Progettazione strutturale: aspetti generali secondo le NTC

Con l’emanazione Norme tecniche per le Costruzioni nel 2008 (nel seguito NTC), e successivamente con le NTC 2018 (Approvate con Decreto Ministeriale 17 gennaio 2018) vengono definiti i principi per il progetto, l’esecuzione e il collaudo delle costruzioni, nei riguardi delle prestazioni loro richieste in termini di requisiti essenziali di resistenza meccanica e stabilità, anche in caso di incendio, e di durabilità. Le Norme Tecniche forniscono quindi i criteri generali di sicurezza, le azioni che devono essere utilizzate nel progetto, definiscono le caratteristiche dei materiali e dei prodotti e, più in generale, trattano gli aspetti attinenti alla sicurezza strutturale delle opere.

Le normative tecniche attualmente presenti nel panorama italiano ed internazionale sono classificabili secondo due tipi di approccio:

  • cogente, in cui le regole contenute devono obbligatoriamente essere rispettate fin nei dettagli;
  • prestazionale, che privilegia gli obiettivi da conseguire, a prescindere dai metodi utilizzati dal progettista.

Le Norme tecniche definiscono i principi per il progetto, l’esecuzione e il collaudo delle costruzioni nei riguardi delle prestazioni loro richieste.

Sicurezza strutturale e prestazioni attese

Le opere e le componenti strutturali devono essere progettate, eseguite, collaudate e soggette a manutenzione in modo tale da consentirne la prevista utilizzazione, in forma economicamente sostenibile e con il livello di sicurezza previsto dalle norme.

La sicurezza e le prestazioni di un’opera o di una parte di essa devono essere valutate in relazione agli stati limite che si possono verificare durante la vita nominale di progetto.

Si definisce stato limite una condizione superata la quale l’opera non soddisfa più le esigenze elencate nelle presenti norme.

Il superamento di uno stato limite ultimo ha carattere irreversibile.
Il superamento di uno stato limite di esercizio può avere carattere reversibile o irreversibile.

I materiali ed i prodotti, per poter essere utilizzati nelle opere previste dalle presenti norme, devono essere sottoposti a procedure e prove sperimentali di accettazione. Le prove e le procedure di accettazione sono definite nelle parti specifiche delle presenti norme riguardanti i materiali.

I materiali ed i prodotti, per poter essere utilizzati nelle opere previste dalle presenti norme, devono essere sottoposti a procedure e prove sperimentali di accettazione. Le prove e le procedure di accettazione sono definite nelle parti specifiche delle presenti norme riguardanti i materiali.

Le azioni da prendere in conto devono essere assunte in accordo con quanto stabilito nei relativi capitoli delle presenti norme. In mancanza di specifiche indicazioni, si dovrà fare ricorso ad opportune indagini, eventualmente anche sperimentali, o a documenti, normativi e non, di comprovata validità.

Una guida alla progettazione strutturale, la Geoapp: “Consultazione rapida NTC2018

La Geoapp indicizza ogni paragrafo nelle Norme Tecniche delle Costruzioni 2018 (NTC 2018). Sezione dedicata per il Capitolo 6 (Progettazione geotecnica) e il Capitolo 7 (Progettazione per azioni sismiche).
Basta cliccare sul paragrafo, capitolo o sotto capitolo desiderato, e si verrà reindirizzati la pagina corrispondente. Inoltre sono presenti due ulteriori sezioni:

  • Consultazione rapida casi frequenti:  tabella riassuntiva dei maggiori problemi geotecnici con i rispettivi parametri e combinazioni da utilizzare (condizioni statiche e sismiche), con collegamenti rapidi alle rispettive tabelle;
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Requisiti delle opere strutturali

  • Sicurezza nei confronti dei stati limite ultimi (SLU): capacità di evitare crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali e parziali, che possano compromettere l’incolumità delle persone ovvero comportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danni ambientali e sociali, ovvero mettere fuori servizio l’opera;
  • Sicurezza nei confronti di stati limite di esercizio (SLE): capacità di garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio;
  • Sicurezza antincendio: capacità di garantire le prestazioni strutturali previste in caso d’incendio, per un periodo richiesto;
  • Durabilità: capacità della struttura di mantenere, nell’arco della propria vita nominale, i livelli di prestazionali per i quali è stata progettata, tenuto conto delle caratteristiche ambientali in cui si trova e del livello previsto di manutenzione;
  • Robustezza: capacità di evitare danni sproporzionati rispetto all’entità di possibili cause innescanti eccezionali quali esplosioni e urti.

