Le più recenti normative tecniche per le costruzioni hanno introdotto l'analisi statica nonlineare, comunemente nota come analisi pushover, come ulteriore strumento di valutazione del comportamento di strutture soggette a sisma [Opcm 3274 p.4.5.4.1, Ntc08 p.7.3.4.1, Ntc18 p.7.3.4.2, EN1998-1 p.4.3.3.4.2]. In particolare ai punti citati si dispone che l’analisi statica nonlineare può essere applicata per gli scopi e i casi seguenti:

  • valutare i rapporti di sovraresistenza αu/α1 che interviene nel calcolo del fattore di struttura q,
  • verificare l’effettiva distribuzione della domanda inelastica negli edifici progettati col fattore di struttura q,
  • in sostituzione dei metodi di analisi lineari per gli edifici di nuova costruzione,
  • come metodo di valutazione della capacità di edifici esistenti.

Questa modalità di analisi si basa su due assunzioni:

  • che la risposta della struttura possa essere legata a quella di un sistema "ridotto equivalente" ad un solo grado di libertà;
  • che la risposta dinamica alle azioni sismiche del sistema ridotto sia riconducibile a quella di un sistema elastico "equivalente".

La prima assunzione implica che la deformata della struttura sia in definitiva controllata da un solo modo deformativo e mantenga la stessa forma per tutta la durata del sisma; la seconda implica una appropriata definizione dei parametri del sistema elastico equivalente (massa, rigidezza e viscosità) in modo che possa istituirsi una relazione semplice tra le escursioni massime in spostamento nei due sistemi.

Entrambe le ipotesi trovano riscontro solo come approssimazione grossolana, tuttavia una serie ormai numerosa di investigazioni ha mostrato come, per questa via, si possano ottenere informazioni significative del comportamento reale delle strutture, almeno nei casi, tutto sommato frequenti, in cui la risposta è dominata da un solo modo deformativo. L'analisi pushover fornisce in effetti informazioni, quanto meno sul piano qualitativo, su aspetti importanti della risposta che in analisi basate su una modellazione elastico-lineare sono messe in conto solo in modo forfettario attraverso l'introduzione euristica del cosiddetto fattore di struttura q, in particolare:

  • permette di tener conto delle riserve di duttilità e di resistenza che la struttura conserva anche oltre il limite elastico;
  • permette di tener conto del degrado di resistenza in elementi soggetti a deformazioni elevate;
  • segnala la presenza di elementi potenzialmente fragili ed la loro influenza sulla sicurezza complessiva della struttura;
  • segnala gli elementi e le zone della struttura potenzialmente soggette a deformazioni più elevate.

Informazioni generali sull’analisi pushover

L’analisi statica nonlineare (detta anche analisi pushover) si esegue sulla struttura di elevazione e presuppone che negli elementi le armature risultino compiutamente definite, sia nei ferri longitudinali, sia nella staffatura, ed i materiali opportunamente caratterizzati nelle proprietà meccaniche. A seconda dei casi, le armature possono derivare dalle procedure di progetto attivabili a valle di una analisi lineare, come nel caso di edifici di nuova progettazione, o essere impostate manualmente elemento per elemento come nel caso di edifici esistenti, quando siano disponibili gli esecutivi dell'epoca di costruzione, o anche mediante un'analisi simulata delle condizioni di progetto.

L’analisi pushover è eseguita facendo variare la direzione sismica e la distribuzione delle accelerazioni sull'altezza del fabbricato. L’utente può impostare in particolare il numero di scansioni sismiche da effettuare e selezionare le distribuzioni di accelerazioni da applicare nell’analisi (solo lineare, solo costante, lineare e costante).


L'analisi è condotta applicando sulla struttura i carichi statici quasi-permanenti (ovvero i carichi associati all'azione sismica mediante il coefficiente parziale ψ2) ed una distribuzione variabile di accelerazioni sismiche agenti in una prefissata direzione. Si instaura quindi un processo incrementale di carico sull'azione sismica, protratto fino al raggiungimento del collasso. Gli elementi resistenti sono considerati a comportamento elasto-platico, a duttilità limitata e per essi sono valutate le rotazioni limiti allo snervamento e al collasso, secondo le indicazioni contenute in testi di riferimento quali le Ntc18 e relative Istruzioni applicative. 

Nel corso dell'analisi sono riconosciuti i seguenti stati limite:

  • stato limite di operatività (SLO), segnalato dal primo raggiungimento della rotazione di snervamento in qualche elemento (condizione opzionale) o dello scorrimento limite di interpiano, così come definito nel foglio Opzioni di verifica (vedi paragrafo omonimo nel seguito di questo capitolo), in corrispondenza di una delle maglie di telaio marcate per tale verifica nel foglio Travi;
  • stato limite di danno (SLD), segnalato dal primo raggiungimento della rotazione di snervamento in qualche elemento  (condizione opzionale) o dello scorrimento limite di interpiano, così come definito nel foglio Opzioni di verifica (vedi paragrafo omonimo nel seguito di questo capitolo), in corrispondenza di una delle maglie di telaio marcate per tale verifica nel foglio Travi;
  • stato limite di salvaguardia vita (SLV), segnalato dal primo raggiungimento di una predefinita aliquota della rotazione di collasso in qualche elemento o dalla prima occorrenza di un collasso di tipo fragile (condizione opzionale per superamento della resistenza a taglio negli elementi o nei nodi);
  • stato limite di collasso (SLC), segnalato da una caduta di carico pari al 15% del valore massimo raggiunto.

L'analisi pushover può essere affiancata anche all'analisi lineare per valutare con maggiore affidabilità un parametro fondamentale per questo tipo di analisi, il fattore di struttura o di comportamento q, rendendo possibile il calcolo del rapporto di sovraresistenza αu/α1 (fra le accelerazioni al limite ultimo e al limite elastico) che interviene come fattore interno nell'espressione del fattore di struttura. Le norme consentono altresì di utilizzare l'analisi pushover come metodo autonomo, alternativo all'analisi lineare, per la valutazione della sicurezza sismica di edifici, siano essi di nuova progettazione o esistenti.

La valutazione della sicurezza sismica, in particolare, è eseguita calcolando le accelerazioni al suolo (pga su roccia) sostenibili dalla struttura (capacità di Pga) negli stati limite menzionati (SLO, SLD, SLV, SLC) e confrontandole con le corrispondenti accelerazioni di progetto imposte dalla normativa (domanda di Pga).