In questo articolo andremo a spiegare, con parole semplici, l’analisi dinamica non lineare delle strutture esistenti.

L’analisi dinamica non lineare rappresenta lo strumento attualmente più avanzato per lo studio della risposta sismica di una struttura.

Infatti, essa permette l’integrazione al passo delle equazioni del moto, usando un modello tridimensionale non lineare, munito con un opportuno set di accelerogrammi, per studiare la struttura.

I risultati forniti consentono di valutare il comportamento dinamico della struttura soggetta a sisma, valutando la duttilità disponibile con quella richiesta.

Inoltre, è possibile studiare diversi fenomeni che possono verificarsi durante un evento sismico, come per esempio meccanismi di crisi di tipo fragile.

Questi risultati vengono raggiunti a scapito di un’elevata complessità computazionale, infatti l’accuratezza dell’analisi diminuisce la semplicità di utilizzo e la rapidità di esecuzione.

Un’altra difficoltà che si incontra nell’ esecuzione di questa analisi è la difficoltà nel redigere il modello, infatti bisogna studiare gli elementi strutturali sia in campo elastico che inelastico, i vari cicli di carico e scarico e, infine, la capacità della struttura di disperdere energia.

I dati di input che bisogna fornire per eseguire correttamente questo genere di analisi, sono i seguenti:

  • Definizione dello smorzamento;
  • Legami costitutivi non lineari;
  • Scelta degli elementi finiti più idonei;
  • Cicli di isteresi.

Durante l’analisi possono verificarsi diversi problemi imprevisti, come per esempio problemi di convergenza numerica, per questo motivo è di cruciale importanza la scelta dell’algoritmo con cui eseguire l’analisi.

Una buona regola consiste nell’eseguire prima analisi più semplici, come quelle lineari, siano essere statiche o dinamiche.

Solo successivamente, invece, procedere con l’analisi dinamica non lineare, questo per evitare errori di input grossolani riguardanti la natura dei vincoli e la geometria della struttura.

Un altro aspetto, su cui porre attenzione, riguarda gli accelerogrammi utilizzati, infatti essi devono essere il più possibile rappresentativi degli eventi sismici attesi.

Esistono diverse tipologie di accelerogrammi, i più comuni sono:

  • Accelerogrammi naturali;
  • Accelerogrammi artificiali;
  • Accelerogrammi sintetici.

Ogni accelerogramma descrive una singola componente sismica, come per esempio quella orizzontale oppure verticale, mentre l’insieme delle tre componenti (due orizzontali e una verticale) costituisce un set di accelerogrammi.

Bibliografia:

Stefano Colombini, Vulnerabilità sismica degli edifici esistenti in cemento armato e muratura, EPC editore, anno 2014.