Il calcestruzzo armato nelle Norme Tecniche 2018: tutte le novità e le soluzioni con Sismicad

Luigi Nulli - Ingegnere, Concrete Srl Gianni Bizzotto - Ingegnere, Concrete Srl 25/04/2018 5361

Le novità normative introdotte dalle NTC 2018 non stravolgono la sostanza dell’approccio progettuale definito dalla norma precedente. Introducono però importanti novità nei criteri di modellazione, di analisi e nelle modalità di verifica di pilastri e pareti in edifici di nuova costruzione. 

Considerazioni generali

Il metodo alle tensioni ammissibili va definitivamente in pensione: i paragrafi delle NTC 2008 che le citavano e consentivano il loro uso in alcune situazioni, nelle NTC 2018 non esistono più. Anche se non più oggetto di normativa il metodo mantiene un preciso campo di impiego negli edifici esistenti per la redazione di progetti simulati. 

Il Capitolo 4

Questo capitolo ha introdotto alcune importanti novità e precisazioni

Il paragrafo relativo ai diagrammi di progetto del materiale calcestruzzo è stato arricchito con indicazioni relative ai diagrammi tensione-deformazione per il calcestruzzo confinato. Si tratta di indicazioni importanti in vista delle domande di duttilità presenti nel capitolo 7.4 relativo alle verifiche degli elementi in cemento armato, in particolare nelle sezioni di attacco alle fondazioni di pilastri e pareti nelle quali, per ottenere una progettazione accettabile in termini di quantità di armatura, occorre ricercare la duttilità di rotazione della sezione, depurata del calcestruzzo di copriferro, e valutata sulla base delle conseguenti maggiori dilatazioni e resistenze ultime. 

Viene indicata una possibile modalità di valutazione della capacità in termini di duttilità in curvatura µΦ. Si tratta del §4.1.2.3.4.2 dove viene definita la curvatura convenzionale di prima plasticizzazione in cui la curvatura calcolata in corrispondenza dello snervamento della armatura tesa o della deformazione di picco della armatura compressa, la minore delle due, viene incrementata del rapporto MRd/Myd

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Si tratta di indicazione più precisa ma anche penalizzante in termini di capacità rispetto alla indicazione presente nelle NTC 2008. 

Viene specificato in dettaglio cosa può essere assunto come momento resistente massimo di una sezione in campo sostanzialmente elastico. Si tratta di una precisazione importante; il concetto di funzionamento in campo sostanzialmente elastico era utilizzato anche in NTC 2008 senza essere stato chiaramente definito. 

Il Capitolo 7

Comportamento strutturale

La principale differenza rispetto alle NTC 2008 consiste nella possibilità di un comportamento strutturale non dissipativo oltre al comportamento dissipativo. Nel comportamento non dissipativo la valutazione della domanda è affidata ad analisi lineari ed è afflitta da un coefficiente di comportamento q<=1.5; le membrature ed i collegamenti sono previsti rimanere in campo elastico o sostanzialmente elastico. L’introduzione del comportamento non dissipativo sicuramente troverà larga applicazione nelle zone a bassa sismicità per evitare di applicare i dettagli del capitolo 7 e della gerarchia delle resistenze. Rimane comunque il problema dei nodi trave pilastro per i quali è obbligatorio applicare quanto prevede il capitolo 7 in classe di duttilità B che può portare a situazioni di staffatura irrealizzabile.

Stato limite SLD

A differenza delle NTC 2008 è previsto un fattore di comportamento a riduzione dello spettro elastico ed è richiesta la verifica di resistenza. Scompare quindi la particolare verifica con coefficienti dei materiali unitari prevista nelle NTC 2008. 

Analisi lineari

La valutazione del periodo T1 non può essere ottenuta con formule semplificate come nelle NTC 2008. La valutazione deve essere effettuata nelle due direzioni di azione del sisma individuando quindi due periodi T1x e T1y. Per questo occorre lanciare una specifica analisi, cosa a cui provvede Sismicad automaticamente. Una analisi elastica (statica lineare o dinamica modale) deve quindi essere sempre preceduta da una analisi volta ad individuare i due periodi T1x e T1y. La presenza di due periodi propri T1x e T1y al posto di un solo T1 previsto nella precedente normativa ha comportato modifiche al codice di Sismicad molto importanti e diffuse.

analisi lineari con sismicad

Analisi statica non lineare

A differenza delle precedenti NTC 2008, l’analisi statica non lineare è praticamente sempre possibile anche se non si raggiunge il 75% di massa partecipante al primo modo. A differenza delle NTC 2008 le combinazioni devono contemplare la concomitanza della azione sismica; ciò comporta il raddoppio del numero delle curve di capacità necessarie per eseguire la analisi ed un notevole incremento delle sollecitazioni nelle membrature a parità di spostamento di risposta.

Nodi trave pilastro

Sparisce la possibilità di non effettuare le verifiche del nodo, applicando una staffatura minima, in classe di duttilità B. Le verifiche sono quindi sempre necessarie; esse ipotizzano lo snervamento delle armature delle travi che concorrono al nodo (stranamente anche in caso di comportamento non dissipativo in cui ci si attenderebbe la verifica sulla base delle tensioni effettive nelle barre) e possono dare luogo a situazioni di staffature non realizzabili che costringono a cambiare le dimensioni del pilastro.

Zone dissipative vicine a fondazioni

Sono previste nuove verifiche di duttilità di pilastri e delle zone dissipative delle pareti all’attacco delle fondazioni. Per ottenere risultati accettabili in termini di armature esse vengono eseguite prevedendo il distacco del calcestruzzo di copri ferro e utilizzando le proprietà del calcestruzzo confinato.

Il Capitolo 8

La più importante novità del capitolo 8 è la presa di atto della impossibilità economica di adeguare tutte le strutture del nostro paese. Per interventi di miglioramento di strutture di classe d’uso IV, cioè degli edifici più importanti a seguito del sisma ai quali è riconosciuta il maggiore periodo di riferimento per la azione sismica, è sufficiente raggiungere un rapporto ζE >= 0.4 tra l’azione sismica massima sopportabile e l’azione sismica prevista per edifici di nuova costruzione. 

In assenza di circolare esplicativa il capitolo 8 risulta praticamente inapplicabile e le verifiche vengono svolte utilizzando la circolare 02/02/2009 n. 617.

Conclusioni

In questo documento abbiamo trattato solamente ciò che influenza direttamente l’uso di un software di calcolo come Sismicad. Le novità ci sono e forse quella legata alla trattazione del nodo trave-pilastro influenzerà la progettazione di molti tecnici. Attendiamo la Circolare esplicativa alle NTC 2018, soprattutto per quanto riguarda la gestione degli edifici esistenti.

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