Cemento - Collaudo

Istruzioni per l'applicazione delle Norme tecniche del D.M. 9 gennaio 1996

Con decreto del Ministro dei lavori pubblici in data 9 gennaio 1996 sono state approvate le "Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche". Dette norme (ovvero, secondo una terminologia più recente, "regole tecniche"), pubblicate nel supplemento ordinario alla Gazzetta Ufficiale n. 29 del 5 febbraio 1996, costituiscono l'aggiornamento di quelle precedentemente approvate con il decreto 14 febbraio 1992.

Le nuove norme tecniche si distinguono per aver recepito, integrandole e per quanto possibile adattandole al quadro normativo nazionale, le norme europee sperimentali Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture di calcestruzzo, (parte 1-1; regole generali e regole per gli edifici) ed Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture di acciaio, (parte 1-1; regole generali e regole per gli edifici) - nelle rispettive versioni in lingua italiana, pubblicate a cura dell'UNI (UNI ENV 1992 - 1-1, ratificata in data gennaio 1993 e UNI ENV 1993 - 1-1, ratificata in data giugno 1994).

In sostanza, quindi, le nuove norme danno al progettista un'ampia facoltà di scelta, potendo egli impiegare, con lo stesso valore precettivo stabilito dalla legge 1086/1971, uno qualsiasi dei tre metodi di verifica previsti (quello delle tensioni ammissibili e quello degli stati limite nella duplice veste italiana ed europea); tuttavia, l'adozione di uno dei tre procedimenti indicati ne comporta l'applicazione unitaria ed integrale all'intero organismo strutturale.

Metodo degli stati limite

Relativamente al metodo degli stati limite, giova far notare che le due versioni, italiana ed europea, si rifanno a criteri ispiratori identici, pur essendo la versione italiana di gran lunga più sintetica dell'altra, che si caratterizza per la diversa impostazione espositiva, per la simbologia e per taluni procedimenti pratici di calcolo.

Allo scopo di adeguare le verifiche contenute negli Eurocodici agli stessi livelli di sicurezza previsti in ambito nazionale, vengono forniti, nelle rispettive Sezioni III delle Parti 1ª e 2ª del testo delle norme, i valori numerici e le varianti prescrittive che costituiscono quindi il Documento di Applicazione Nazionale (DAN) per l'uso degli Eurocodici.

Prescrizioni generali

Sono invece raccolte, in forma unitaria, in quanto valide, e da applicare per tutti i casi, le prescrizioni riguardanti le azioni da considerare nel calcolo e le loro combinazioni, i materiali ed il collaudo statico.

In definitiva, con le istruzioni allegate alla circolare si è inteso fornire agli operatori chiarimenti, indicazioni ed elementi integrativi utili ai fini di una più agevole e univoca applicazione delle nuove norme.

Utilizzazione delle norme ed illustrazione delle principali innovazioni

Introduzione

L'elemento nuovo e di maggior rilievo che caratterizza il D.M. 9.1.96 è rappresentato dalla possibilità di utilizzare in ambito nazionale sia il metodo di verifica delle tensioni ammissibili che quello agli stati limite, nella duplice versione italiana ed europea. Viene quindi resa possibile un'ampia facoltà di scelta della normativa di riferimento che il progettista, liberamente e responsabilmente, può adottare.

Pertanto, mentre sotto il profilo concettuale resta inalterato il quadro di riferimento costituito dai due possibili metodi di verifica (tensioni ammissibili e stati limite), sul piano operativo, con la nuova disciplina, si viene ad affiancare, accanto al testo normativo relativo al metodo degli stati limiti nella versione "nazionale", un ulteriore testo normativo nella versione "europea" anch'esso basato sul medesimo metodo agli stati limite.

Recepimento delle norme europee

Il recepimento nell'ordinamento tecnico nazionale delle norme europee sperimentali Eurocodice 2 - Progettazione delle strutture in cemento armato normale e precompresso, Parte 1.1; Regole generali e regole per gli edifici - ed Eurocodice 3 - Progettazione delle strutture in acciaio, Parte 1.1; Regole generali e regole per gli edifici - nelle rispettive versioni in lingua italiana, pubblicate a cura dell'UNI (UNI-ENV 1992-1-1, gennaio 1993, e UNI-ENV 1993-1-1, giugno 1994), avviene in una situazione evolutiva, in forma tale da assicurare ad esse parità di regime giuridico con la normativa nazionale in termini di cogenza, nonché equivalenza di livelli di sicurezza.

