Dettagli costruttivi delle travi: alcuni problemi nei nodi trave-pilastro con le NTC 2018

La scelta di un comportamento strutturale dissipativo per strutture in c.a. comporta l’obbligo del rispetto di un insieme di indicazioni che, come noto, sono contenute nel capitolo 7 delle NTC 2018. Tra esse assume un ruolo fondamentale l’adozione di specifici dettagli costruttivi, con riferimento ai singoli elementi strutturali (travi, pilastri, nodi trave-pilastro, pareti), che non sono sempre di facile realizzazione.

Non sempre norma e circolare chiariscono i motivi delle proprie prescrizioni

Non sempre i dettagli costruttivi sono facilmente realizzabili.

La scelta di un comportamento strutturale dissipativo per strutture in c.a. comporta l’obbligo del rispetto di un insieme di indicazioni che, come noto, sono contenute nel capitolo 7 delle NTC 2018. Tra esse assume un ruolo fondamentale la adozione di specifici dettagli costruttivi che sono riportati nella norma con riferimento ai singoli elementi strutturali (travi, pilastri, nodi trave-pilastro, pareti). 

Le NTC nella loro impostazione prevalentemente prescrittiva non sempre favoriscono la comprensione delle motivazioni alla base di specifiche richieste. A questo ha posto rimedio in molti casi la circolare del 21 gennaio 2019 n. 7 / C.S.LL.PP. rivelatasi strumento indispensabile non solo per un’agevole comprensione delle norme ma anche per un necessario completamento ed una corretta applicazione delle stesse.

Rimangono comunque delle difficoltà interpretative che si evidenziano quando le prescrizioni sono di difficile se non impossibile soddisfacimento; difficoltà che in una software house si manifestano nella forma di richiesta di assistenza da parte dei progettisti.

Le limitazioni di armatura delle travi

È il caso delle limitazioni di armatura delle travi prevista al punto [7.4.27] del § 7.4.6.2.1 delle NTC18 che recita: 

La parte dell’armatura longitudinale della trave che si ancora oltre il nodo non può terminare all’interno di una zona dissipativa, ma deve ancorarsi oltre di essa.
La parte dell’armatura longitudinale della trave che si ancora nel nodo, deve essere collocata all’interno delle staffe del pilastro. Per prevenire lo sfilamento di queste armature il diametro delle barre non inclinate deve essere α_bL volte l’altezza della sezione del pilastro, essendo

dove:

• ν_d è la forza assiale di progetto normalizzata;
• k_D vale 1 o 2/3, rispettivamente per CD”A” e per CD”B”;
• γ_Rd vale 1,2 o 1, rispettivamente per CD”A” e per CD”B”
• ρ è il rapporto geometrico relativo all’armatura tesa (As/(b*h) dove b è la dimensione della flangia compressa)
• ρ_comp è il rapporto geometrico relativo all’armatura compressa

Se per nodi esterni non è possibile soddisfare tale limitazione, si può prolungare la trave oltre il pilastro, si possono usare piastre saldate alla fine delle barre, si possono piegare le barre per una lunghezza minima pari a 10 volte il loro diametro disponendo un’apposita armatura trasversale dietro la piegatura.

È evidente come il normatore abbia derivato la [7.4.27] dall’Eurocodice 8 che al §5.6.2.2 Travi recita:

(2) P Al fine di prevenire una crisi di aderenza, il diametro delle barre longitudinali delle travi che passano attraverso i collegamenti trave-colonna, dbL, deve essere limitato in accordo con le seguenti espressioni: 

con la unica differenza rispetto alla [7.4.27] che al denominatore della (5.50a) ρ (rapporto geometrico relativo all’armatura tesa) è sostituito da ρ_max (rapporto di armatura tesa massimo ammesso) [vedere i punti 5.4.3.1.2(4) e 5.5.3.1.3(4)].

EC8 inoltre presenta la figura 5.13 a chiarimento delle soluzioni prospettate per i collegamenti trave-colonna esterni. Le soluzioni a) e b) di figura 5.13 non sono di semplice applicazione ma la soluzione c) risolve il problema in modo semplice. È evidente che lo scopo degli interventi in questo caso è quello di evitare lo sfilamento delle barre longitudinali della trave.

Le difficoltà di applicazione della norma si presentano nel caso dei collegamenti trave-colonna interni. 

Per essi non è ipotizzabile uno sfilamento delle barre longitudinali della trave; le armature che attraversano il nodo devono di norma essere prolungate all’interno delle campate con una lunghezza di ancoraggio tale da garantire nelle barre una tensione di 1.25*fyk.

Per comprendere la ratio della norma conviene rifarsi alla figura che rappresenta una sezione verticale del collegamento trave-colonna in una possibile situazione derivante dalla applicazione della gerarchia delle resistenze.

A destra il momento agente sulla trave è il momento ultimo positivo mentre a sinistra il momento agente è il momento ultimo negativo. Le armature longitudinali superiori della trave risultano snervate per compressione a destra dell’appoggio e per trazione a sinistra. Questa variazione di sforzo deve avvenire per aderenza in un tratto di lunghezza pari alla dimensione del nodo. Opportunamente EC8 indica la necessità di “prevenire una crisi di aderenza”. 

Un esempio applicativo

Per capire la difficoltà di aderire alla prescrizione esaminiamo un semplice esempio: un pilastro di dimensioni 30*30 cm sostiene una trave 30*40 (b*h) di calcestruzzo C25/30 e armature B450C situata all’ultimo piano di un edificio in classe di duttilità B.  Si suppone la trave armata con 3φ14 superiormente ed inferiormente.

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