Uso consapevole dei software per l’analisi pushover degli edifici in muratura

Nel corso della Scuola di Ingegneria Strutturale di ReLUIS, tenutasi nell’ambito del SAIE di Bologna (9-12 ottobre), i professori Guido Magenes (Università di Pavia) e Serena Cattari (Università di Genova) hanno presentato una relazione dal titolo “Uso consapevole dei software per l’analisi pushover degli edifici in muratura”. Un intervento che ha saputo coniugare rigore scientifico e approccio operativo, focalizzandosi su un tema cruciale per il professionista moderno: come usare in modo critico e consapevole gli strumenti di calcolo nella valutazione sismica degli edifici esistenti.

Il contesto: affidabilità e consapevolezza nell’era del software

Nel settore dell’ingegneria strutturale, il ruolo dei software è oggi imprescindibile, soprattutto per le verifiche sismiche. Tuttavia, come sottolineato dai relatori, il semplice utilizzo del software non garantisce la correttezza dei risultati: ciò che conta è come lo si usa, quali ipotesi si fanno, e quanto il professionista sia consapevole dei limiti e delle potenzialità degli strumenti adottati.

A supporto di questa riflessione, i docenti hanno richiamato alcune esperienze internazionali di blind prediction e benchmarking, in cui gruppi di ricercatori e professionisti sono chiamati a simulare il comportamento di strutture murarie sottoposte ad azioni sismiche, talvolta in vista di prove sperimentali reali. I risultati? Ampie dispersioni, anche tra modelli sofisticati, che sollevano interrogativi sull’affidabilità degli approcci, soprattutto quando non supportati da una solida base metodologica.

Il progetto Benchmark di ReLUIS: una guida per i professionisti

In risposta a questa esigenza, ReLUIS ha avviato, fin dal 2014, una linea di ricerca dedicata alla modellazione non lineare degli edifici in muratura. Coordinata dal prof. Magenes e, per quanto riguarda il task specifico sull’analisi pushover, dalla prof.ssa Cattari, tale attività ha portato allo sviluppo di una guida tecnica, recentemente aggiornata alla versione 3.0, che si propone come riferimento metodologico per l’uso consapevole dei software di calcolo.

Il documento, disponibile sia in PDF che in versione cartacea, nasce dal lavoro congiunto di numerose unità di ricerca italiane ed estere, e raccoglie un ampio ventaglio di esempi di analisi strutturali realizzati con oltre 12 software differenti, tra cui codici ad elementi finiti 3D, strumenti a macroelementi e modelli a telaio equivalente.

Il testo si articola in cinque capitoli e due allegati principali. Vengono presentate sette strutture Benchmark di complessità crescente, dai semplici pannelli murari fino a edifici reali tridimensionali, come una scuola danneggiata a Visso e il municipio di Pizzoli. Gli esempi sono stati analizzati in modo parametrico, variando ipotesi di modellazione (rigidezza delle fasce, presenza di catene, connessioni, distribuzione delle aperture, ecc.) e documentando l’impatto di queste varianti sui risultati.

Particolare rilievo assumono le schede di approfondimento, che affrontano temi tecnici critici come:

• la calibrazione dei parametri meccanici nei modelli micromeccanici;
• i controlli expost per verificare l’attendibilità delle analisi non lineari;
• l’impatto delle ipotesi di idealizzazione nei modelli a telaio equivalente;
• il trattamento del cosiddetto effetto flangia e della rigidezza delle connessioni tra pareti ortogonali.

Un esempio concreto? La scelta della rigidezza della trave equivalente nelle connessioni fra pareti può alterare significativamente lo sforzo normale nei maschi murari e, di conseguenza, modificare la risposta globale della struttura.

Una riflessione critica: il professionista al centro

Nel corso della presentazione è emerso un messaggio chiaro: il software, da solo, non basta. È necessaria una formazione approfondita del progettista, che sappia interpretare i risultati, verificare la correttezza delle ipotesi iniziali e adottare strategie di modellazione coerenti con il comportamento atteso.

Tra le criticità rilevate, quella relativa alla stima della capacità di spostamento ultimo risulta particolarmente delicata, essendo fortemente influenzata da criteri di implementazione diversi nei software e dalle ipotesi sulla misura del drift. Tuttavia, come evidenziato dai dati raccolti, l’adozione di procedure di calibrazione e controlli sistematici consente di ridurre sensibilmente la dispersione dei risultati, restituendo maggiore affidabilità anche nei modelli più complessi.

Il lavoro condotto da ReLUIS e presentato a SAIE 2024 rappresenta un contributo importante non solo per la comunità scientifica, ma soprattutto per quella professionale. La guida Benchmark non impone soluzioni, ma offre strumenti per pensare in modo critico, per dominare il software anziché subirlo, e per costruire modelli più consapevoli e, quindi, più affidabili.

In un settore dove le responsabilità del progettista sono sempre più centrali – come ricordato dalle Norme Tecniche per le Costruzioni – strumenti come questi diventano essenziali per una progettazione strutturale sicura, trasparente e documentabile.