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Introduzione alle novità apportate alle norme tecniche per le costruzioni con il nuovo D.M. 17/01/2018 - sicurezza, prestazioni attese e azioni sulle costruzioni

Introduzione alle novità apportate alle norme tecniche per le costruzioni con il nuovo D.M. 17/01/2018; sicurezza, prestazioni attese e azioni sulle costruzioni.

L’art. 52 del D.P.R. 380/2001 stabilisce che tutte le costruzioni pubbliche o private debbano essere realizzate in osservanza delle normative tecniche emanate dal Ministero delle infrastrutture e dei trasporti, sentito il Consiglio superiore dei lavori pubblici di concerto con il Ministero dell’interno per quanto riguarda gli aspetti relativi alle costruzioni in zona sismica. Dal 22/03/2018 è entrata in vigore la nuova normativa tecnica per le costruzioni (30 giorni dopo la pubblicazione in Gazzetta Ufficiale), il D.M. 17/01/2018, subentrando alle vecchie norme approvate con il decreto ministeriale 14 gennaio 2018 e rimaste in vigore per 10 anni.

Le disposizioni transitorie trattate nell’articolo 2 del decreto di approvazione delle Norme tecniche sono riassunte in modo schematico in tabella 1. Inoltre, nella relazione illustrativa al Decreto di Approvazione e Revisione si fa anche riferimento alla Circolare Applicativa.
 
Coesistenza NTC 2008-2018
Tabella 1: disposizioni transitorie relative all’obbligo di applicazione della nuova Norma tecnica - cliccare sulla tabella per ingrandire

Nonostante la struttura delle NTC 2018 sia rimasta sostanzialmente invariata rispetto a quella delle precedenti Norme, numerose modifiche e integrazioni sono state apportate al nuovo testo. Inoltre, l’impianto normativo continua ad allinearsi agli Eurocodici perseguendo sempre più un carattere che vuole essere prestazionale piuttosto che prescrittivo. Perseguimento che naturalmente deve fronteggiare il fatto che le Norme in questione, essendo cogenti sul territorio italiano, non possono esimersi dall’avere un carattere fondamentalmente prescrittivo.

Si prosegue ad un’analisi delle principali novità presenti, capitolo per capitolo, concentrandosi, in questa trattazione riguardo la normativa tecnica, sul capitolo 2 (“sicurezza e prestazioni attese”), sul capitolo 3 (“azioni sulle costruzioni”) e sulla parte del capitolo 4 (“costruzioni civili e industriali”) relativa alle costruzioni in acciaio.
 

Le novità del Capitolo 2 riguardo sicurezza e prestazioni attese


Già nel paragrafo “2.1. principi fondamentali” è possibile notare che sono stati aggiunti, ai requisiti che le opere devono possedere, i punti relativi alla sicurezza antincendio e alla durabilità, approfonditi poi nei paragrafi 2.2.3 e 2.2.4 rispettivamente. Con riferimento alla durabilità, il nuovo testo pone particolare importanza al raggiungimento di questo requisito elencando una serie di provvedimenti atti a garantirlo tra cui, al punto “e” del 2.2.4., la pianificazione di misure di protezione e manutenzione già in fase di progettazione al fine di rendere economicamente sostenibile la struttura. Pur non essendo esaustiva nella trattazione delle variabili da cui dipende la durabilità e sul come gestirle, la norma risulta molto chiara nel principio presupposto, ovvero: “mantenere, nell’arco della vita nominale di progetto, i livelli prestazionali per i quali è stata progettata, tenuto conto delle caratteristiche ambientali in cui si trova e del livello previsto di manutenzione”.

Inoltre, è stato dedicato un intero paragrafo (2.2.5) alla robustezza, ovvero alla “capacità di evitare danni sproporzionati rispetto all’entità di possibili cause innescanti quali esplosioni o urti” fornendo le strategie atte a progettare un prodotto che, una volta realizzato, sia appunto robusto. Tra le strategie suggerite si può leggere: “adozione di una forma e tipologia strutturale poco sensibile alle azioni eccezionali considerate”, “adozione di una forma e tipologia strutturale tale da tollerare il danneggiamento localizzato causato da un azione di carattere eccezionale”, “realizzazione di strutture quanto più ridondanti, resistenti e/o duttili possibili”, ed è quindi chiaro che l’ottenimento di questo requisito nel prodotto finale passi attraverso il perseguimento di un comportamento “plastico” in tutte le componenti della costruzione. La richiesta di conseguire costruzioni robuste è un chiaro esempio di come alla norma si sia cercato di dare un carattere prestazionale.

Per quanto riguarda la valutazione della sicurezza trattata nel paragrafo 2.3, la filosofia dietro le verifiche strutturali è rimasta invariata e non ci sono sostanziali novità.

