Progettare con fattore di struttura unitario nel cemento armato

Sottotitolo: ”Come progettare senza gerarchia delle resistenze”

(Premetto che sono sicuro che questo articolo troverà colleghi in completo disaccordo con il mio pensiero.)

E’ possibile progettare strutture in c.a. con q=1?

Il fattore di struttura unitario viene utilizzato abbastanza frequentemente nelle strutture in acciaio per evitare di considerare la gerarchia delle resistenze. La Normativa per queste strutture è chiara nel permetterlo:

“Quando si utilizza l'analisi lineare per sistemi non dissipativi, come avviene per gli stati limite di esercizio, gli effetti delle azioni sismiche sono calcolati, quale che sia la modellazione per esse utilizzata, riferendosi allo spettro di progetto ottenuto assumendo un fattore di struttura q unitario” [NTC08-7.4.1]

così non è per le strutture in c.a:

“L'impostazione delle presenti norme,  con le regole di progetto che da essa discendono, prevede che le costruzioni in cemento armato posseggano in ogni caso una adeguata capacità di dissipare energia in campo inelastico per azioni cicliche ripetute, senza che ciò comporti riduzioni significative della resistenza nei confronti delle azioni sia verticali che orizzontali.” Cap.  [NTC08-7.4.1]

Questa frase ha creato non poca confusione e ha portato molti professionisti e tecnici del Genio Civile a ritenere che la progettazione con la struttura che rimane in fase elastica fosse preclusa per strutture in c.a.. Fortunatamente il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici con il suo parere Protocollo 155/2010 del 14/10/2010 ha chiarificato le cose:

“[…]la Sezione ritiene che sia sempre possibile, anche  se  generalmente non conveniente, progettare strutture  non dissipative con qualunque materiale  (anche non fragile), purché si adotti un fattore di struttura unitario, insieme con l'utilizzo del livello di azione corrispondente allo Stato Limite Ultimo (SLU). In tal caso non è necessario l'utilizzo di accorgimenti quali la gerarchia delle resistenze, il cui  effetto può esplicarsi solo al superamento del comportamento elastico della struttura. Resta  comunque inteso che si debba ottemperare alle prescrizioni contenute nel Capitolo 4 delle NTC 2008 che garantiscono un livello significativo di duttilità.”

E’ possibile quindi progettare con fattore di struttura q=1 rispettando solamente le prescrizioni del capitolo 4 delle NTC08.

E’ corretto progettare strutture in c.a. con q=1?

Una volta stabilità che è lecito vediamo di capire se è un metodo di progettazione corretto. Questa è la parte opinabile di questo post, dico il mio pensiero sapendo però esistono molte opinioni contrastanti:

- c’è chi sostiene che è sbagliato progettare strutture in c.a. senza rispettare le prescrizioni del capitolo 7 e la GDR;

- c’è chi sostiene che se si progetta con q=1 non è necessario rispettare la GDR ma sono comunque necessarie le prescrizioni del capitolo 7;

- c’è chi sostiene che se uno progetta con q=1 debba solo rispettare le prescrizioni del capitolo 4.

Dal punto di vista scientifico la situazione è chiara:

Se io calcolo la mia struttura per resistere in fase elastica al sisma di progetto F_el allo SLV non sono necessari accorgimenti per garantire la duttilità della struttura in quanto la struttura non entrerà in fase plastica.

E’ corretto procedere così?  Ovviamente non è possibile generalizzare: esistono decine di fattori che entrano in gioco: la zona sismica, la tipologia strutturale, i costi ecc. Ma ritengo che in alcuni casi sia lecito e corretto: per esempio ho utilizzato un fattore di struttura unitario nel caso di strutture di pochi piano con pareti tozze che però non rientrano per poco nella categoria di strutture a pareti estese debolmente armate. Progettare queste pareti tozze come duttili comporterebbe a rispettare delle prescrizioni molto penalizzanti (e per gran parte inutili) per “scontare” l’azione sismica di poco (il fattore di struttura in questi casi si aggira tra 1,5 e 2).

Ci sono comunque dei punti del capitolo 7 che io ritengo fondamentali e che considero anche quando progetto strutture con fattore di struttura unitario e per gli elementi secondari di strutture duttili e sono:

- Prescrizioni sui materiali [7.4.2.1] e [7.4.2.2]

- Dettagli costruttivi dei pilastri [7.4.6.1.2] e [7.4.6.2.2]

- Dettagli costruttivi delle travi[7.4.6.1.1] e [7.4.6.2.1]

Mi piacerebbe conoscere la vostra opinione.

A presto, Braian.

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