Le costruzioni devono essere dotate di sistemi strutturali che garantiscono le prestazioni fissate dalla Norma (SLU, SLE, durabilità, robustezza) nei confronti di tutte le combinazioni di azioni cui la struttura sarà soggetta nell’ambito della sua vita nominale

Criteri generali di progetto

Il progetto deve tendere anzitutto ad assegnare una resistenza differenziata ai diversi elementi strutturali, in modo che il cedimento di alcuni preceda e quindi prevenga quello di altri. Questi ultimi, ossia quelli da proteggere, sono gli elementi il cui cedimento è critico nei confronti del collasso globale: esempio tipico i pilastri di un edificio.

Il cedimento dei pilastri viene impedito fornendo ad essi una resistenza superiore a quella delle travi che su di essi si innestano.

Il criterio ora esemplificato con riferimento ai pilastri si estende a tutti gli altri elementi e meccanismi il cui  cedimento è necessario evitare, e va sotto il nome di “gerarchia delle resistenze“.

Come ulteriore criterio generale di progetto, si “accetta” il “cedimento” per alcuni elementi strutturali, nei termini che ora si precisano.

Per cedimento si intende il raggiungimento ed il superamento della fase di comportamento elastico (per entrare in quello delle grandi deformazioni, in campo plastico e irreversibile.

La capacità di deformazione plastica si indica in campo tecnico con il termine duttilità

progettazione strutturale

Indicazioni progettuali in grado di realizzare strutture robuste sono, ad esempio:

  • Privilegiare la resistenza dei pilastri rispetto a quella delle travi (schema pilastro forte trave debole);
  • Privilegiare la resistenza a taglio rispetto a quella a flessione;
  • Esaminare in maniera opportuna l’interazione tra la struttura e gli elementi di completamento (tamponamenti, impianti ecc…);
  • Curare i dettagli costruttivi.

Fasi della progettazione strutturale

La progettazione delle strutture di un edificio è il risultato di una serie di processi sequenziali, tutti ugualmente che vedono il loro sviluppo progressivo illustrato in figura:

progettazione strutturale 2

Sicurezza strutturale

progettazione strutturale 3

Valutazione della sicurezza

Azione F: è ogni causa o insieme di cause applicate alla struttura, alle quali consegua un effetto E (può essere sia una caratteristica della sollecitazione, che una tensione, o anche una deformazione, un’apertura di fessure…)

Resistenza R: indica la capacità (caratteristica della sollecitazione, tensione, deformazione…) della struttura di far fronte ad una determinata sollecitazione; è di alcune proprietà del materiale costituente la struttura.

Corso: “Le Nuove Norme Tecniche (NTC2018) – Aspetti e differenze con l’NTC 2008 che interessano la professione del Geologo – 4 Crediti CFP

Il corso verte sulle Nuove Norme Tecniche 2018. Sulla scorta di quanto trattano i capitoli delle NTC2018, vengono messi in luce gli aspetti che interessano specificatamente i campi della geologia, geotecnica ed indagini geognostiche, geofisiche e di laboratorio, con uno specifico riferimento alle azioni sismiche. In definitiva quanto coinvolge la professione del Geologo. Inoltre, vengono evidenziate le novità ed i cambiamenti rispetto alle vecchie norme per il calcolo strutturale delle NTC 2008. Il corso si conclude con un test di valutazione per verificare le competenze acquisite.

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