Il paragrafo 2.4. affronta la definizione della vita nominale di progetto, della classe d’uso e del periodo di riferimento. Sono state inserite considerazioni sulla provvisorietà delle costruzioni, in particolare: “non sono da considerarsi temporanee le costruzioni o parti di esse che possono essere smantellate con l’intento di essere riutilizzate”. Oltre a questo, per le nuove realizzazioni “la cui fase di costruzione sia prevista in sede di progetto di durata pari a PN la vita nominale relativa alla fase di costruzione, ai fini della valutazione dell’azione sismica, dovrà essere assunta non inferiore a PN e comunque non inferiore a 5 anni”. Come del resto era già previsto nelle NTC 2008, anche nel nuovo testo viene specificata la possibilità di omettere le verifiche sismiche per opere di tipo 1 o in fase di costruzione nel caso in cui il progetto preveda che tale condizione permanga per meno di 2 anni.

Inoltre, nelle NTC 2018, al paragrafo 2.4.3., è prevista la possibilità di adottare valori della classe d’uso CU anche maggiori di 2 nel caso in cui, a seguito di un eventuale raggiungimento degli stati limite, si possano avere conseguenze rilevanti sull’ambiente o sulla pubblica incolumità.

Anche per quanto riguarda la parte sulla definizione delle azioni sulle costruzioni (2.5.) si possono riscontrare interessanti integrazioni rispetto al testo del vecchio DM. Innanzitutto è stato aggiunto un passo rilevante alla fine del paragrafo 2.5.1.3 che tratta la classificazione delle azioni secondo la variazione della loro intensità nel tempo, in cui si specifica che: “quando rilevante, nella valutazione dell’effetto delle azioni è necessario tenere conto del comportamento dipendente dal tempo dei materiali, come per la viscosità”.

Il paragrafo 2.5.2. sulla caratterizzazione delle azioni elementari è stati quasi totalmente riscritto e, in particolare, nel nuovo testo viene evidenziato che il valore caratteristico delle azioni variabili (come neve, vento e azioni indotte dalle variazioni di temperatura) dipende dal periodo di ritorno per il quale viene proposto un valore standard di 50 anni che, nel caso sia necessario, andrebbe rivisto per situazioni particolari.

Non sono state fatte modifiche per quanto riguarda la definizione delle combinazioni delle azioni ai fini delle verifiche agli stati limite (paragrafo 2.5.3.) mentre, oltre ad osservare una definizione più puntuale dei coefficienti di combinazione nella tabella 2.5.I, si nota che sono stati modificati i valori dei coefficienti parziali delle azioni per i carichi permanenti non strutturali (G2). I valori della tabella 2.6.I del nuovo DM relativa ai coefficienti suddetti è riportata in tabella 2.
 
Coefficienti NTC 2018
Tabella 2: Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioni nelle verifiche SLU - cliccare per ingrandire

Per finire, è utile sottolineare la scomparsa dalla NTC 2018 del paragrafo 2.7. relativo alle verifiche alle tensioni ammissibili che quindi, non potranno più essere utilizzate, nemmeno per le costruzioni di tipo 1 e 2 o per edifici particolarmente semplici.
 

 Il capitolo 3 relativo alle azioni sulle costruzioni - cosa cambiA

 
Approcciandosi al capitolo 3 del nuovo testo si nota che la tabella 3.1.I, relativa ai pesi dell’unità di volume dei principali materiali, riporta gli stessi valori già presenti nelle NTC 2008. Proseguendo con la lettura, si può subito osservare come la trattazione dei carichi variabili sia stata rivisitata in alcuni punti. Innanzitutto, il paragrafo 3.1.4 porta ora il nome di “sovraccarichi” mentre nelle NTC 2008 era intitolato “carichi variabili” anche se rimane sostanzialmente invariato nei contenuti. Il termine “sovraccarichi” si avvicina di più alle recenti traduzioni degli Eurocodici. La tabella 3.1.II relativa ai valori dei sovraccarichi per le diverse categorie d’uso delle costruzioni ha subito una riorganizzazione e, in particolare, i sovraccarichi per ambienti suscettibili di affollamento sono ora meglio specificati a seconda della categoria di appartenenza. Inoltre, sono state aggiunte la categoria I, coperture praticabili di ambienti di categoria d’uso compresa tra A e D, e la categoria K, coperture per usi speciali quali impianti ed eliporti. Da segnalare inoltre la specifica, in fondo al paragrafo relativo ai sovraccarichi, secondo la quale “in presenza di carichi atipici (quali macchinari, serbatoi, depositi interni, impianti, ecc.) le intensità devono essere valutate caso per caso, in funzione dei massimi prevedibili: tali valori dovranno essere indicati nelle documentazioni di progetto e di collaudo statico”.

