Strutture in c.a.: la verifica dei nodi dopo la Circolare NTC 2018

Nel precedente articolo “La verifica dei nodi con le NTC 2018 nelle strutture in c.a.” abbiamo già parlato delle novità introdotte dalle NTC2018 per quanto riguarda le strutture in cemento armato, in particolare, dell’obbligo delle verifiche di resistenza dei nodi nelle strutture a telaio. Obbligatorie a prescindere dalla classe di duttilità scelta e addirittura necessaria anche per le strutture non dissipative. Queste verifiche, estremamente rigorose, hanno portato non pochi problemi a chiunque si sia approcciato alla progettazione di nuove strutture in c.a. a telaio tant’è che, uno dei motivi principali di attesa per la circolare applicativa era proprio quella di risolvere questo enorme problema.

Cosa è cambiato con la Circolare applicativa

Partiamo dalla cosa più importante: la Circolare chiarisce che, differentemente da quanto indicato nelle Norme, le verifiche di resistenza dei nodi (paragrafo 7.4.4.3.1 delle NTC 2018) si applicano alle strutture in classe di duttilità alta e nei nodi non confinati nelle strutture in classe di duttilità bassa. Le strutture non dissipative sono completamente escluse. 

Purtroppo mi pare doveroso fare due osservazioni a riguardo:

·        questo risolve l’aspetto tecnico ma non quello legale in quanto la circolare, a differenza della Normativa, non è cogente;

·        la circolare, prima di inserire questi chiarimenti, nella premessa del capitolo riguardante i nodi trave-pilastro, afferma: “Il progetto dei nodi è essenziale, indipendentemente dal comportamento strutturale prescelto, perché le sollecitazioni da taglio all’interno del pannello donale è decisamente più elevata dell’analoga sollecitazione nei pilastri.” per poi scrivere che le verifiche sono obbligatorie solo in CD “A” e per i nodi non confinati in CD “B”. Purtroppo ci ritroviamo sempre a fare i conti con dubbi ed ambiguità che sono delle trappole tremende per noi progettisti in caso di contenziosi.

La zona efficace del nodo

Vengono introdotti dei semplici schemi dove viene indicato come valutare la zona efficace del nodo al fine del trasferimento dei carichi. Le armature trasversali nelle due direzioni dovranno essere quindi contenute all’interno della zona identificata

Cosa cambia con le verifiche

Le formule rimangono quelle di normativa, vengono fatte solo due precisazioni:

·        è consigliato utilizzare, per la resistenza a trazione, la stessa formulazione per entrambe le direzioni di verifica del pannello locale, quindi o la [7.4.10] o le [7.4.11] e la [7.4.12]. Purtroppo sappiamo che il termine “consigliato” si traduce quasi sempre, almeno in Italia, in “obbligatorio”;

·        è possibile tener conto dell’effetto di confinamento del calcestruzzo così come indicato al § 4.1.2.1.2.1 delle NTC2018, ponendo a_j = 0,48 (f_ck,c / f_ck), avendo cura di considerare soltanto il volume di calcestruzzo effettivamente confinato.

Le verifiche secondo le NTC2018

La domanda a taglio in direzione orizzontale deve essere calcolata tenendo conto delle sollecitazioni più gravose che, per effetto dell’azione sismica, si possono verificare negli elementi che vi confluiscono. Viene calcolata con le seguenti formule:

in cui:
- γ_Rd vale 1,20 per le strutture in CD “A”, 1,10 per le strutture in CD”B” e quelle non dissipative;

- A_s1 ed A_s2 sono rispettivamente l’area dell’armatura superiore ed inferiore della trave 

- V_C è la forza di taglio nel pilastro al di sopra del nodo, derivante dall’analisi in condizioni sismiche. 

Analizzando le due formule possiamo vedere che l’unico parametro con cui possiamo abbassare la domanda è diminuire il più possibile l’armatura longitudinale A_s1 e A_s2

La compressione nel puntone diagonale indotta dal meccanismo a traliccio non deve eccedere la resistenza a compressione del calcestruzzo. In assenza di modelli più accurati, il requisito può ritenersi soddisfatto se:

- α_j è un coefficiente che vale 0,6 per nodi interni e 0,48 per nodi esterni;

- ν_d è la forza assiale nel pilastro al di sopra del nodo, normalizzata rispetto alla resistenza a compressione della sezione di solo calcestruzzo;

- h_jc è la distanza tra le giaciture più esterne delle armature del pilastro,

- b_j è la larghezza effettiva del nodo.

La verifica a trazione quella che sta dando problemi a tutti i progettisti di cemento armato. E’ possibile effettuare questa verifica utilizzando due diverse formulazioni:

in cui i simboli già utilizzati hanno il significato in precedenza illustrato, A_sh è l’area totale della sezione delle staffe e h_jw è la distanza tra le giaciture di armature superiori e inferiori della trave.

In alternativa, l’integrità del nodo a seguito della fessurazione diagonale può essere garantita integralmente dalle staffe orizzontali se:

dove

-per γ_Rd , A_s1 ed A_s2 hanno il valore visto in precedenza,

- ν_d è la forza assiale normalizzata agente al di sopra del nodo, per i nodi interni, al di sotto del nodo, per i nodi esterni.

Qualche considerazione finale... 

La circolare risolve, almeno in parte, la difficile situazione che si era venuta a creare nella progettazione di strutture a telaio in cemento armato. Adesso le restrittive verifiche di resistenza al nodo sono obbligatorie, giustamente, per tutti i nodi nelle strutture progettate in CD “A” e per i nodi non confinati in CD “B”. A mio parere questo permetterà al progettista di avere un po’ più di respiro in fase di concezione della struttura lasciandogli la libertà di scegliere in maniera razionale quale classe di duttilità scegliere e, soprattutto aggiungerei, finalmente si potrà davvero sfruttare, anche per le strutture a telaio in cemento armato, una delle più importanti novità introdotte dalle NTC2018: il fattore di struttura maggiore di 1 (ricordiamo che può arrivare fino ad 1,5) per le strutture non dissipative. 

PER APPROFONDIRE TUTTI I CONTENUTI DELL CIRCOLARE VAI AL LINK