Nodi in c.a. e circolare 2019 NTC: chiarimenti, controversie e applicazione

Nodi in c.a. e circolare 2019 NTC: chiarimenti, controversie e applicazione

nodi in C.A.

Ora che finalmente la Circolare del 21 gennaio 2019, NTC 2018 (D.M. 2018), è stata approvata, possiamo andare a controllare le novità presenti in uno dei punti più critici per le strutture in cemento armato: il calcolo dei nodi in c.a.

Il paragrafo della Circolare 2019 che parla della verifica dei nodi è il C7.4.4.3.

In questo paragrafo vengono fatte alcune puntualizzazioni riguardo la verifica dei nodi in cemento armato.

La Circolare 2019 infatti descrive la logica che è dietro le formule per il calcolo della domanda e quelle per il calcolo delle staffe.

Nodi in c.a. : facciamo un pò di chiarezza

La Circolare 2019 ci ricorda che il taglio nel nodo è decisamente maggiore rispetto a quello che si ha nel pilastro e che dipende dai quantitativi di armatura delle travi, per questo motivo non si può ottenere direttamente dall’analisi della struttura, come è evidente anche dalle formule per il calcolo della domanda, la 7.4.6 e la 7.4.7 del D.M. 2018.

E specifica che il calcolo del passo delle staffe con la formula 7.4.10 garantisce che le tensioni nel nodo non superino la resistenza a trazione del calcestruzzo, mentre le due alternative, la 7.4.11 e la 7.4.12, ammettono la fessurazione del nodo affidando la capacità alle armature orizzontali. Viene anche chiarito che il progettista è libero di considerare uno qualsiasi dei due approcci.

Oltre a questi chiarimenti, soprattutto, per quanto riguarda la verifica dei nodi, la nuova Circolare porta delle novità interessanti riguardo la verifica lato calcestruzzo, il progetto delle staffe nelle strutture non dissipative, ed il progetto delle staffe nelle strutture in bassa duttilità.

Cosa prevede la Circolare circa le verifiche lato calcestruzzo dei nodi in c.a.?

Per quanto riguarda la verifica lato calcestruzzo è possibile considerare l’effetto del confinamento correggendo opportunamente il coefficiente αj, come indicato all’interno del testo della Circolare 2019 al paragrafo C7.4.4.3.1 – Confinamento del calcestruzzo del nodo:

“Nella valutazione di Vjbd, di cui alla Equazione [7.4.8], è possibile tenere direttamente conto del confinamento del calcestruzzo, così come indicato al § 4.1.2.1.2.1 delle NTC, ponendo αj= 0,48 (fck,c / fck), avendo cura di considerare soltanto il volume di calcestruzzo effettivamente confinato”.

Potrebbe essere una soluzione in più per far tornare le verifiche incrementando la capacità dei nodi in ca.

Quali sono le novità che interessano il progetto delle staffe?

Per quanto riguarda il progetto delle staffe nei nodi in c.a. , la Circolare 2019 propone queste novità, indicate nel testo della Circolare 2019 al paragrafo C7.4.4.3.1 – Progetto delle staffe nel nodo:

“Le verifiche di resistenza dei nodi indicate nel presente paragrafo si applicano a strutture in CD“A” e, limitatamente ai nodi non interamente confinati, in CD“B”. Esse non si applicano alle strutture non dissipative. Per le verifiche di resistenza dei nodi trave-pilastro è richiesta l’identificazione della zona efficace ai fini del trasferimento delle sollecitazioni da un elemento strutturale all’altro. In Fig. C.7.4.3 sono sintetizzate le limitazioni di norma per la determinazione delle dimensioni della zona efficace nelle due direzioni ortogonali. Le armature trasversali nelle due direzioni devono essere contenute all’interno della zona efficace”.

Quindi, progettando una struttura non dissipativa, secondo la Circolare 2019 non si è tenuti ad eseguire la gravosa verifica del nodo.

Ci sono dei vantaggi anche per le strutture in bassa duttilità, perché sono da verificare solo i nodi non interamente confinati, esattamente come si fa per gli edifici esistenti. Il vantaggio è evidente perché si omettono le verifiche proprio negli elementi maggiormente sollecitati dato che la domanda nei nodi interni, ed i nodi confinati sono tutti interni, è data dalla somma dei contributi delle armature superiori ed inferiori della trave, in accordo con la formula 7.4.6 del D.M.2018.

