DRMPT

Scopul codurilor de proiectare este să definească un nivel minim de siguranţă. În prezent codurile de proiectare folosesc, în general, formulări deterministe. De exemplu conform Madsen et al., 1986 există 4 tipuri de coduri în ceea ce priveşte siguranţa: coduri deterministe, coduri care definesc proiectarea corectă în termeni de apropiere de un indice de siguranţă ţintă, coduri care cer o analiză completă a siguranţei şi a probabilităţii de cedare în cazul diferitelor încărcări şi coduri care folosesc costul total al proiectării ca parametru de optimizare. Marea majoritate a codurilor de proiectare sunt coduri deterministe în care o serie de factori sunt determinaţi folosind metode de nivel doi. In ceea ce priveşte ultimele două categorii de coduri acestea sunt folosite în special în cercetare şi în unele cazuri pentru proiectarea clădirilor speciale. Dezvoltarea metodelor şi a capacităţii de calcul a dezvoltat însă aceste metode bazate pe siguranţă. Pe plan mondial exista un curent pentru implementarea acestora în proiectarea curentă în special în cazul podurilor. În acest sens trebuie dezvoltate o serie de domenii importante de cercetare care vizează atât modelarea hazardului cât si cea a modelării răspunsului structurilor la diferitele acţiuni la care este supusă aceasta.

Cercetarea în domeniul modelării hazardului seismic este un domeniu important pe care centrul doreşte să o abordeze. La nivel mondial se lucrează intens pentru o descriere mai precisă a hazardului seismic. Analiza seismică probabilistă a hazardului seismic (PSHA), dezvoltată încă din 1962 de prof. Cornell se dezvoltă în paralel cu analiza deterministă folosită în special în proiectarea curentă. În momentul de faţă o direcţie importanta de cercetare la nivel global este dezvoltarea unei serii de ecuaţii de predicţie a mişcării seismice (GMPE). Folosind ecuaţiile de predicţie pentru mişcările seismice se poate obţine o mişcare medie si variabilitatea acesteia în funcţie de magnitudine, distanţă si alte variabile. Rezultatul analizei seismice probabiliste a hazardului este un spectru al hazardului uniformizat (UHS) (Baker 2011; Jayaram et al.,2011) care descrie mişcările seismice care se regăsesc în amplasament pentru fiecare frecvenţă. Folosind acest spectru se poate construi un spectru condiţional mediu (CMS). Pe baza acestuia se pot genera mişcări seismice noi sau modifica mişcări seismice existente pentru a reprezenta cât mai bine hazardul seismic. Pentru condiţiile seismice din Romania sunt necesare studii suplimentare în vederea elaborării unei ecuaţii de predicţie a mişcării seismice, care odată obţinută ar putea conduce la o mai bună caracterizare a hazardului seismic. Obţinerea unei ecuaţii de predicţie a mişcării seismice este însă o problemă dificilă ca urmare a numărului relativ mic de înregistrări existente.

O alta abordare de rezolvare a problemei analizei probabiliste a hazardului seismic foloseşte simulări Monte Carlo (Musson 2000, Assatourians and Atkinson, 2012). Toate aceste studii produc rezultate similare cu analiza PSHA clasică, eliminând necesitatea folosirii unei GMPE. Simulările Monte Carlo presupun existenţa unei baze de date importante cu înregistrări din care se extrag o serie de cutremure similare cu cele din amplasamentul studiat. În cazul în care aceste înregistrări nu există, o metodă propusa de Aiken este folosirea unui algoritm de simulare pentru a genera un număr de accelerograme pentru amplasamentul analizat.

Un alt domeniu important de studiu îl prezintă interacţiunea teren-structură. În acest sens se va folosi programul ACS SASSI dezvoltat de GP Technologies. Acesta porneşte de la algoritmul original SASSI dezvoltat la universitatea Berkeley în 1981. Acesta a fost dezvoltat astfel încât să includă incoerenţa mişcării seismice şi efecte cauzate de unde asupra structurilor nesimetrice. În program sunt implementate trei modele, modelul Luco-Wong 1986, bazat pe abordări teoretice si două modele Abramson 1993 si 2005, care sunt modele empirice.

