Seismic Reliability Analysis of Structures

Nel vasto campo dell’ingegneria strutturale la progettazione antisismica è il settore dove il ricorso a concetti sull’affidabilità rappresenta non solo un perfezionamento, ma una necessità. Una conoscenza della teoria delle probabilità è un prerequisito per la comprensione di termini quali periodo medio di ritorno, spettro di rischio uniforme, e molti altri che sono comuni nella pratica progettuale. Guardando in prospettiva, c’è una tendenza evidente della nuova generazione di normative per fissare gli obbiettivi della progettazione in termini di soddisfacimento di un certo numero di stati limite prestazionali, il cui raggiungimento è quantificato in termini probabilistici. Una solida preparazione sulla teoria delle probabilità, dei processi stocastici e delle vibrazioni aleatorie, e sui metodi che consentono di valutare la probabilità di superamento di specifici livelli di risposta, sta diventando un requisito fondamentale per un corretto uso delle normative. Scopo di questo libro è fornire le basi teoriche fondamentali e presentare lo stato dell’arte nel campo dei metodi per la valutazione probabilistica della prestazione sismica.

Il libro comprende quattro capitoli principali e due appendici, queste ultime dedicate rispettivamente ad una breve esposizione delle teorie della probabilità e dei processi stocastici. Il contenuto delle appendici è stato selezionato soprattutto per fornire pieno supporto al materiale contenuto nel corpo centrale del libro, senza comunque compromettere i requisiti di rigore e completezza.

Il primo capitolo dà un resoconto equilibrato dei metodi per la soluzione di problemi di affidabilità invarianti nel tempo, che includono i ben noti metodi del primo e secondo ordine (FORM, SORM), la superficie di risposta, e le simulazioni. Questo capitolo contiene anche le idee fondamentali utili al il trattamento dei problemi (sismici) dipendenti dal tempo.

Nel secondo capitolo viene data una descrizione dei modelli grazie ai quali l’azione sismica può essere rappresentata alla luce di una valutazione probabilistica della prestazione sismica. Questi modelli includono processi aleatori, accelerogrammi registrati e accelerogrammi sintetici di natura sismologica. Di ciascun modello sono discussi i relativi pregi e il campo di applicazione più adeguato.

Il terzo capitolo, intitolato “Time-variant reliability problems”, ha carattere più teorico in quanto pone le basi del problema della dipendenza dal tempo in termini più generali, e fornisce le classiche soluzioni della teoria delle vibrazioni aleatorie e delle teorie di “out-crossing”. Queste a loro volta costituiscono il trampolino di lancio per lo sviluppo dei più recenti metodi avanzati di simulazione, che rappresentano lo stato dell’arte della ricerca e sono estremamente potenti , anche se il loro campo di applicabilità non risulta attualmente il più adatto ai problemi sismici. Il capitolo è concepito per fornire per la prima volta una sistematica presentazione di materiale non ancora raccolto organicamente nella letteratura specializzata.

Il quarto e ultimo capitolo contiene quello che potrebbe essere visto come il nucleo centrale del libro in quanto, grazie a quanto presentato nei capitoli precedenti, si può giungere a quella fase in cui i metodi effettivamente applicabili possono essere presentati e le loro approssimazioni possono essere comprese. I metodi comprendono proposte che sono già state recepite e hanno trovato diffusione sia nella pratica più avanzata che nei documenti normativi e anche strumenti di più recente sviluppo egualmente semplici ed efficienti. Ogni metodo è presentato e discusso in dettaglio attraverso numerose applicazioni.

Nell’ambito dell’ingegneria sismica non sono attualmente disponibili altri testi comparabili per tematica e completezza. Si raccomanda il libro a studenti di corsi di laurea specialistica in affidabilità in campo sismico, a ricercatori nel campo dell’ingegneria sismica e potenzialmente a professionisti intenzionati ad approfondire le proprie conoscenze e migliorare il proprio livello professionale.