Sono stati aggiunti i paragrafi 3.1.4.1, 3.1.4.2 e 3.1.4.3 relativi rispettivamente ai sovraccarichi verticali uniformemente distribuiti, sovraccarichi verticali concentrati e sovraccarichi orizzontali lineari.

Nella definizione dell’azione sismica (3.2) sono rimaste sostanzialmente invariate le definizioni degli stati limite e delle relative probabilità di superamento, nonché delle forme degli spettri elastici. Ci sono però due aspetti considerevoli introdotti con il nuovo testo normativo. Il primo va ricercato nel paragrafo 3.2.2, relativo alle categorie di sottosuolo e condizioni topografiche, nel quale sono state fornite diverse definizioni per le categorie di sottosuolo B, D ed E, e sono state cancellate le classi S1 e S2. È importante notare che la velocità equivalente delle onde di taglio è riferita all’intero volume significativo di terreno e non più ai soli primi 30 metri e che, oltre a questo, sono scomparse nella classificazione dei profili le correlazioni tra i risultati ottenuti tramite prove in sito e la velocità delle onde di taglio. Quest’ultima modifica può essere giustificata dall’estrema dispersione dei valori ottenuti tramite questo tipo di correlazioni e, quindi, dalla volontà del legislatore di imporre una più approfondita conoscenza delle proprietà geotecniche dei terreni ai fini della valutazione della risposta sismica locale. Il secondo aspetto riguarda una novità importante introdotta nella valutazione dell’azione sismica. In particolare, al 3.2.3.5 (“spettri di risposta di progetto per gli stati limite di danno (SLD), di salvaguardia della vita (SLV) e di prevenzione del collasso (SLC)"), lo spettro di progetto relativo allo stato limite di danno può essere ridotto, tramite un fattore di comportamento q ≤ 1.5, per tener conto dell’effetto combinato della sovra-resistenza e di limitate capacità dissipative. Va giustamente segnalato, infine, come il “fattore di struttura” delle NTC 2008 porta il nuovo nome di “fattore di comportamento”; oltre che essere una definizione più vicina alla traduzione degli eurocodici, vuole anche porre in risalto che la duttilità andrebbe perseguita per l’intera costruzione e non per le sole componenti strutturali.

In merito alle altre azioni variabili, diverse sono le modifiche e le integrazioni presenti nel nuovo DM. Nel paragrafo 3.3 riguardante il calcolo dell’azione del vento è stata rivista l’espressione che determina i valori della velocità di riferimento del vento vr introducendo il periodo di ritorno, tramite un coefficiente cr dipendente da esso. Anche la definizione della velocità base di riferimento vb ha subito una modifica in quanto è stato introdotto un coefficiente ca che tiene conto dell’altitudine.

Nel paragrafo 3.4 (azione della neve), è stata aggiornata la mappa delle zone di carico neve trasferendo alcune provincie del centro-sud dalla zona III alla zona II. Si tratta in particolare delle provincie di Avellino, Benevento, Frosinone, L’Aquila e Rieti.

Per finire, la trattazione sulle azioni della temperatura (3.5) è stata rivista ampliando il paragrafo 3.5.2 ed in particolare, ai fini dell’individuazione del gradiente di temperatura, il territorio italiano è stato suddiviso in zone termiche alle quali competono due valori di temperatura, Tmin e Tmax, le quali rappresentano la temperatura minima invernale e la temperatura massima estiva dell’aria nel sito di costruzione, con riferimento ad un periodo di ritorno di 50 anni. Si stabiliscono inoltre delle espressioni per il calcolo dei suddetti valori, da utilizzare in mancanza di adeguate indagini statistiche.
 

Regole di progettazione per costruzioni in acciaio; il capitolo 4 delle NTC 2018


L’impianto normativo delle nuove Norme Tecniche per le costruzioni pubblicate con il DM 17/01/2018 è rimasto sostanzialmente invariato rispetto al vecchio testo normativo del 2008. Nonostante non siano state apportate modifiche sostanziali al capitolo 4, relativo alle costruzioni civili industriali, questo ha subito una rivisitazione in diversi punti e, nel caso specifico delle regole di progettazione delle costruzioni in acciaio, sono state fatte diverse aggiunte e integrazioni alle voci che già formavano il capitolo 4.2 delle NTC 2008. In particolare è da segnalare l’armonizzazione all’interno del quadro normativo europeo tramite l’integrazione di puntuali riferimenti normativi per molti degli argomenti trattati.
Una novità riscontrabile nella lettura del primo paragrafo è il riferimento alle UNI EN 1090 entrate in vigore il 6 ottobre 2011.

