Ho maturato esperienza nel Displacement-Based Design delle struttura (specialmente in CA). Come spiego in seguito, questo è un metodo di progetto più razionale rispetto al tradizionale progetto basato sulle forze (Force-Based Design). Questo metodo permette di avere una risposta strutturale più controllabile ed efficiente e, spesso, un progetto meno costoso.

Force-Based Design

Il metodo di progetto sismico tradizionale e più comunemente adottato è il Force-Based Design (FBD), poichè le forze sismiche sono alla base del metodo. In sostanza gli elementi strutturali sono predimensionati basandosi sui carichi gravitazionali (ad esempio). Sulla base della rigidezza (periodo) elastica della struttura, le forze sismiche sono calcolate attraverso un spettro di risposta elastico. Quindi quest'ultimo è ridotto utilizzand ad esempio la regola dell'ugual spostamento (o dell'ugual energia). Ad esempio, la prima regola ipotizza che la domanda di spostamento di un sistema ad un grado di libertà non-lineare sia uguale alla domanda di un oscillatore elastico con la stessa rigidezza elastica. Sulla base di questa regola si riduce la domanda sismica di forza e si progetta la struttura.

Displacement-Based Design

Tuttavia per strutture in CA o in muratura la rigidezza elastica dipende dalla resistenza. Quindi, dato che la resistenza non è nota all'inizio del progetto, anche la rigidezza non può essere nota. Questo significa che la stima del periodo di vibrazione della struttura non è accurata e, a cascata, non lo è nemmeno la domanda sismica. Questo significa che il Force-Based Design è, in linea di principio, un processo iterativo. Inoltre è dimostrato che le regole dell'ugual spostamento o ugual energia non sono applicabili a tutte le tipologie di strutture (anche in termini di materiale costruttivo).

Per superare queste inconsistenze (e altre), Priestley ha sviluppato il Direct Displacement-Based Design (DDBD, Priestley et al., 2007). Il metodo si focalizza sugli spostamenti anzichè sulle forze. Infatti, se si punta ad una progettazione a danno controllato, è dimostrato che gli spostamenti siano un indicatore del danno rispetto alle forze.

Il DDBD inizia selezionando un livello di spostamento per cui si vuole progettare la struttura. Questo permette al progettista di avere un totale controllo del comportamento previsto della struttura, in relazione ai limiti dei materiali o limiti dettati dal codice normativo. La capacità della struttura di dissipare energia è calcolata con relazioni calibrate in funzione di ogni tipologia costruttiva. Quindi, sulla base della domanda sismica si stima il periodo efficace della struttura relativo allo spostamento target. Questo corrisponde ad un valore della rigidezza secante per cui la struttura deve essere progettata, e quindi ad un taglio alla base. Infine si progettano gli elementi strutturali per garantire una resistenza coerente con la domanda sismica e allo stesso tempo un meccanismo plastico sufficientemente duttile. La gerarchia delle resistenze è infine applicata per evitare l'insorgere di qualsiasi meccanismo fragile.