Quali controversie emergono dalla lettura del testo?

Però bisogna fare attenzione ad un fatto: una Circolare 2019 non è cogente, è un documento interpretativo ed applicativo delle norme tecniche. Ce lo ricorda il testo nel suo capitolo introduttivo al paragrafo 1.2:

“Nel seguito del presente documento sono riportate specifiche istruzioni per la corretta applicazione delle norme, al fine di facilitarne l’utilizzo da parte dei soggetti interessati a qualunque titolo (tecnici progettisti, direttori dei lavori e/o collaudatori, imprese, produttori, enti di controllo, ecc.), nonché, ove considerato utile a tale scopo, le principali innovazioni delle NTC medesime.”

Essendo un documento interpretativo ed applicativo non può modificare le NTC 2018, fornire indicazioni in contrasto con il D.M. oppure introdurre nuovi obblighi non espressamente previsti dalla norma.

Purtroppo, per quanto riguarda le indicazioni sulla verifica dei nodi in c.a., la Circolare 2019 contravviene al suo ruolo.

Infatti il D.M.2018, al §7.4.1 indica che le verifiche dei nodi per le strutture non dissipative sono da eseguire, e si fanno applicando le stesse regole previste per le strutture in bassa duttilità:

“Nel caso di comportamento strutturale non dissipativo, la capacità delle membrature deve essere valutata in accordo con le regole di cui al § 4.1, senza nessun requisito aggiuntivo, a condizione che in nessuna sezione si superi il momento resistente massimo in campo sostanzialmente elastico, come definito al § 4.1.2.3.4.2. Per i nodi trave-pilastro di strutture a comportamento non dissipativo si devono applicare le regole di progetto relative alla CD“B” contenute nel § 7.4.4.3. Per le strutture prefabbricate a comportamento non dissipativo si devono applicare anche le regole generali contenute
nel § 7.4.5″.

Anche per quanto riguarda le strutture in bassa duttilità la Circolare 2019 contraddice il D.M.2018: il §7.4.4.3.1, sulla verifica dei nodi, dice esplicitamente che “in ogni nodo la capacità a taglio deve essere superiore od uguale alla corrispondente domanda, non ammettendo eccezioni:

“Il nodo deve essere progettato in maniera tale da evitare una sua rottura anticipata rispetto alle zone delle travi e dei pilastri in esso concorrenti. In ogni nodo la capacità a taglio deve essere superiore o uguale alla corrispondente domanda“.

Quali scelte deve adottare il progettista?

Dato che la norma non è chiara PRO_SAP lascia al progettista la possibilità di scegliere.

Nelle normative del cemento armato (a cui è possibile accedere da preferenze > normative > cemento armato > avanzate) gli sviluppatori PRO_SAP hanno aggiunto l’opzione “circolare 21 01 19”:

Nodi in c.a.

PRO_SAP – Finestra normative avanzate del cemento armato

In questo modo se il progettista decide di seguire le indicazioni della Circolare può attivare l’opzione ed omettere le verifiche dei nodi per le strutture non dissipative e quelle dei nodi confinati per le strutture in bassa duttilità.

Altrimenti, lasciando l’opzione spenta, le verifiche saranno eseguite in accordo alle NTC 2018, quindi applicando la formula 7.4.8 per le verifiche di tutti i nodi di strutture di qualsiasi classe di duttilità e progettando il passo delle staffe con le formule 7.4.10 o le alternative 7.4.11 e 7.4.12 di cui si è già discusso tanto.

Riassumendo:

⇒ Secondo la Circolare 2019:

  • per le strutture non dissipative la verifica dei nodi non è necessaria
  • per le strutture in bassa duttilità le verifiche del nodo sono da eseguire solo per i nodi non completamente confinati
  • per le strutture in alta duttilità la Circolare non cambia nulla rispetto a quanto riportato nel D.M.2018
  • per la verifica del nodo lato calcestruzzo è possibile considerare il confinamento del calcestruzzo.

⇒ Questo porta evidentemente dei vantaggi nelle verifiche, ma attenzione:

  • sia per le strutture non dissipative che per la bassa duttilità la circolare contraddice il D.M.2018

⇒ Quindi:

  • poiché la norma non è chiara PRO_SAP lascia al progettista la possibilità di scegliere se applicare la circolare o meno.

Articolo a cura dell’Ing. Alberto Marin di 2S.I.

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