La seconda generazione dell’Eurocodice EN 1990 “Basis of Structural and Geotechnical Design”

Gli Eurocodici di seconda generazione

Gli Eurocodici strutturali sono in fase di profondo rinnovamento con gli studi per la cosiddetta “seconda generazione” di questi importanti standard europei, che hanno segnato un deciso passo in avanti verso l’armonizzazione delle prescrizioni normative per la progettazione strutturale delle opere di ingegneria civile nei 34 Paesi membri del Comitato Europeo di Normazione (CEN).

Le attività della Commissione Tecnica 250 del CEN (CEN/TC250), responsabile degli Eurocodici strutturali, si stanno completando nell’ambito del più vasto programma di normazione europeo degli ultimi decenni, che trae origine da un altrettanto vasto mandato ricevuto dalla Commissione Europea, il Mandato M/515. Il completamento della pubblicazione degli Eurocodici della seconda generazione è previsto a partire dal settembre del 2027.

La EN1990 è l’Eurocodice fondamentale (“the head code”) e fornisce le prescrizioni inerenti alle richieste prestazionali per le costruzioni in termini di sicurezza, durabilità, robustezza, servizio ed ha carattere di validità generale, indipendentemente dalla natura dei materiali con cui è realizzata la costruzione.

Tutti gli altri Eurocodici, che contengono le indicazioni per il progetto delle singole tipologie strutturali o per la definizione delle azioni sulle costruzioni, fanno sistematico riferimento ai principi della EN1990. Lo schema seguente sintetizza il noto quadro dei rapporti tra i vari Eurocodici.

PER APPROFONDIRE
Gli Eurocodici di seconda generazione: cosa c'è di nuovo e perché?
Ad oggi, i lavori sulla seconda generazione degli Eurocodici hanno raggiunto una fase avanzata tale da dare una prospettiva sui principali cambiamenti e innovazioni che la prossima generazione porterà. Su questi temi lo scorso 24 maggio si è tenuta al DIBt di Berlino una conferenza internazionale. All'interno sono a disposizione i video e le presentazioni in pdf, anche quelli del Prof. Paolo Formichi sull' EN 1990.

La revisione della EN 1990

Nel processo di revisione era quindi necessario che questa norma fosse tra le prime ad essere sviluppata, garantendo in così una stretta interazione con gli esperti attivi nell’ambito di tutte le Sotto Commissioni del CEN/TC250, al fine di garantire la corretta integrazione delle prescrizioni cosiddette “material independent” della EN1990 con quelle degli altri Eurocodici.

La Sotto-Commissione 10 del CEN/TC250, responsabile della norma in esame, insieme ai suoi due Project Teams e tre Working Groups, ha intrapreso gli studi per l’aggiornamento della EN1990:2002 “Basis of Structural design” nella prima fase dei lavori del Mandato M/515, a partire dal 2016.

Gli studi hanno visto impegnati centinaia di esperti nelle delegazioni nazionali dei vari Paesi, attraverso un’intensa attività di interazione con la Sotto-Commissione 10 stessa, che ha portato, in questi anni, alla raccolta di oltre 5'000 commenti sulle numerose bozze del nuovo testo che si stava sviluppando in sede europea. L’ingente quantità di commenti ricevuti è da un lato segno del grandissimo interesse che questa parte degli Eurocodici riveste in tutti i Paesi del CEN e, dall’altro, garanzia di elevata qualità del documento finale, grazie all’accurata discussione di ciascun commento ricevuto, nonché ai numerosi aggiornamenti del testo che ne sono seguiti.

Il mandato M/515 prevede specifiche indicazioni tecniche per la revisione della norma, che contemplano aspetti di carattere generale, validi per tutti gli Eurocodici, e aspetti specifici.

I primi riguardano il miglioramento della facilità di utilizzo delle prescrizioni tecniche (il cosiddetto “Ease of Use”) e la riduzione delle scelte nazionali (NDP National Determined Parematers) che non siano strettamente legate alle necessità inerenti alla sicurezza delle costruzioni o ad oggettive specificità a carattere nazionale (quali ad esempio le mappe delle azioni climatiche).

