Come cambia la progettazione strutturale di un edificio in ca. dal DM 17.01.2018: le verifiche di duttilità
Nel dettaglio si analizzerà il tema della duttilità strutturale
Dal punto di vista del calcolo delle sollecitazioni l’entrata in vigore dell’aggiornamento della normativa tecnica non comporta, in pratica, alcuna differenza rispetto alle metodologie già introdotte nel 2008. Il confronto interessante riguarda, invece, il design della sezione resistente. Nel dettaglio analizzeremo quindi le differenze nella progettazione di un nuovo edificio in c.a. a seguito dell’entrata in vigore della NTC2018. NTC2018 e la duttilità strutturale
Per resistere ad un evento sismico violento la struttura deve essere in grado di dissipare parte dell’energia sismica. Tale dissipazione può avvenire soltanto se la struttura entra in campo post-elastico mediante la formazione di meccanismi con deformazioni plastiche permanenti concentrate in zone critiche (cerniere plastiche).
Le verifiche di duttilità servono proprio a garantire un comportamento plastico della struttura in esame.
Con l’entrata in vigore della NTC2018 il progettista strutturale può scegliere di adottare i dettagli costruttivi imposti dalla normativa o di derogarli esplicitando le verifiche di duttilità. Resta l’obbligo di eseguire la verifica di duttilità a livello dello spiccato di fondazione.
La verifica di duttilità a livello dello spiccato di fondazione
La verifica di duttilità compara la capacità di duttilità di curvatura, funzione dello sforzo normale agente, con la domanda.
In particolare la domanda, definita nel par.7.4.4.1.2 D.M. 17.01.2018, è funzione del periodo principale mentre la capacità è il rapporto tra una curvatura ultima, corrispondente o alla perdita del 15% della resistenza flessionale o al raggiungimento della deformazione ultima di acciaio o cls, e una curvatura convenzionale di prima plasticizzazione corrispondente alla deformazione di snervamento dell’acciaio o del cls.
Analizzando il problema del soddisfacimento della verifica di duttilità da un punto di vista più pratico va osservato che seppur la duttilità è influenzata dai seguenti fattori:
- Sforzo normale
- Armatura longitudinale
- Confinamento del cls ovvero staffe chiuse e legature
la capacità in curvatura è fortemente influenzata esclusivamente dal legame costitutivo del materiale. Mentre per l’acciaio la nuova normativa non modifica il contenuto del vecchio decreto, per il calcestruzzo essa esplicita, per la prima volta, la variazione del legame costitutivo al passare da un materiale non confinato a uno confinato fino a uno in cui vi siano legature interne.
Il soddisfacimento delle richieste della nuova normativa tecnica determina, quindi, l’infittimento della staffatura al piede delle strutture verticali sismo-resistenti.
Differente coefficiente di sovra-resistenza
Un’ulteriore modifica introdotta dalla NTC2018 riguarda il coefficiente di sovra-resistenza a presso flessione per i pilastri che passa da 1.1 “NTC2008” a 1.3 “NTC2018”. Tale modifica comporta un incremento per la sollecitazione di calcolo dei pilastri del 20%.
Verifica degli elementi “corti”
La NTC2018 ripropone quanto specificato nella NTC2008 per i criteri di progettazione basati sulla gerarchia di resistenza. In particolare tale criterio comporta che la domanda a taglio dei pilastri sia funzione della resistenza flessionale e della luce di questi ultimi.
La NTC2018, nel par.7.2.2, chiarisce
“…La domanda di resistenza valutata con i criteri della progettazione in capacità può essere assunta non superiore alla domanda di resistenza valutata per il caso di comportamento strutturale non dissipativo…”
Ovvero si può assumere come valore massimo della domanda il valore VND, cioè quello derivante dall’analisi della struttura con fattore di comportamento q relativo alle strutture non dissipative (qmax=1.5).
Verifica dei Nodi
Gli eventi sismici hanno evidenziato come la rottura fragile a taglio dei nodi non confinati sia uno dei problemi principali delle strutture in c.a. Da questa motivazione nasce la modifica introdotta dalla NTC2018 che impone la verifica dei nodi non solo in CD’A’ e CD’B’ ma anche in caso di strutture non dissipative.
La NTC2018, quindi, consente una distribuzione razionale delle armature nei nodi, determinando l’infittimento del passo della staffatura lì dove necessario, senza generare un incremento globale delle armature.
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