Norme tecniche per le costruzioni: la gerarchia delle resistenze

Uno dei concetti “nuovi” proposti dalle “Norme tecniche per le costruzioni” del 14 gennaio 2008 è quello della gerarchia delle resistenze o, come spesso viene citato nella letteratura tecnica americana, del capacity design.

Il testo della norma prevede che “si devono proteggere i pilastri dalla plasticizzazione prematura adottando opportuni momenti flettenti di calcolo; ….”. La resistenza complessiva dei pilastri deve essere “maggiore della resistenza complessiva delle travi amplificata del coefficiente gRd, in accordo con la formula:

Inoltre, “al fine di escludere la formazione di meccanismi inelastici dovuti al taglio, le sollecitazioni di taglio da utilizzare per le verifiche ed il dimensionamento delle armature si ottengono dalla condizione di equilibrio del pilastro soggetto all’azione dei momenti resistenti nelle sezioni di estremità superiore nella quale lp è la lunghezza del pilastro”.

Sono in sostanza indicate una serie di regole da seguire nella progettazione degli elementi strutturali (travi, pilastri e nodi) in base al comportamento e all’importanza che essi assumono nella costruzione. L’intenzione è quella di individuare i possibili meccanismi di rottura
privilegiando in particolare quelli dissipativi; la struttura deve essere progettata in modo tale che i meccanismi non dissipativi o fragili non si attivino. Per ottenere ciò è necessario che la progettazione avvenga seguendo un preciso iter progettuale che prevede un preciso ordine di dimensionamento: prima si progettano le travi a flessione e a taglio, quindi si valutano i pilastri, sempre a flessione e a taglio, ed infine si analizzano i nodi.
In questo modo, poiché il meccanismo di rottura della trave è generalmente dissipativo mentre la rottura del pilastro non lo è, le cerniere plastiche si formano nelle travi mantenendo i pilastri integri. Con questa procedura si consente la dissipazione dell’energia del sisma senza che sia compromessa l’incolumità degli occupanti.
Si capisce immediatamente che la gerarchia delle resistenze rappresenta una innovazione che avrà ripercussioni profonde sia sul modo di progettare che sulle lavorazioni di cantiere.

Ad esempio i progettisti, dopo aver progettato correttamente travi e pilastri imponendo che le prime siano più “deboli” rispetto ai secondi, non possono più modificare la quantità di acciaio presente nelle travi per non dovere aumentare poi quella nei pilastri. Non solo. È necessario valutare anche i punti in cui realizzare la sovrapposizione delle barre di armatura, al fine di non produrre aumenti inutili dei momenti resistenti. 
È quindi importante l’utilizzo di strumenti di progettazione in cui lo studio dell’armatura e il disegno dei ferri abbiano una procedura perfettamente integrata.
Ciò comporta seri problemi in cantiere poiché diventa molto difficile eseguire varianti in corso d’opera: serve sempre un controllo progettuale dettagliato e preciso che non può essere prodotto in cantiere ma che si attua attraverso analisi che solo un software specifico può fare.

Articolo dell’Ing. Stefano Valentini


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