Tale equivalenza è garantita attraverso la calibrazione dei fattori parziali di sicurezza e degli altri parametri contenuti nei Documenti di Applicazione Nazionale (DAN), contenuti nelle Sezioni III delle Parti I e II del decreto stesso.

Il Servizio tecnico centrale del Consiglio superiore dei lavori pubblici intende seguire attentamente la risposta dei tecnici italiani a questa innovazione normativa, raccogliendo osservazioni e suggerimenti in vista di una futura revisione delle norme.

Metodo delle tensioni ammissibili

• Per l'impiego del metodo delle tensioni ammissibili, salvo quanto nel seguito precisato, si deve fare riferimento al D.M. 14.2.92, limitatamente alle parti che interessano e riguardano tale metodo.
• È inoltre necessario chiarire con esattezza i limiti entro i quali avviene il recepimento delle Parti 1-1 degli Eurocodici EC2 ed EC3.

In effetti lo studio normativo degli Eurocodici Strutturali è estremamente vasto ed interessa molti aspetti dell'ingegneria strutturale; infatti ogni Eurocodice consta di più parti ciascuna delle quali si riferisce ad un argomento specifico; in particolare gli Eurocodici 2 e 3 comprendono, oltre la parte 1-1 relativa alle "regole generali e regole per gli edifici", numerose altre parti 1-2, 1-3, ecc. afferenti tipologie specifiche di opere.

Documenti recepiti

Si ribadisce che i documenti recepiti in ambito nazionale, come chiaramente indicato sia all'art. 2 del decreto ministeriale, sia al paragrafo 1 della Parte Generale delle Norme Tecniche, sono esclusivamente i due sottoindicati:

• UNI-ENV 1992-1-1 (gennaio 1993) Eurocodice 2, Progettazione delle strutture in cemento armato normale e precompresso Parte 1.1: Regole generali e regole per gli edifici;
• UNI-ENV 1993-1-1 (giugno 1994) Eurocodice 3, Progettazione delle strutture in acciaio Parte 1.1: Regole generali e regole per gli edifici;

Ovviamente con le prescrizioni sostitutive, integrative e soppressive contenute nei rispettivi Documenti di Applicazione Nazionale (DAN). Sono quindi recepite dal decreto ministeriale solo le Parti 1-1 di ciascuno dei due documenti normativi sopracitati, con esclusione delle appendici, che non trovano collocazione nelle Norme Tecniche.

Innovazioni delle norme tecniche

Nel seguito, le principali innovazioni delle norme tecniche, rilevanti per gli scopi progettuali e costruttivi delle strutture in c.a., in c.a.p. ed in acciaio, sono evidenziate e commentate al fine di facilitarne l'avvicinamento da parte dei tecnici progettisti. Vengono anche illustrate le modalità da osservarsi per la corretta utilizzazione di ciascuno dei tre metodi di verifica consentiti dalle norme e vengono anche indicati i pertinenti riferimenti del testo normativo.

Articolazione delle Norme Tecniche

L'articolazione delle Norme tecniche presenta anch'essa alcune innovazioni (si veda l'indice sintetico in Tabella 1): è stata introdotta una parte generale; ciascuna delle successive parti I (c.a. e c.a.p.) e II (acciaio) è a sua volta suddivisa in tre sezioni (prescrizioni generali, metodi agli stati limite, Eurocodici); per quanto riguarda le altre parti e gli allegati, la loro articolazione è rimasta invariata.

Nel testo delle Norme tecniche sono state ampliate le parti concernenti i metodi di calcolo agli stati limite ed inserite precise indicazioni per la corretta applicazione degli Eurocodici, attraverso le apposite Sezioni III, che costituiscono i rispettivi Documenti di Applicazione Nazionale (DAN).