I temi di revisione di carattere specifico per la EN1990 (tasks) previsti nel mandato sono 16 e riguardano, tra gli altri:

• strategie per garantire il conseguimento dei livelli di sicurezza obiettivo per le costruzioni in tutte le fasi, dal progetto al completamento dell’opera
• robustezza strutturale
• sostenibilità
• miglioramento delle indicazioni relative alle prestazioni nelle condizioni di esercizio
• prescrizioni riguardanti le verifiche a fatica
• integrazione delle prescrizioni circa le basi della progettazione geotecnica (precedentemente contenute nell’Eurocodice EN1997)
• integrazione delle prescrizioni relative ai nuovi Eurocodici per la verifica delle costruzioni esistenti, per la progettazione delle opere in vetro strutturale o in materiali compositi fibrorinfozati
• l’inclusione di regole applicative per specifiche tipologie strutturali, quali i silos ed i serbatoi, le torri ed antenne, le strutture a sostegno di gru e macchinari o le strutture marittime esposte all’azione delle onde e delle correnti.

Tutti gli argomenti sono stati trattati internamente alla Sotto Commissione 10 del TC250, ad eccezione degli studi preliminari per lo sviluppo delle parti inerenti alle verifiche delle costruzioni esistenti, inizialmente assegnati ad uno specifico gruppo di lavoro, il Working Group 2 del TC250.

Al termine del 2022 il nuovo Eurocodice prEN1990 è stato sottoposto a voto formale nei Paesi membri del CEN. Le procedure di voto si sono concluse nel dicembre con l’approvazione unanime dei Paesi che hanno espresso il loro voto. Tenuto conto del volume dei commenti ricevuti e dell’elevato livello di attenzione nei confronti di questo documento, l’unanime voto favorevole è stato giudicato un risultato estremamente importante per tutto il sistema degli Eurocodici.

E’ ovviamente impossibile sintetizzare in pochi paragrafi le innovazioni e gli affinamenti che sono stati introdotti nel nuovo Eurocodice e ci si limita, in questa sede, a richiamare quelle che si ritengono tra le più significative.

Nuova EN 1990: le novità principali

La EN 1990 si divide in due parti

Innanzitutto, è stata decisa la suddivisione della prEN1990 in due parti:

• la prEN1990-1, relativa alla progettazione delle strutture nuove

• e la EN1990-2 dedicata alla verifica delle strutture esistenti in condizioni diverse da quelle sismiche, la cui trattazione è contenuta, come già nella prima generazione degli Eurocodici, nella EN1998-3 “Design of structures for earthquake resistance. Assessment and retrofitting of buildings”.

La EN1990-1, che coincide, a meno di modeste variazioni di carattere principalmente editoriale, con il documento approvato all’unanimità nel dicembre 2022 è stata ampliata con nuovi contenuti e riorganizzata per facilitarne l’utilizzo da parte dei progettisti.

Il testo principale, a carattere normativo, contiene tutte le definizioni e le prescrizioni valide in generale per qualsiasi tipologia di costruzione nel campo dell’Ingegneria Civile.

Vi sono stabiliti i principi fondamentali per la progettazione strutturale, quali la definizione dei livelli di affidabilità obiettivo, la vita nominale di progetto, la classificazione delle costruzioni in classi di conseguenze, da cui discende la differenziazione dell’affidabilità obiettivo, la robustezza, i requisiti di durabilità e le prestazioni da garantire nei confronti degli stati limite di esercizio.

Gli Annessi

Vi sono poi una serie di annessi a carattere normativo, ciascuno dedicato alla progettazione delle principali tipologie strutturali, quali gli edifici (Annesso A.1), i ponti (Annesso A.2), le torri, antenne e ciminiere (Annesso A.3), i silos ed i serbatoi (Annesso A.4), le strutture a sostegno di gru e macchinari (Annesso A.5) e, infine, le strutture esposte alle azioni delle onde e delle correnti (Annesso A.6).

Queste parti sono pensate come strumenti operativi per la pratica progettuale quotidiana, vi si concentrano le combinazioni delle azioni, i coefficienti parziali, i coefficienti di combinazione e quanto altro occorre per la progettazione di ciascuna tipologia strutturale con il metodo dei fattori parziali.

Completano la nuova architettura della norma una serie di annessi informativi che forniscono indicazioni su aspetti di dettaglio.

Nel nuovo Annesso B, ad esempio, si trova un quadro di indicazioni a carattere generale, da integrare con prescrizioni a livello nazionale, per l’organizzazione dei controlli di qualità nel processo di progettazione e di esecuzione delle costruzioni, al fine di garantire il conseguimento dei livelli di affidabilità obiettivo.

