Progetto delle strutture in calcestruzzo armato

Con l'Eurocodice 2 e le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018

Franco Angotti, Maurizio Orlando

• Publisher: Hoepli
• Year: 2020
• ISBN:
  9788836000449
• Topic: Technik & Maschinenbau
• Subtopic: Bau- & Architekturtechnik

Il volume tratta la progettazione delle strutture in calcestruzzo armato alla luce dell'Eurocodice 2 e tiene conto delle più recenti evoluzioni sia nel campo dei materiali (calcestruzzo e acciaio) sia in quello della modellazione strutturale. Come è noto le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC2018) sono fortemente ispirate agli Eurocodici; è perciò stato possibile trattare i vari argomenti tenendo di vista lo sviluppo sia della norma europea, sia della norma italiana. Il testo è corredato da numerosi esempi numerici utili per una corretta applicazione del metodo di verifica della sicurezza agli stati limite. Gli esempi, scelti fra quelli più ricorrenti nella pratica professionale, sono disponibili online e interessano sia il professionista, sia gli studenti di ingegneria e architettura.

1 Criteri generali di progettazione strutturale

1.1 Introduzione

Data la natura aleatoria delle grandezze coinvolte nel progetto di una struttura (azioni, geometria, condizioni di vincolo, resistenze dei materiali, ecc.), la valutazione dell’affidabilità strutturale non può essere impostata in termini deterministici, ma richiede un’analisi di tipo probabilistico. L’obiettivo della verifica di sicurezza è quello di mantenere la probabilità di crisi, ossia di raggiungimento o superamento di un’assegnata condizione pericolosa per la struttura, al di sotto di un valore prefissato. Questo valore è fissato in funzione del tipo di costruzione, delle conseguenze sulla incolumità delle persone e dei danni alle cose.

Ogni situazione pericolosa per una costruzione è chiamata “stato limite”, essa rappresenta una condizione raggiunta la quale la costruzione non è più in grado di assolvere le funzioni per le quali è stata progettata. Gli stati limite sono classificati in stati limite ultimi e stati limite di esercizio a seconda della gravità delle loro conseguenze: i primi sono associati al collasso di tutta o di una parte della struttura, i secondi causano danni limitati che possono rendere inutilizzabile la struttura rispetto alle esigenze del progetto. Gli stati limite di esercizio possono essere reversibili o irreversibili: i primi sono quelli per i quali non rimane nessun effetto una volta rimosse le azioni che ne hanno causato il superamento, mentre per i secondi rimangono alcune conseguenze. Esempi di stati limite reversibili sono le deformazioni e le vibrazioni dei solai prodotte dai carichi di esercizio di breve durata, mentre al contrario le deformazioni permanenti di tipo viscoso dei solai sotto i carichi di lunga durata con conseguente danneggiamento degli elementi di finitura rappresentano un tipico esempio di stato limite irreversibile.

Il metodo di verifica della sicurezza strutturale indicato nella EN1992-1-1, così come in tutti gli Eurocodici, è il metodo dei coefficienti parziali o semi-probabilistico.

Con questo metodo si verifica l’affidabilità della struttura attraverso il rispetto di un insieme di regole nelle quali si utilizzano i “valori caratteristici” delle variabili del problema ed una serie di “coefficienti di sicurezza”; si tratta dei cosiddetti coefficienti parziali di sicurezza γ che coprono le incertezze sulle azioni e sui materiali e di elementi additivi Δ per le incertezze sulla geometria, come per esempio per tenere conto dell’aleatorietà del valore del copriferro e quindi del valore dell’altezza utile della sezione di una trave in calcestruzzo armato.

Il metodo non richiede al progettista alcuna conoscenza dei metodi probabilistici per l’analisi della sicurezza strutturale, perché gli aspetti probabilistici del problema sono già considerati nel processo di calibrazione del metodo stesso, ossia nella scelta dei valori caratteristici, dei coefficienti parziali di sicurezza ecc., fissati nelle norme tecniche.

In sintesi, il metodo di verifica agli stati limite si basa sulle seguenti ipotesi

– la resistenza e la sollecitazione sono variabili aleatorie indipendenti;

– i valori caratteristici della resistenza e della sollecitazione coincidono con i frattili di un ordine prefissato delle rispettive distribuzioni;

Prospetto 1.1 Vita nominale di progetto (da Tabella 2.4.I delle NTC 2018).

Tipo	Descrizione	Valori minimi di VN (anni)
1	Costruzioni temporanee e provvisorie	10
2	Costruzioni con livelli di prestazioni ordinari	50
3	Costruzioni con livelli di prestazioni elevati	100

– si mettono in conto le altre incertezze trasformando i valori caratteristici in valori di progetto, mediante l’applicazione di coefficienti parziali di sicurezza e di elementi additivi;

– la misura della sicurezza è positiva se le sollecitazioni di progetto non superano le corrispondenti resistenze di progetto.

Quando non si dispone di sufficienti dati statistici, si assumono come valori caratteristici delle azioni i valori nominali indicati nelle norme oppure valori indicativi, come nel caso di azioni eccezionali (urti, esplosioni, ecc.).

Indipendentemente dal metodo utilizzato per la misura della sicurezza, una struttura si definisce affidabile se presenta misure positive di sicurezza per ogni suo stato limite durante l’intera vita utile (o vita nominale) T_u di progetto. T_u è definita come il periodo durante il quale si assume che la struttura venga utilizzata per gli scopi previsti, con manutenzione programmata, ma senza che risultin...