pubblicato 28 Maggio 2009 da Calogero Chiarenza (articolo visto 19,817 volte)

Nuova Normativa Sismica: Zona 4, Ancora le Tensioni Ammissibili nel DM 14 Gennaio 2008 In Vigore dal 1 Luglio 2009

di Ing. Calogero Chiarenza. Le nuove norme tecniche per le costruzioni approvate con D. Min. Infrastrutture del 14 Gennaio 2008, qui di seguito per brevità chiamate NCT, entreranno in vigore in modo generalizzato a partire dal 1° Luglio 2009.

Merita una certa attenzione e un debito approfondimento il paragrafo 2.7 delle predette NCT, ove si dà facoltà, in presenza di determinate costruzioni da realizzare nelle Zone 4 o a bassissima sismicità, di optare per il metodo di verifica delle tensioni ammissibili.

Va ricordato che le cosiddette Zone 4 costituiscono una significativa porzione del territorio nazionale (colore verde chiaro nell’immagine) e pertanto l’argomento certamente interessa un considerevole numero di operatori nel settore.

Non ci soffermeremo sui contenuti strettamente tecnici e di dettaglio in ordine all’applicazione di calcolo, ma ci limiteremo ad esaminare più da vicino i casi entro cui è consentito applicare il metodo di verifica delle tensioni ammissibili e le relative problematiche.

Per una comodità di lettura riportiamo testualmente quella parte di norme o di circolari a riguardo:

- il punto 2.7 delle “Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008:
“2.7 VERIFICHE ALLE TENSIONI AMMISSIBILI

Relativamente ai metodi di calcolo, è d’obbligo il Metodo agli stati limite di cui al § 2.6.
Per le costruzioni di tipo 1 e 2 e Classe d’uso I e II, limitatamente a siti ricadenti in Zona 4, è ammesso il Metodo di verifica alle tensioni ammissibili. Per tali verifiche si deve fare riferimento alle norme tecniche di cui al D.M. LL. PP. 14.02.92, per le strutture in calcestruzzo e in acciaio, al D.M. LL. PP. 20.11.87, per le strutture in muratura e al D.M. LL. PP. 11.03.88 per le opere e i sistemi geotecnici.

Le norme dette si debbono in tal caso applicare integralmente, salvo per i materiali e i prodotti, le azioni e il collaudo statico, per i quali valgono le prescrizioni riportate nelle presenti norme tecniche.

Le azioni sismiche debbono essere valutate assumendo pari a 5 il grado di sismicità S, quale definito al § B. 4 del D.M. LL. PP. 16.01.1996, ed assumendo le modalità costruttive e di calcolo di cui al D.M. LL. PP. citato, nonché alla Circ. LL. PP. 10.04.97, n. 65/AA.GG. e relativi allegati”;

- e la Circolare del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti: CIRCOLARE 2 febbraio 2009, n. 617 Istruzioni per l’applicazione delle «Nuove norme tecniche per le costruzioni» di cui al decreto ministeriale 14 gennaio 2008:

“C2.7 VERIFICHE ALLE TENSIONI AMMISSIBILI

In generale le NTC impongono di adottare, per le verifiche, il metodo agli stati limite di cui al § 2.6; a tale imposizione sono ammesse alcune eccezioni finalizzate a consentire, nel caso di ridotta pericolosità sismica del sito e di costruzioni di minore importanza sia in termini di progettazione che in termini di destinazione d’uso, la tradizionale verifica alle tensioni ammissibili.

Fanno dunque eccezione all’imposizione citata le costruzioni di tipo 1 (VN _10 anni) e tipo 2 (50 anni __VN <100 anni) e Classe d’uso I e II, purché localizzate in siti ricadenti in Zona 4; per esse è ammesso il metodo di verifica alle tensioni ammissibili, da applicare utilizzando i riferimenti normativi riportati nelle NTC.

Per l’identificazione della zona sismica in cui ricade ciascun comune o porzione di esso, occorre fare riferimento alle disposizioni emanate ai sensi dell’art. 83, comma 3, del DPR 6.6.2001, n. 380

Pratica Applicazione

Dalla lettura sia del contenuto § 2.7 delle NTC sopra riportate, sia della relativa circolare esplicativa, più in generale si ammette la possibilità di operare con il metodo delle tensioni ammissibili quando si verificano contemporaneamente le seguenti condizioni:

1) Opera di Tipo 1 oppure 2
2) Classe d’Uso I oppure II
3) Ricade in Zona sismica S4

Il § 2.7 stabilisce, inoltre, che per le verifiche con il metodo delle tensioni ammissibili occorrerà fare riferimento al D.M. LL. PP. 14.02.92 per le strutture in calcestruzzo e in acciaio, al D.M. LL. PP. 20.11.87 per le strutture in muratura e al D.M. LL. PP. 11.03.88 per le opere e i sistemi geotecnici.

