STRUTTURE IN C.A.

Descrizione

Con l’entrata in vigore delle NTC2018 è stata esplicitamente introdotta la possibilità di progettare strutture di carattere NON dissipativo. L’occasione di poter progettare quattro edifici residenziali – di cui due appartenenti allo stesso complesso edilizio –, tutti della stessa altezza (sette piani fuori terra ed uno interrato), con stesso sistema sismoresistente (strutture miste a telai e pareti in calcestruzzo armato) ma con diverse forme in pianta e variabilità delle regolarità strutturali in pianta ed in elevazione, ha consentito di avere un quadro più chiaro sui pro e i contro della progettazione in campo sostanzialmente elastico delle strutture antisismiche. Uno degli edifici in questione è stato inoltre modellato utilizzando due diversi software di calcolo, al fine di poterne confrontare i risultati in termini di risposta sismica e di approccio progettuale dei relativi postprocessori, in particolare nella determinazione delle sollecitazioni di progetto delle pareti sismoresistenti.

Analisi svolte: Dinamiche Lineari
Materiali: Calcestruzzo armato
Norma tecnica: NTC2018 – CIRC. 7/2019 – EUROCODICI UNI EN 1992 UNI EN 1998

I VANTAGGI OTTENUTI DALLA PROGETTAZIONE IN CAMPO NON DISSIPATIVO
La possibilità di derogare dai limiti geometrici e dai dettagli costruttivi imposti dalla progettazione in duttilità, comporta vantaggi di diversa natura:
Il progetto strutturale riesce ad adeguarsi meglio alle esigenze architettoniche, impiantistiche, distributive dell’edificio. Questo aspetto è tanto più apprezzato soprattutto nell’edilizia privata, dove a differenza di quanto accade in ambito pubblico, le norme antincendio, sul risparmio energetico e sostenibilità ambientale, sulla accessibilità, sulla sicurezza simica, vengono onorate riducendo al minimo gli ingombri occupati dai componenti edilizi a vantaggio dei volumi abitabili. Questo vantaggio riveste un ruolo fondamentale per l’imprenditore che riesce a sfruttare a pieno le potenzialità commerciali della volumetria realizzabile, con un vantaggio economico che supera di gran lunga il maggior investimento in termini di quantità di armatura e calcestruzzo, richiesti dalla struttura.
La possibilità di derogare alla verifica di resistenza dei nodi trave-colonna offerta dalla CIRC.7/2019, e dai limiti geometrici sulla dimensione della base delle sezioni delle travi, consentono il ricorso a travi a spessore di solaio. Anche questo aspetto risulta molto apprezzato: oltre che semplificare l’esecuzione della carpenteria e delle armature nel nodo, le finestrature possono svilupparsi in altezza riducendo l’ingombro sulle pareti dei vani, conformandosi al gusto ed alle aspettative tipiche dell’utenza finale.
La deroga dai limiti geometrici sulla dimensione della base delle sezioni delle travi, insieme all’esonero dalle verifica sulla gerarchia di resistenza a momento, tra gli elementi confluenti nel nodo, comporta un ulteriore vantaggio, questa volta di tipo strutturale: avere maggiore possibilità di investire sulla robustness della trave. La trave infatti è un elemento strutturale sovente interessato dal passaggio degli impianti tecnologici che, quando sono previsti in fase di progettazione, comportano comunque un indebolimento non trascurabile. Ma che, a struttura collaudata, abbandonano le capacità della struttura progettata in gerarchia, al buon senso dell’impiantista di turno o di chi interverrà nel corso della vita della costruzione.

I LIMITI DELLA PROGETTAZIONE IN CAMPO NON DISSIPATIVO
Ai vantaggi sopra indicati si oppongono i limiti di resistenza imposti ad una struttura adattata alle esigenze delle altre discipline del progetto.
Per quanto i siti di costruzione in esame, ricadono in zone a bassa sismicità (zona 3 – ag = 0.065 – 0.075 [g]) e le fondazioni siano impostate su suolo di categoria “A”, la progettazione in campo elastico, ha messo a dura prova le capacità di resistenza delle pareti in particolare quelle che si concentrano nel nucleo scala/ascensore. In tali pareti è stato necessario ricorrere a grossi spessori nei piani bassi – a volte fino a 40cm – ma soprattutto ad importanti quantitativi di armatura a taglio.
L’incremento delle armature negli altri elementi strutturali, risulta poco significativo. Questo è vero soprattutto per i pilastri dal momento che già la progettazione in duttilità non pone limiti sulla loro capacità in resistenza.
In definitiva l’elemento sismo resistente che, nei casi esaminati ha influenzato il progetto, è la parete. Al punto tale da poter affermare che, nei casi esaminati, ogni altro motivo di incremento dello stato sollecitativo (maggiore altezza dell’edificio, categoria B del sottosuolo, valori di PGA superiori), avrebbe compromesso la progettazione della struttura, non solo in campo non dissipativo ma anche in campo dissipativo. Ciò accade in quanto le penalizzazioni introdotte con le NTC2018 sulle verifiche delle pareti sismoresitenti (riduzione della resistenza del puntone compresso, e l’incremento della sollecitazione a taglio in funzione della fattore di comportamento e del rapporto domanda/capacità flessionale, nonché del periodo fondamentale della struttura) hanno fatto si che non vi sia sostanziale differenza tra le verifiche delle pareti in strutture dissipative e non. A meno di adottare geometrie di pareti, che esaltino le capacità dissipative delle pareti (che devono essere snelle e debolmente armate a flessione), che conferiscano periodi fondamentali elevati alla struttura e che soprattutto distribuiscano rigidezze che assicurino un comportamento globale torsio rigido della struttura. Un progetto strutturale che non può più adattarsi alle esigenze delle altre discipline, ma che al contrario deve imporsi su di esse.