Per quanto riguarda i materiali sono state inserite, oltre ai rimandi alle UNI EN 10025-1, UNI EN 10210-1 ed UNI EN 10219-1 , le tabelle con le tensioni di snervamento e di rottura dei diversi acciai da carpenteria (Tab. 4.2.I e Tab 4.2.II). Inoltre è stato inserito un paragrafo, il 4.2.1.2, che contempla l’utilizzo dell’acciaio inox per impieghi strutturali rimandando all’Eurocodice 3 per quanto riguarda le indicazioni e le regole di progettazione. Altra integrazione riguarda i riferimenti da impiegare per l’omologazione degli elettrodi da usare nelle saldature richiamando le UNI EN ISO 2560.

Al 4.2.3.1, la classificazione delle sezioni trasversali degli elementi strutturali non ha subito modifiche sostanziali rispetto a quanto già stabilito nelle NTC 2008; le sezioni di classe 1 sono ora definite duttili in luogo di compatte mentre le sezioni in classe 3 vengono ora definite semi-compatte in luogo di moderatamente snelle. Le sezioni di classe 2 e in classe 4 mantengono rispettivamente la definizione di compatte e snelle. Per il calcolo della capacità resistente delle sezioni in classe 4, che può essere determinata solo con il metodo elastico, ci si può riferire a quanto già previsto dell’Eurocodice (tabelle 5.2 dell’EN 1993-1-1:2005), ovvero al metodo delle caratteristiche geometriche efficaci oppure al metodo delle tensioni ridotte.

Non ci sono modifiche importanti in merito alle verifiche di resistenza salvo per quanto riguarda il paragrafo 4.2.4.1.2.6 relativo alle verifiche a flessione e taglio per le sezioni a I o ad H, di classe 2, doppiamente simmetriche e dove, nella formula, l’area di taglio Av prevista nelle NTC ’08 è stata sostituita dall’area dell’anima Aw in analogia con l’Eurocodice 3.

Anche al paragrafo 4.2.4.1.3.2, la verifica dello svergolamento (instabilità flesso torsionale) delle travi inflesse con profili a I o a H, viene allineata all’Eurocodice 3, ed in particolare si fa riferimento a quanto previsto dal metodo generale della EN 1993-1-1 § 6.3.2.2. Il paragrafo 4.2.4.1.4 relativo alle verifiche a fatica è stato ampliato definendo i tipi di verifica, ovvero la verifica a vita illimitata e la verifica a danneggiamento.

Al paragrafo 4.2.4.1.6 che tratta la verifica di cavi, barre e funi, è stato inserito il rimando alle norme UNI EN 12385, UNI EN 10059 e UNI EN 10060.

Al 4.2.4.1.7, per le verifiche degli apparecchi di appoggio, è stato inserito il riferimento alle UNI EN 1337.

Per quanto riguarda le unioni, sono stati differenziati i coefficienti di sicurezza della tabella 4.2.XIV per il calcolo del precarico delle unioni a serraggio controllato e non controllato. Per le unioni a serraggio controllato, nella formula per il calcolo del momento di serraggio, si assume ora che la resistenza caratteristica a trazione del precarico sia pari a quella di calcolo. Inoltre, in analogia alle UNI EN 14399-1, è stato specificato che “nelle unioni con bulloni ad alta resistenza delle classi 8.8 e 10.9, precaricati con serraggio controllato, per giunzioni ad attrito, le viti, i dadi e le rondelle devono essere forniti dal medesimo produttore”.

Sono state inserite le indicazioni riguardo i valori dei coefficienti di accoppiamento k che nelle NTC ’08 erano presenti solo nella circolare ed è stato specificato che, per bulloni con classe funzionale K1 e K2, il serraggio deve essere eseguito in accordo alla norma UNI EN 1090-2. Anche le indicazioni riguardo il coefficiente di attrito tra le piastre a contatto nelle unioni precaricate è stato aggiornato alle UNI EN 1090-2 con riferimento alla tabella 18 di quest’ultima. Infine, è ora ammesso l’uso di fori asolati o maggiorati rimandando alle indicazioni riportate in UNI EN 1993-1-8.

Per le unioni saldate, ed in particolare per il calcolo della resistenza dei cordoni d’angolo al 4.2.8.2.4, è stata inserita una limitazione sulla tensione ortogonale alla sezione di gola, in accordo alla formula 4.1 del EN 1993-1-8.

Infine, nelle NTC ’08 non era previsto l’utilizzo di acciaio incrudito che invece, nel nuovo testo, è contemplato al 4.2.9.2 specificando che il suo utilizzo deve essere giustificato mediante specifica valutazione.
 

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