Ai fini pertanto dell’applicazione del metodo delle tensioni ammissibili va dichiarato nei documenti del progetto la Vita Nominale in anni delle opere e la Classe d’uso.

Tipi di costruzione

Relativamente al tipo di costruzione di cui al suddetto punto 1) si riporta quanto previsto dalle NCT:

Tabella 2.4.I – Vita nominale VN per diversi tipi di opere

TIPI DI COSTRUZIONE

Vita Nominale
VN (in anni)
1
Opere provvisorie – Opere provvisionali – Strutture in fase costruttiva (*)
<=10
2
Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale
50
3
Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica
100

(*) Le verifiche sismiche di opere provvisorie o strutture in fase costruttiva possono omettersi quando le relative durate previste in progetto siano inferiori a 2 anni.

Classi d’uso

Relativamente alla classe d’uso di cui al suddetto punto 2) si riporta il § 2.4.2 delle NCT:

2.4.2 Classi d’uso

In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze di una interruzione di operatività o di un eventuale collasso, le costruzioni sono suddivise in classi d’uso così definite:

Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli.

Classe II: Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d’uso III o in Classe d’uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti.

Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l’ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in Classe d’uso IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loro eventuale collasso.

Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di calamità. Industrie con attività particolarmente pericolose per l’ambiente. Reti viarie di tipo A o B, di cui al D.M. 5 novembre 2001, n. 6792, “Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade”, e di tipo C quando appartenenti ad itinerari di collegamento tra capoluoghi di provincia non altresì serviti da strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanza critica per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmente dopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di acquedotti e a impianti di produzione di energia elettrica.

Metodo delle Tensioni Ammissibili

Esaminiamo più da vicino l’aspetto normativo di questo metodo da applicare in regime di vigenza delle NCT.

D.M. LL. PP. 14.02.92, per le strutture in Calcestruzzo e in Acciaio

Il metodo delle tensioni ammissibili da poter applicare ai sensi del § 2.7 delle NCT è quello trattato nel D.M. 14.02.92 predetto (Norme di calcolo) in particolare nel § 3 della Parte Prima (strutture in conglomerato cementizio armato e precompresso), nel § 3 della Parte Seconda (strutture in acciaio) e nel § 3 della Parte Quinta (travi composte Acciaio-Calcestruzzo).

Questo metodo è quello che sino ad oggi si è usato normalmente, infatti le più recenti norme del D.M. 9/1/1996 “Norme per il calcolo,esecuzione, collaudo delle strutture in cemento armato normale e precompresso e per le strutture metalliche” (vedi Art.1) facevano riferimento, per quanto concerne le norme di calcolo e le verifiche, al metodo delle tensioni ammissibili definite dal citato D.M 14.02.92.

Sempre nel caso di applicazione del metodo delle tensioni ammissibili, ovviamente laddove consentito, va integralmente applicato il D.M. 14.02.92, ad eccezione dei “materiali e i prodotti, le azioni e il collaudo statico”. Si dovranno applicare ad esempio le regole pratiche di progettazione, le verifiche di stabilità (§ 4 parte Seconda) sempre del D.M. 14.02.92.

Infatti al comma 3 del § 2.7 delle NCT è scritto testualmente che: “Le norme dette si debbono in tal caso applicare integralmente, salvo per i materiali e i prodotti, le azioni e il collaudo statico, per i quali valgono le prescrizioni riportate nelle presenti norme tecniche”.

Questo significa che per quanto riguarda i materiali e i prodotti, le azioni e il collaudo statico si fa riferimento al NCT (vedi meglio più avanti), mentre per tutto il resto si farà riferimento alla norme di cui al D.M. 14.02.92.

Inoltre occorrerà osservare obbligatoriamente le modalità costruttive e di calcolo di cui al D.M. LL. PP. 16.01.1996, alla Circ. LL. PP. 10.04.97, n. 65/AA.GG. e ai relativi allegati.

Va precisato che non si farà più riferimento al D.M. 9.1.1996, poiché non contemplato dalle NCT.

D.M. LL. PP. 20.11.1987, per le strutture in Muratura

Il metodo delle tensioni ammissibili per le strutture in muratura da poter applicare ai sensi del § 2.7 delle NCT è quello trattato nel D.M. 20.11.1987 predetto (Norme di calcolo) in particolare nel § 2.4.1 e § 3.2. Mentre per i materiali e i prodotti della muratura va fatto riferimento al § 11.10 delle NCT e per le azioni ai §§ 3.1 – 3.3 -3.4 e 3.5 (vedi più avanti).

Inoltre occorrerà osservare obbligatoriamente le modalità costruttive e di calcolo di cui al D.M. LL. PP. 16.01.1996, alla Circ. LL. PP. 10.04.97, n. 65/AA.GG. e ai relativi allegati.

Per inciso, secondo quanto stabilito dalle NCT al § 4.5.6.4, per edifici semplici in muratura sono previste verifiche alle tensioni ammissibili, ma quest’ultime seguono un metodo contemplato nelle stesse NCT, quindi non hanno alcun riferimento con il D.M. 20.11.1987 citato.

