I metodi di calcolo non lineari in Ingegneria Civile sono tuttora considerati con scetticismo nella pratica professionale sebbene il loro uso sia oramai ineludibile ed essi siano operativamente adottati in modo tutt’altro che consapevole.

A tal riguardo è sufficiente considerare il carattere puramente convenzionale con cui vengono correntemente eseguite le verifiche di elementi appartenenti a modelli strutturali calcolati con un’analisi dinamica di tipo modale. Infatti, le regole di combinazione delle sollecitazioni associate a ciascun modo comportano la perdita del segno delle sollecitazioni di verifica ed è ben noto che il comportamento di materiali quali calcestruzzo o muratura cambi in maniera significativa a seconda che essi siano soggetti, ad esempio, ad uno sforzo normale di trazione o compressione.

Altro aspetto puramente convenzionale nell’analisi dinamica delle strutture, e tutt’altro che meditato nel giudicare la sicurezza del modello di calcolo, è quello che vede le azioni sismiche applicate secondo due direzioni ortogonali, solitamente coincidenti con quelle utilizzate per assegnare il modello, pur sapendo che la direzione del sisma è orientata arbitrariamente rispetto alla struttura.

Persino nella verifica più diffusa in ambito strutturale, ovvero quella allo stato limite ultimo delle sezioni, il progettista ignora quasi sempre le potenziali limitazioni delle procedure numeriche che utilizza essendo sostanzialmente legato alle tecniche manuali apprese durante gli studi universitari.

Analogamente, si riscontra sempre più spesso nel mondo professionale un credo fideistico ed acritico nelle illimitate capacità predittive delle procedure di “spinta” o “pushover”, attualmente codificate nelle vigente Norme Tecniche per le Costruzioni, in ciò ignorando che esse sono state concepite per strutture regolari. Viceversa, il loro uso nel caso di strutture reali, solitamente non regolari, è tuttora oggetto di svariate proposte in letteratura. Inoltre, le procedure di spinta sono state originariamente concepite per strutture intelaiate sicché la loro estensione al caso di strutture costituite da telai e pareti è tutt’altro che scontata.

Dunque, la necessità di diffondere strumenti di calcolo non lineari, in grado di valutare correttamente la capacità portante residua del nostro ingente patrimonio edilizio nonché di progettare nuove strutture, è oggi diventata una realtà non ulteriormente procrastinabile.

Tutto ciò premesso scopo del corso è quello di sensibilizzare i progettisti ad un uso corretto e consapevole dei sofisticati softwares non lineari oggi disponibili sul mercato, illustrando le ipotesi e le principali limitazioni di alcune delle procedure di calcolo correntemente utilizzate per l’analisi non lineare delle strutture. Parallelamente verranno illustrati i principali risultati di alcuni studi e ricerche, di recente pubblicazione, finalizzati alla risoluzione di problemi strutturali non lineari di interesse applicativo.

Per l’inevitabile limitatezza del tempo a disposizione, il corso si focalizzerà sugli argomenti di maggiore attualità. In particolare verranno affrontati
1. Una disamina delle principali formulazioni e dei corrispondenti algoritmi numerici impiegati nell’analisi non lineare delle strutture.
2. L’analisi allo stato limite ultimo di sezioni in c.a. e la sua interpretazione alla luce dei teoremi dell’analisi limite.
3. L’analisi limite e di adattamento (shakedown) di edifici in c.a.
4. La modellazione agli elementi finiti di connessioni metalliche.
5. Un confronto tra le indicazioni normative ed i risultati di strategie numeriche avanzate per la valutazione della capacità portante di strutture metalliche snelle.
6. La discussione di alcuni esempi pratici di adeguamento sismico di edifici esistenti.
7. L’analisi non lineare di strutture intelaiate spaziali.
8. L’analisi non lineare di setti ed elementi bidimensionali in c.a.