Le costruzioni in zona sismica nelle NTC 2018: le novità del Capitolo 7

Le regole per la progettazione delle costruzioni in zona sismica avevano subito un rinnovamento già in occasione delle Norme Tecniche di cui al D.M. 14.01.2008, facendo ampiamente riferimento agli Eurocodici strutturali.

Le novità introdotte nelle nuove norme tecniche

Le nuove Norme Tecniche riprendono quanto presente in precedenza e propongono un ulteriore passo in avanti introducendo una riorganizzazione profonda delle indicazioni di carattere generale ma anche delle regole specifiche relative ai diversi materiali. 

Il capitolo 7 delle NTC 2108

Nei paragrafi iniziali del cap. 7, dedicati alle regole generali della progettazione antisismica, sono ora ben definiti i principi generali, distinguendo tra comportamento dissipativo e non dissipativo delle strutture e introducendo, in modo chiaro e completo, ai par. 7.2.3 e 7.2.4, i diversi profili di responsabilità nella progettazione e realizzazione degli elementi non strutturali e degli impianti e le modalità di progettazione degli elementi strutturali secondari.

In tutti i casi, le norme indicano, in modo ben organizzato, i criteri generali per l’individuazione della domanda e della capacità. In particolare, quando si desideri individuare la domanda in termini di spostamento eseguendo un’analisi lineare con fattore di struttura,  al par. 7.3.3.3, si forniscono le indicazioni utili per la valutazione degli spostamenti ultimi allo stato limite di collasso.

E’ stato introdotto, alla tabella 7.3, lo schema di verifica per le strutture di diversa classe d’uso e per i diversi stati limite introducendo, ove necessario, coerentemente con quanto riportato nei criteri di progettazione, la verifica degli elementi non strutturali e degli impianti. 

I paragrafi relativi a ciascun materiale, infine, sono stati riorganizzati, illustrando, per ciascuna tipologia strutturale prevista dalle norme tecniche, le regole di progettazione in capacità e le verifiche di resistenza e di duttilità per ciascun elemento strutturale da analizzare, indicando, nel dettaglio, le modalità di valutazione della domanda e della capacità. In tal modo la sequenza e le finalità delle verifiche proposte risultano chiaramente esposte sì da consentire al tecnico una più facile individuazione delle scelte più opportune ai fini della soluzione di ciascun specifico tema progettuale.

Strutture dissipative e non

Per le costruzioni non dissipative ora è associato, nel caso di analisi lineare e per gli stati limite di danno e salvaguardia della vita, un fattore di comportamento q ≤ 1,5 come indicato in Tab. 7.3.I e dalla [7.3.2]. Ciò comporta, nella pratica, un’importante riduzione dell’azione sismica sfruttando le capacità dissipative della costruzione anche quando non si applichino le regole di progettazione e verifica definite per le costruzioni aventi comportamento strutturale dissipativo. Tale evenienza per alcuni materiali e tipologie strutturali può costituire un vantaggio significativo. La scelta di una progettazione con comportamento strutturale non dissipativo, ora favorita dai nuovi valori del fattore di comportamento, può consentire infatti, in taluni casi, la realizzazione di strutture più “semplici” dal punto di vista costruttivo non essendo il progettista vincolato alle verifiche della progettazione in capacità ed alle regole di dettaglio necessarie per il raggiungimento del livello di duttilità desiderato nel caso di comportamento dissipativo.

Per le costruzioni caratterizzate da comportamento dissipativo sono presentati in modo ben organizzato i valori dei fattori di struttura e dei coefficienti di sovraresistenza per i diversi materiali ed è introdotta in modo esplicito la verifica della duttilità che è possibile effettuare analogamente a quanto previsto alle NTC di cui al DM 2008 oppure in modo analitico.

In ogni caso occorre verificare che i singoli elementi strutturali e la struttura nel suo insieme possiedano una capacità in duttilità:

• nel caso di analisi lineare, coerente con il fattore di comportamento q adottato e i relativi spostamenti, quali definiti in 7.3.3.3;
• nel caso di analisi non lineare, sufficiente a soddisfare la domanda in duttilità evidenziata dall’analisi.

Nel caso non si desideri effettuare la verifica analitica della duttilità della struttura, analogamente a quanto previsto dalle precedenti norme tecniche, al fine di assicurare agli elementi dissipativi la necessaria duttilità locale occorre utilizzare, per tali elementi, le regole specifiche ed i criteri di dettaglio specifiche per ciascun materiale ciascuna tipologia strutturale. 

Qualora non siano rispettate le regole specifiche dei dettagli costruttivi, occorre invece procedere a verifiche analitiche di duttilità.

Per le sezioni allo spiccato dalle fondazioni o dalla struttura scatolare rigida di base di cui al § 7.2.1 degli elementi strutturali verticali primari la verifica di duttilità, qualora non diversamente specificato nei paragrafi relativi ai diversi materiali ed alle diverse tipologie costruttive e indipendentemente dai particolari costruttivi adottati, è necessaria, accertando che la capacità in duttilità della costruzione sia almeno pari:

• a 1,2 volte la domanda in duttilità locale, valutata in corrispondenza dello SLV, nel caso si utilizzino modelli lineari,
• alla domanda in duttilità locale e globale allo SLC, nel caso si utilizzino modelli non lineari.

La verifica esplicita della duttilità, se da un lato sembra complicare leggermente il calcolo strutturale, d’altro canto, libera il progettista dall’osservazione rigida delle prescrizioni di dettaglio imposte dalla necessità di garantire una minima duttilità locale agli elementi dissipativi consentendo una più libera ed efficace progettazione della duttilità strutturale nella quale il fattore di comportamento diventa, a tutti gli effetti, un parametro di progetto il cui valore è da contemperare in funzione del comportamento e delle prestazioni della struttura nei confronti dei diversi stati limite rilevanti.

In effetti la verifica analitica della duttilità strutturale, al momento, è meglio specificata unicamente per le costruzioni di calcestruzzo armato al par. 7.4, per le quali sono fornite esplicitamente le metodologie per la valutazione della domanda e della capacità in termini di duttilità, anche tenendo conto, ove necessario, del contributo del confinamento, e le modalità di verifica, introducendo anche formulazioni semplificate.

L’introduzione delle modalità di verifica analitica della duttilità strutturale è comunque un passo in avanti essenziale ai fini del raggiungimento di regole progettuali delle strutture a comportamento dissipativo che consentano l’ottimizzazione della capacità della struttura in termini di rigidezza, resistenza e duttilità in funzione della domanda richiesta nei diversi stati limite rilevanti ed apre a nuovi scenari e sviluppi normativi futuri, già in effetti in fase di studio in occasione della revisione in corso, a livello Europeo, degli Eurocodici. In tale sede, infatti, sono in fase di sviluppo importanti nuove proposte normative riguardanti, ad esempio, i livelli di duttilità delle strutture a comportamento dissipativo e le regole per la verifica esplicita della duttilità per i diversi materiali strutturali.