Indice delle Norme Tecniche

Parte Generale

La Parte Generale (si veda l'indice in Tabella 2) recepisce lo stato dell'arte dei metodi di verifica disponibili: metodi agli stati limite e delle tensioni ammissibili. Nel caso in cui desideri adottare il metodo di verifica delle tensioni ammissibili, il progettista dovrà fare riferimento alla precedente normativa tecnica (D.M. 14 febbraio 1992 e relativa circolare 24 giugno 1993 n. 37406/STC).

Uso del metodo agli stati limite

Nel caso in cui desideri adottare il metodo di verifica agli stati limite nella versione "nazionale", il progettista dovrà seguire tutte le indicazioni di carattere generale contenute nella Sezione II della Parte I - Cemento armato normale e precompresso, e della Parte II - Acciaio.

Nel caso in cui desideri invece adottare i metodi di verifica agli stati limite codificati negli Eurocodici 2 e 3, il progettista dovrà utilizzare i rispettivi Documenti di Applicazione Nazionale (DAN), costituiti dalla Sezione III delle Parti I e II. Inoltre, mantenendo la tradizionale apertura nei riguardi del progresso scientifico e tecnologico, le Norme Tecniche consentono ai progettisti anche l'adozione di ulteriori metodi di verifica, purché adeguatamente supportati da studi ed esperienze, e purché sia garantito un livello di sicurezza equivalente a quello stabilito dalle norme stesse.

L'adozione di tali ulteriori metodi di verifica dovrà essere autorizzata, caso per caso, dal Servizio tecnico centrale, sentito il Consiglio Superiore dei LL.PP.

Norme tecniche: Indice della Parte Generale

In relazione alle opzioni normative offerte al progettista, si pone ovviamente la condizione, esplicitata al paragrafo 6 "Indicazioni della Norma tecnica seguita", che il progettista deve chiaramente indicare nella relazione illustrativa di cui all'art. 4, comma 3 lett. b, della legge 1086/71 il metodo di verifica adottato che va applicato in maniera unitaria ed integrale all'intero organismo strutturale.

Poiché, in alcune situazioni, può risultare difficoltoso definire l'organismo strutturale nella sua interezza, si riportano nel seguito, a titolo esemplificativo, casi particolari di organismi che possono considerarsi indipendenti tra loro:

• Sopraelevazione, strutturalmente autonoma, di edificio esistente;
• Manufatti prefabbricati non collaboranti con la restante struttura.

Per quanto riguarda le verifiche del terreno fondazionale e delle strutture di fondazione vanno tenuti presenti, anche in zone non sismiche, i criteri e le indicazioni espresse al comma 1 del punto B.10 del D.M. 16.01.1996 "Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche".

Norme di riferimento sugli Eurocodici

Il paragrafo 3. "Norme di riferimento" concerne l'impiego degli Eurocodici. I riferimenti ad altre norme europee, contenuti negli Eurocodici, non sono utilizzabili in quanto dette norme non sono recepite; pertanto, a tale riguardo, fermo restando l'obbligo di seguire le prescrizioni dei Documenti di Applicazione Nazionale (DAN) (Sezioni III), si deve far riferimento alle indicazioni generali contenute nelle Norme Tecniche o, in assenza di qualsiasi indicazione, alle norme nazionali pertinenti.

Azioni di calcolo

Al paragrafo 7 "Azioni di calcolo" si trovano le disposizioni riguardanti le azioni e le relative combinazioni di calcolo per le verifiche agli stati limite ultimi e di esercizio e per le verifiche col metodo delle tensioni ammissibili. Al riguardo, si precisa che:

• Le azioni sulle costruzioni da considerare nella progettazione sono indipendenti sia dal criterio di verifica (dunque valgono per il metodo agli stati limite, per le verifiche secondo gli Eurocodici ed infine per il metodo delle tensioni ammissibili secondo il D.M. 14.2.1992), sia dalla tecnica costruttiva (dunque valgono per strutture in c.a., c.a.p. e acciaio) e devono essere conformi alle disposizioni contenute nelle norme tecniche per i carichi e sovraccarichi e nella relativa circolare;
• Le combinazioni delle azioni da considerare per tutti i metodi di verifica agli stati limite (e quindi anche per le applicazioni degli Eurocodici, come precisato nelle pertinenti Sezioni III) sono quelle specificate nel citato paragrafo 7; per le verifiche alle tensioni ammissibili valgono i criteri di combinazione ben noti (condizione più sfavorevole per le strutture in c.a. ed in c.a.p.; condizioni di carico I e II per le strutture in acciaio) di cui al D.M. 14.2.1992.

