilistica inversa per verificare la modellazione dell’incertezza legata alle analisi numeriche sismiche inelastiche. Il progetto NOUS si basa sul concetto che le forze di smorzamento da introdurre nelle analisi sismiche anelastiche in regime transitorio possono riflettere l’incertezza intrinseca nel modello strutturale anelastico. I partner del progetto hanno studiato tali forze di smorzamento, comunemente calcolate con smorzamento di Rayleigh. Un esame dello smorzamento di Rayleigh dimostra che il controllo del rapporto di smorzamento derivante da tale smorzamento, nel corso dell’analisi sismica anelastica in regime transitorio, rappresenta un’operazione impegnativa. Il team NOUS ha proposto una tecnica analitica per il controllo ottimale dei rapporti di smorzamento. È stato successivamente utilizzato questo metodo per effettuare un’analisi della sensibilità probabilistica al fine di quantificare l’impatto dei rapporti di smorzamento incerti sui parametri ingegneristici rilevanti per una progettazione basata sulle prestazioni. I ricercatori hanno sviluppato un modello strutturale non lineare probabilistico di una struttura di cemento armato testandola su una piattaforma vibrante. Sono state inoltre effettuate simulazioni Monte Carlo con procedure di campionamento efficienti per propagare l’incertezza di smorzamento iniziale in un metodo utilizzabile. Per valutare l’accuratezza predittiva di analisi numeriche sismiche anelastiche, il team del progetto ha messo a punto un approccio probabilistico o bayesiano inverso. Tale approccio ha considerato anche le strutture in calcestruzzo a telaio rinforzato, allo scopo di affrontare la questione relativa alla riduzione dell’incertezza intrinseca del modello. Gli strumenti NOUS valutano l’accuratezza predittiva dei modelli numerici utilizzati per simulare la risposta di strutture non lineari nelle regioni soggette ad attività sismica, migliorando al contempo i metodi di gestione dei rischi sismici. Questo inciderà sulla progettazione o il rinnovamento degli edifici, sulle compagnie di assicurazioni che sviluppano le politiche e sulle squadre di crisi impegnate a salvare vite durante i terremoti.
Parole chiave
Rischio sismico, sicurezza strutturale, NOUS, modelli probabilistici inversi, analisi numeriche sismiche anelastiche