Si è, ad esempio, inteso offrire ai Paesi del CEN l’opportunità di specificare in questo annesso i livelli di qualificazione richiesti per i progettisti incaricati della progettazione di costruzioni afferenti alle diverse Classi di Conseguenze, o, ancora, i livelli di controllo da attuare nelle fasi di realizzazione delle opere. Come è facile intuire si tratta di indicazioni che potranno essere molto variabili da Paese a Paese, anche in relazione al quadro legislativo di riferimento.

L’Annesso C, sempre a carattere informativo, contiene le indicazioni per le analisi di affidabilità con in metodi di livello superiore a quello dei fattori parziali. Si rivolge sia ai progettisti che intendano seguire questi metodi ma, soprattutto, agli Enti di normazione nazionale, per fornire loro i criteri armonizzati per la calibrazione dei fattori parziali.

L’Annesso D, relativo alla progettazione assistita da prove è, tra tutti, quello che ha subito il minor numero di variazioni rispetto alla edizione precedente.

Vi è poi il nuovo Annesso E, relativo alla robustezza, di cui si dirà più in dettaglio nel seguito.

Il nuovo Annesso F è dedicato alle verifiche a fatica, mentre gli Annessi G ed H riguardano aspetti specifici per la progettazione dei ponti, quali le regole di progettazione degli appoggi da ponte e dei giunti di espansione e i criteri per il controllo e la limitazione delle vibrazioni dei ponti pedonali.

Si ritiene che questa chiara suddivisione in blocchi logici dei contenuti della Norma, sia di grande utilità per i progettisti, facilitando la navigazione all’interno del documento.

Nella figura seguente sono sintetizzati i vari blocchi ed evidenziati in verde i nuovi contenuti. Le parti contraddistinte dallo sfondo azzurro sono a carattere normativo, il resto è a carattere informativo.

Nella revisione della norma è stata posta particolare attenzione alla integrazione degli aspetti geotecnici, per integrarli pienamente nella EN1990 e rendere la trattazione del tutto coerente con quella valida per la progettazione delle strutture in elevato. Di questo sforzo è testimone il nuovo titolo della norma, che da “Eurocode — Basis of structural design” è divenuto “Eurocode — Basis of structural and geotechnical design”.

La nuova classificazione delle classi di conseguenze

Venendo ad alcuni esempi delle innovazioni introdotte, particolarmente degna di nota è la nuova classificazione delle classi di conseguenze, che passano dalle attuali 3, CC1, CC2 e CC3 (in ordine crescente di severità delle conseguenze dell’eventuale collasso), a 5 (da CC0 a CC4), distinte per la perdita di vite umane e per le conseguenze ambientali ed economiche di un eventuale collasso.

Gli Eurocodici, pur restando applicabili alle tre classi centrali, che sono, di fatto, sovrapponibili a quelle della versione del 2002 della norma, costituiscono un chiaro riferimento anche per le strutture nelle altre classi.

Per le strutture in classe di conseguenza “4”, come ad esempio le centrali nucleari, gli Eurocodici sono utilizzabili a condizione che siano integrati da altre prescrizioni specifiche per i livelli di rischio.

All’estremo opposto vi sono le strutture in classe di conseguenza “0”, per la cui progettazione si possono impiegare, in alternativa, norme diverse dagli Eurocodici, oppure gli Eurocodici stessi, con una opportuna modulazione delle richieste prestazionali. Questo è il caso dei cosiddetti elementi “non strutturali”, difficilmente definibili se non proprio in relazione alle conseguenze del loro collasso.

Esempio di elemento non strutturale
Gli elementi di una facciata ventilata, ad esempio, che vengono spesso classificati come “non strutturali” e, quindi, non soggetti alle regole di progettazione degli Eurocodici (o delle Norme Tecniche per le Costruzioni, per rimanere in Italia), possono essere associati a livelli di conseguenze non trascurabili per la pubblica incolumità e, quindi, è opportuno che siano dimensionati in accordo alle regole proprie degli elementi strutturali, sia pure con un adeguamento delle richieste prestazionali.

Sebbene nella normativa tecnica italiana non si ritrovi la differenziazione dell’affidabilità delle costruzioni per Classi di Conseguenze (come noto il concetto di Classe d’Uso nelle NTC ha tutt’altra derivazione e scopo), appare utile sottolineare come la distinzione delle membrature in “strutturali” e “non strutturali”, riferita alle conseguenze del loro eventuale collasso, sia pienamente coerente con quanto indicato in proposito anche nella normativa nazionale (si veda il paragrafo C.2.1 della Circolare 21 gennaio 2019, n. 7 C.S.LL.PP.).

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