NTC 2018 in MasterSap: il caso del comportamento strutturale non dissipativo

Le NTC2018 consentono di progettare le costruzioni adottando un comportamento strutturale dissipativo oppure non dissipativo.

Sebbene in generale la progettazione a comportamento dissipativo (con la conseguente progettazione in capacità) sia la scelta consigliata, il progettista può a sua discrezione, anche, optare per il comportamento non dissipativo.

La norma stabilisce alcuni principi generali al §7.2.2; in Tab.7.3.I indica i limiti per il valore dei fattori di comportamento q sia nel caso dissipativo che non dissipativo. In particolare in quest’ultimo caso si legge:

Al §7.3.1 si precisa che il fattore q_ND per comportamento non dissipativo valgono le seguenti disuguaglianze: 

In MasterSap, l’utente deve optare per il comportamento strutturale già all’atto della definizione del progetto. Ovviamente l’utente può successivamente modificare, in qualunque momento, le scelte iniziali, che consentono, però, a MasterSap di esercitare tutti i possibili controlli di merito. Ad esempio (ma è il caso più banale) MasterSap rifiuterebbe un valore di q>1.5 se si opta per comportamento “non dissipativo”.

Strutture in acciaio a comportamento non dissipativo

Nel caso delle strutture in acciaio la scelta del comportamento non dissipativo è sempre stata ampiamente utilizzata anche con le precedenti NTC2008 (ma con q=1 o spettro elastico); è noto infatti che spesso per le strutture in acciaio più dell’azione sismica risultano dimensionanti le azioni orizzontali dovute al vento, oppure quelle verticali attribuite alla neve.

Con le NTC2018 (§7.5), essendo ammesso utilizzare un fattore di struttura più elevato (comunemente q=1.5), diventa ancora più vantaggioso optare per la scelta “non dissipativa”. In questo caso, come nel passato, il dimensionamento deve seguire le sole indicazioni del capitolo 4.

Strutture in calcestruzzo armato a comportamento non dissipativo

In apertura del cap. 7.4, dedicato alle costruzioni in calcestruzzo, vengono riportate alcune importanti precisazioni che riguardano le strutture a comportamento non dissipativo. 

MasterArm, che è la procedura preposta, in MasterSap, al dimensionamento delle opere in c.a., deve rispettare tutti i dettati della norma, inclusi quelli appena citati.

Così per strutture a comportamento non dissipativo, MasterArm :

• Applica le regole del §4.1 e non quelle del capitolo 7, ovvero NON applica la progettazione in capacità, quindi:

• No alla gerarchia delle resistenze, 
• No ai dettagli costruttivi del capitolo 7, compresi i controlli geometrici (ad es. sulle dimensioni delle travi) 
• No alla verifica di duttilità o dettagli costruttivi di duttilità

• Per le sole combinazioni di carico sismiche, esegue il dimensionamento delle sezioni limitando il momento resistente allo SLU al momento resistente massimo in campo “sostanzialmente elastico” come definito al §4.1.2.3.4.2. 

Si osserva che per elementi prevalentemente inflessi come travi e fondazioni, la limitazione è sostanzialmente modesta, mentre per elementi compressi diventa più marcata all’aumentare dell’azione normale di compressione agente. 

• Esegue la verifica dei nodi trave-pilastro con le regole della CD “B”

Questa è una novità piuttosto importante, con conseguenze esecutive non secondarie, in particolare per strutture in cui, tipicamente, l’uso delle travi in spessore è piuttosto diffuso. Più in generale osserviamo che le NTC 2018 hanno accentuato l’attenzione su temi quali la duttilità e alcuni dettagli costruttivi: i nodi trave-pilastro rientrano certamente in questo novero, tanto che i criteri di progettazione sono identici indipendentemente dal comportamento strutturale scelto: dissipativo oppure “non dissipativo”.  In entrambi i casi si adotta la progettazione per capacità.

In MasterArm la verifica dei nodi trave-pilastro viene eseguita contestualmente alla verifica dei pilastri e avviene a valle del dimensionamento delle travi, in quanto la domanda a taglio sul nodo è funzione delle armature presenti nelle travi che vi convergono.

Fondazioni 

Per le fondazioni le NTC 2018, al §7.2.2, sottolineano che tali opere devono essere progettate assumendo un comportamento non dissipativo, a prescindere dal comportamento scelto per la sovrastruttura.

Ne consegue che il dimensionamento delle opere di fondazione in termini di resistenza va sempre fatto sulla base del momento sostanzialmente elastico già citato in precedenza.

Osservazione finale 

L’immagine seguente riassume le principali differenze dei due metodi di analisi.

Concludiamo con una osservazione importante. In calce alla tabella 7.2.I le NTC riportano il seguente capoverso;

E’ un capoverso molto importante che coinvolge nuovamente il calcolo “non dissipativo”. Qui si stabilisce che dovunque, nella norma, venga prescritta la progettazione in capacità, la relativa domanda (determinata ovviamente in base al comportamento dissipativo) non può essere superiore a quella che si otterrebbe con il calcolo non dissipativo. E’ una limitazione molto importante sugli effetti della progettazione in capacità, perché talora la relativa domanda viene sopravvalutata per effetto di alcuni minimi di norma (si pensi ad esempio alle armature minime delle travi) che hanno ragion d’essere per i fini del dimensionamento locale, ma i cui effetti finiscono per propagarsi, in modo esagerato e meno giustificato, su altri passaggi della norma.

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