Analisi benefici-costi di una struttura in cemento armato rinforzata sismicamente mediante controventi dissipativi

Il nucleo della procedura semplificata proposta da Welch D.P., Sullivan T.J. e Calvi G.M. nel testo "Developing Direct Displacement-based Design and Assessment Procedures for Performance-based Earthquake Engineering Research" è rappresentato da un’analisi strutturale di tipo statico non lineare a cui si accompagna un approccio di tipo prestazionale (Performance Based Design) che muovendo dalla collocazione, sulla curva pushover ottenuta, dei punti rappresentanti i livelli prestazionali (grazie alla correlazione degli stessi con la risposta strutturale in termini di spostamento relativo fra i piani) consente di determinare il periodo di ritorno dello scuotimento nonché le caratteristiche di sollecitazione agenti sulla struttura.

Questo del Performance Based Design è un tratto saliente ed estremamente interessante della procedura, a tal punto che gli stessi autori evidenziano come ragionare in questi termini significhi chiedersi "quale sia lo scuotimento che induce una determinata risposta" e non "quale sia la risposta della struttura ad un dato scuotimento"; tale osservazione potrebbe apparire come una distinzione puramente accademica, è invece un cambiamento efficace e pratico del punto di vista. Si pensi infatti che la descrizione di una determinata risposta strutturale presenta in generale "salti" importanti, come ad esempio in presenza di eventi che comportano significative variazioni di rigidezza, ovvero quando si determinano situazioni di collasso locale o globale.

Dunque la scelta puramente convenzionale di determinati valori del periodo di ritorno dello scuotimento (o in maniera equivalente della probabilità di superamento) potrebbe comportare la selezione di punti poco convenienti nel grafico della risposta strutturale, come ad esempio subito a monte di salti in corrispondenza dei quali si verificano importanti variazioni del livello di sicurezza stimato con piccole variazioni del periodo di ritorno dello scuotimento. Evidentemente con un approccio del tipo Performance Based Design che correla al livello prestazionale la risposta strutturale in termini di spostamento di un punto o dello spostamento interpiano si ha la possibilità di definire il valore di tale risposta in modo da cogliere al meglio eventuali importanti variazioni di sicurezza dovute a salti nella curva della risposta strutturale.

Esaurita questa fase, la procedura prevede una serie di passaggi, basati su considerazioni che verranno di volta in volta esplicitate, finalizzati al calcolo del parametro EAL (Expected Annual Loss, ossia perdita annuale attesa valutata, in percentuale, sul costo di ricostruzione della struttura); tale parametro può essere opportunamente impiegato per la valutazione globale della qualità sismica di un edificio. Per qualità sismica di un edificio è da intendersi, nell’ambito della procedura in esame, la capacità dell’edificio di minimizzare, nell’arco dell’anno, le perdite economiche dovute alla sismicità del sito; più è elevato il parametro EAL peggiore è la qualità sismica dell’edificio; dunque il parametro consente di effettuare un confronto diretto fra la qualità sismica della struttura in esame.

L’importanza di tale parametro è, inoltre, testimoniata dal fatto che nell’ambito dell’emergente approccio assicurativo degli edifici soggetti ad azione sismica esso rappresenti esattamente il "puro premio assicurativo", il quale moltiplicato per un fattore dipendente dai margini di profitto, consente di determinare il "premio assicurativo reale"; in tale ottica pertanto, il lavoro in questione vuole essere anche un valido esempio e costituire letteratura per il calcolo di un parametro, l’EAL, la cui capacità di stima nel prossimo futuro sarà sempre più richiesta nell’ambito di un discorso assicurativo degli edifici che ad oggi inizia a muovere i primi passi.