D.M. LL. PP. 11.03.1988 (Gazzetta ufficiale 01/06/1988 n. 127) - Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l’esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione.

Nel caso pertanto della possibilità di optare per le tensioni ammissibili al punto 2.7 delle NCT si farà riferimento per le opere e i sistemi geotecnici al D.M. LL. PP. 11.03.1988 e non più alle prescrizioni di cui al § 6 delle NCT.

D.M. LL. PP. 16.01.1996 – Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche

I calcoli di verifica con il metodo di tensioni ammissibili delle strutture, dovendosi queste realizzare nella Zona sismica 4, devono fare riferimento, per come prescritto dall’ultimo comma del punto 2.7 delle NCT, alle modalità costruttive e di calcolo al D.M. LL. PP. 16.01.1996, alla Circ. LL. PP. 10.04.97, n. 65/AA.GG. e ai relativi allegati, con l’avvertenza di porre il grado di sismicità S uguale a 5 e conseguentemente il coefficiente di intensità sismica C= (S-2)/100= 0.03.

Considerazioni e Problematiche

- Materiali e prodotti, le azioni e collaudo statico

La possibilità di operare con il tradizionale metodo delle tensioni ammissibili, in base al § 2.7 delle NCT, impone anche fare riferimento ai materiali e prodotti, azioni e alle procedure del collaudo statico proprio alle citate NCT.

Prima di eseguire il calcolo di verifica col Metodo delle tensioni ammissibili si procederà:

a) alla scelta dei materiali e prodotti per uso strutturale secondo quanto previsto dal § 11 delle NCT

b) alla valutazione delle azioni secondo le prescrizioni di cui al § 3 delle NCT  compatibilmente con la procedura utilizzata nel metodo delle tensioni ammissibili precisando, ma non in modo esaustivo, che:

b1) la valutazione dell’azione sismica di cui § 3.2 è coerente con le nuove procedure di calcolo agli stati limite previste nelle NCT e non con quelle del D.M. LL. PP. 16.01.1996, cui il § 2.7 delle NCT rinvia integralmente per l’applicazione del tradizionale metodo delle tensioni ammissibili;

b2) le azioni eccezionali previste nel § 3.6: incendio, esplosioni e urti, vanno tenute in conto nelle combinazioni di carico di cui al § 2.5.3 utilizzate ai “fini delle verifiche degli stati limite”. Quindi non è chiaro come queste possano essere considerate utilizzando il tradizionale metodo delle tensioni ammissibili.

c) Per il collaudo statico nel caso sempre di opere calcolate con il metodo delle tensioni ammissibili di cui al § 2.7 delle NCT, si farà riferimento al § 9 delle medesime NCT.

Strutture in legno

Non è chiaro come comportarsi nel caso di strutture in legno e cioè in presenza opere di tipo 1 e 2, Classi I e II da realizzare in Zona 4.

Ilparagrafo 2.7 delle NCT non menziona queste strutture. Ma da un esame letterale del 2° comma del citato § 2.7 delle NCT , ad avviso dello scrivente, sull’uso del metodo delle tensioni ammissibili, nel primo periodo del citato 2° comma non viene fatta alcuna distinzione dei materiali strutturali usati. Nel secondo periodo, sempre del predetto 2° comma, invece si precisa che per i calcestruzzi, acciaio, muratura si fa riferimento a precise norme. In altre parole per le strutture in legno non viene esclusa la possibilità di adoperare il metodo delle tensioni ammissibili, soltanto si lascia alla libera scelta del progettista l’utilizzo delle norme da seguire, comunque nel rispetto dei riferimenti tecnici indicati nel § 12 delle NCT.

Nel § 12 testè citato più in generale, qualora “non diversamente specificato nella presente norma” oppure “in mancanza di specifiche indicazioni, a integrazione delle presenti norme e per quanto con esse non in contrasto” si può far riferimento a documenti o codici internazionali, così come indicati dallo stesso §12.

Non ha alcuna logica, né è pensabile escludere dall’applicazione del metodo delle tensioni ammissibili prevista dal § 2.7 delle NCT le strutture in legno, come se le stesse avessero un grado di pericolosità sismica superiore a quella del calcestruzzo, dell’acciaio e delle murature.

Tanto è vero che nella stessa Circolare relativa alle NCT al § C7 è scritto testualmente: “Nell’ottica di sintesi e semplificazione detta, è sembrato opportuno, in situazioni di pericolosità sismica molto bassa (zona 4) ammettere metodi di progetto-verifica semplificati.” Quindi questo vale anche per le strutture in legno.

Sarebbe pertanto opportuno un chiarimento in merito, peraltro non affrontato nella Circolare 2 febbraio 2009 , n. 617 sopra citata, in particolare se è possibile applicare la normativa tedesca DIN 1052, usata in Italia principalmente nelle versioni 1988-1996 alle T.A.

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