Modelarea interacţiunii teren-structură este esenţiala în cazul clădirilor cu o masă şi o rigiditate importantă, de exemplu al centralelor nucleare. Efectul interacţiunii sol-structura în cazul construcţiilor civile trebuie de asemenea considerat. În general se consideră că prin considerarea interacţiunii teren- structură se obţin reduceri ale răspunsului seismic din cauza creşterii perioadei şi a disipării energiei seismice ca urmare a considerării răspunsului neliniar al terenului. Acest lucru este demonstrat pentru condiţiile unui sol rigid şi cazul unor construcţii cu mase reduse. Studii recente (Mylonakis si Gazetas, 2000) relevă posibilitatea ca în cazul unor tipuri de sol moale să se poată produce o creştere a perioadei predominante a cutremurului, moment în care o creştere a perioadei structurii poate avea un efect negativ. Studiul menţionat concluzionează că interacţiunea teren-structura a provocat cedarea autostrăzii Hanshin în timpul cutremurului Kobe 1995. Condiţiile de sol moale specifice Bucureştiului conduc la fenomene similare celui studiat de Mylonakis si Gazetas. Din această cauză domeniul interacţiunii teren-structura este unul important pentru ingineria seismică din România.

Studii de investigare a efectelor de interacţiune seismică teren-structură la clădiri civile, industriale, tuneluri şi poduri folosind programul ACS SASSI.
Studii de dezvoltare a unor metodologii noi practice pentru analize de siguranţă structurală la acţiunea seismică, vânt, temperatură, inundaţii şi zăpadă.
Studii de perfecţionare a metodelor de evaluare a hazardului seismic şi a riscului seismic structural seismic la poduri, tuneluri şi clădiri.
Studii pentru evaluarea şi modelarea probabilistică a capacităţilor secţionale a elementelor de beton armat şi metal la solicitări statice şi dinamice.
Îmbunătăţirea metodelor de evaluare a riscului/siguranţei structurale prin combinarea informaţilor de calcul şi experimentale.
Investigarea folosirii metodelor Bayesiene şi non-Bayesiene pentru actualizarea/perfecţionarea modelelor probabilistice pe baza testelor experimentale.
Studii comparative folosind metodele curente din standarde de analiză structurală şi metode avansate probabilistice.
Calibrarea metodelor deterministe de calcul structural pe baza analizelor comparative de siguranţă structurală.
Studii pentru perfecţionarea metodelor de calcul a fragilităţii seismic- structurale.
Dezvoltarea de modelări probabilistice ale răspunsului static şi dinamic al structurilor cu comportare neliniara/histeretică folosind modele de câmp aleator pentru suprafeţele de răspuns în spaţii hiper-dimensionale
Studii de modelare probabilistă şi simulare a mişcării terenului la suprafaţă şi în adâncime pe baza datelor experimentale
Dezvoltarea de modele de hazard seismic pentru zona Bucureşti.

Un beneficiu important este legat de transferul de informaţii de la universităţi şi institute de cercetare din SUA şi Europa Occidentală la UTCB pe domenii la care experienţa proprie românească este limitată, deficitară, sau limitată la câţiva experţi în toată ţara. Aceste beneficii pot fi de ordin ştiinţific, cât şi material, şi constau în:

Dezvoltarea de proiecte de cercetare cu fonduri internaţionale în colaborare cu universităţi şi centre de cercetare din străinătate cu participarea membrilor centrului din SUA şi Europa Occidentală.
Publicaţii internaţionale la conferinţe şi în jurnale pe baza cercetărilor orginale de avangardă din cadrul centrului.
Organizarea de workshopuri şi short-courses pe probleme de competenţă a centrului incluzând analiza deterministă/probabilistă seismică teren-structură, analize de siguranţă structurală, hazard seismic, efectele variaţiei spaţiale ale mişcării seismice asupra răspunsului structural, efectele interacţiunii structură-teren-structură în zone urbane dense.
Producerea de recomandări noi pentru standardele de proiectare pe baza analizelor şi modelelor avansate.
Coordonarea unui număr substanţial de teze de doctorat originale pe baza domeniilor de activitate a centrului.
Organizarea de traininguri intensive pe durate scurte la UTCB şi la universităţi şi centre de cercetare în străinătate, în SUA, Marea Britanie şi Franţa (fondurile se vor definitiva după pornirea centrului).