Circa le combinazioni delle azioni per le verifiche agli stati limite, è da segnalare la seguente innovazione. Il coefficiente parziale dei carichi permanenti per le verifiche agli stati limite ultimi è ora pari a 1,4 (valore precedente 1,5) per le combinazioni di carico nelle quali i carichi permanenti hanno effetto sfavorevole. Gli altri coefficienti parziali restano immutati.

ψ, I coefficienti di combinazione già indicati in Circolare, sono ora riportati nel testo delle Norme Tecniche. Tali valori sono comunque da considerare con cautela. Le caratteristiche dei materiali, analogamente a quanto detto per le azioni, sono anch'esse indipendenti dal metodo di verifica adottato. In particolare, i materiali devono possedere i requisiti stabiliti nella Sezione I della Parte I - Cemento armato normale e precompresso e nella Sezione I della Parte II - Acciaio.

Sostanzialmente indipendenti dal metodo di verifica adottato nella progettazione, sono altresì gli adempimenti di collaudo statico delle strutture, che verranno illustrati nel successivo punto H.

Parte I - Cemento armato normale e precompresso

Sezione I - Prescrizioni generali e comuni

Questa sezione raccoglie le prescrizioni riguardanti i materiali, i prodotti ed il collaudo statico che nel D.M. 14.2.1992 erano contenuti nei capitoli 2 ed 8 della Parte I. Si segnalano, in particolare, i seguenti punti riguardanti gli acciai per cemento armato.

Acciai forniti in rotoli

Viene imposto il limite di 14 mm al diametro massimo degli acciai da c.a. forniti in rotoli al fine di evitare l'impiego di barre che, in conseguenza del successivo raddrizzamento, potrebbero presentare un decadimento eccessivo delle caratteristiche meccaniche. Tuttavia, in casi eccezionali, adeguatamente motivati, il Servizio tecnico centrale, sentito il Consiglio superiore dei lavori pubblici, potrà concedere eventuali deroghe.

Caratteristiche meccaniche degli acciai

Il progettista, nei casi indicati dalla norma, ha l'obbligo di dichiarare, nella relazione illustrativa sui materiali, i limiti dei rapporti \( \frac{f}{f} \) e \( \frac{f}{f} \) medioposti a base del calcolo. Tale disposizione rappresenta soprattutto un segnale per i progettisti affinché prestino la dovuta attenzione alle effettive caratteristiche meccaniche degli acciai impiegati, che, sempre più spesso, presentano valori delle tensioni caratteristiche di snervamento \( f_{yk} \) e di rottura \( f_{tk} \) sensibilmente superiori ai minimi prescritti dalla norma ed indicati nel Prospetto 2-I, Parte I, Sezione I.

Quanto sopra ha lo scopo di evitare:

• Una eccessiva dispersione dei valori delle tensioni di snervamento, resa possibile dagli elevati valori di \( f_{yk} \) degli acciai prodotti rispetto ai minimi indicati nel citato Prospetto 2-I;
• Che l'impiego di acciai con valori troppo elevati della tensione di snervamento, non previsti in sede di calcolo, possa vanificare le ipotesi assunte per il calcolo del momento di rottura della sezione e favorire l'instaurarsi di meccanismi di rottura fragile;
• L'impiego di materiale fragile con tensione di snervamento troppo vicina alla tensione di rottura.

Tali limitazioni risultano maggiormente significative quando sia importante garantire il requisito di duttilità e cioè in presenza di azioni sismiche e tutte le volte che, nelle verifiche, si operi la redistribuzione delle sollecitazioni. In tali casi, pertanto, il progettista deve dichiarare, nella relazione sui materiali, i limiti dei suddetti rapporti.

Da ciò ne deriva anche un obbligo per i produttori di...