Costruzioni con struttura prefabbricata: importanti chiarimenti dalla Circolare esplicativa delle NTC 2018

La Circolare esplicativa delle Norme Tecniche per le Costruzioni 2018 (NTC18) fornisce importanti chiarimenti circa l’applicazione di alcune prescrizioni delle NTC18. Nel seguito vengono discussi in dettaglio i principali.

Per le strutture prefabbricate previste altre tipologie strutturali

Oltre alle tipologie strutturali previste per le strutture in calcestruzzo armato, per le strutture prefabbricate sono previste tre tipologie strutturali aggiuntive:

• strutture a pannelli;
• strutture monolitiche a cella;
• strutture con pilastri incastrati alla base ed orizzontamenti ad essi incernierati.

I valori massimi di q_o sono contenuti nella tabella 7.3.II.

Le molteplici soluzioni strutturali disponibili sul mercato potrebbero, in taluni casi, non rientrare nella casistica prevista dalle norme. In tal caso le NTC18, così come già la precedente versione delle norme, consentono di ricorrere ad altre tipologie e corrispondenti valori del fattore di comportamento: “Altre tipologie possono essere utilizzate giustificando i fattori di comportamento adottati e impiegando regole di dettaglio tali da garantire i requisiti generali di sicurezza di cui alle presenti norme”.

Come individuare i fattori di comportamento di tipologie non previste dalla normativa

La Circolare esplicativa, al §C7.4.5.1, interviene su questo punto indicando le modalità da seguire per la giustificazione del fattore di comportamento da utilizzarsi nelle analisi: “Per tali tipologie i valori dei fattori di comportamento, non indicati dalle NTC, possono essere determinati sulla base di una opportuna campagna di prove e verifiche locali di duttilità e globali di spostamento allo SLV utilizzando i medesimi principi indicati al § 7.3.1 in merito alla determinazione di q_o”. I valori dei fattori di comportamento adottai devono pertanto essere definiti attraverso una campagna di prove numeriche, basata su un numero statisticamente rappresentativo di casi, in cui, attraverso verifiche locali di duttilità e globali di spostamento, si dimostra il soddisfacimento dei requisiti generali di sicurezza previsti dalle NTC18.

Fattori di sovraresistenza per i collegamenti in fondazione

La tabella 7.2.I delle NTC18 riassume i valori dei coefficienti di sovraresistenza γ_Rd da utilizzare nella progettazione in capacità a livello locale per i diversi elementi strutturali e le singole verifiche.

Per le strutture prefabbricate la tabella riporta due tipologie strutturali:

• c.a. prefabbricata a struttura intelaiata: vengono forniti i valori di γ_Rd per collegamenti di tipo a) e tipo b) per la progettazione in capacità a flessione e taglio;
• c.a. prefabbricata con pilastri incastrati alla base e orizzontamenti incernierati: viene fornito il valore di γ_Rd per collegamenti di tipo fisso progettati in capacità a taglio.

Per la seconda tipologia strutturale viene definito il valore del coefficiente di sovraresistenza solo per il vincolo tra pilastro ed orizzontamenti; nulla viene detto circa il valore di γ_Rd da utilizzarsi per il collegamento alla base del pilastro, unica zona, secondo le NTC18 stesse, in cui avviene la dissipazione di energia.

La norma sembra risolvere tutte le situazioni non previste con la frase “Ove non esplicitamente specificato nella presente norma, tale fattore deve essere almeno pari a 1,25”. L’utilizzo di tale valore per il collegamento in fondazione non sembra però coerente con il valore da usare per il collegamento a cerniera.

La Circolare risolve questo problema fornendo dettagli preziosi in §C7.4.5.1.1 e §C7.4.5.1.2.

Strutture a telaio

Secondo quanto riportato in C7.4.5.1.1, ricadono in questa categoria sia strutture con collegamenti monolitici realizzati con getti integrativi che danno continuità di forze e momenti, ad emulazione delle strutture gettate in opera, sia strutture con collegamenti realizzati con dispositivi meccanici tra i vari elementi prefabbricati.         

> In presenza di vincoli monolitici realizzati con getti integrativi le strutture prefabbricate devono essere trattate come strutture in calcestruzzo armato, e pertanto devono essere progettate rispettando le regole relative alle strutture in opera di cui al §7.4 delle NTC18.
          
> In presenza di collegamenti realizzati con dispositivi meccanici, le regole per la progettazione di tali vincoli sono quelle indicate in §7.4.5.2.1 delle NTC18.      

In entrambi i casi, il vincolo di base dei pilastri deve realizzare un incastro totale con la fondazione dimensionato con le regole delle strutture in opera di cui al §7.4 o con le regole relative ai collegamenti tipo b) o tipo c) di cui al §7.4.5.2.1 delle NTC18.

Figura C7.4.4 -Strutture a telaio con collegamenti monolitici

Strutture con pilastri incastrati alla base e orizzontamenti ad essi incernierati

Secondo quanto riportato in C7.4.5.1.2, in questa categoria di strutture, tipica della tecnologia della prefabbricazione, il collegamento a cerniera dà solo continuità di forze. Le regole di progetto da applicate sono quelle riportate nel pertinente paragrafo del §7.4.5.2.1.         

Per quel che riguarda il vincolo di base dei pilastri, questo deve realizzare un incastro con la fondazione dimensionato con le regole delle strutture in opera di cui al § 7.4 o con le regole relative ai collegamenti tipo b) o tipo c) di cui al § 7.4.5.2.1 delle NTC18.

Figura C7.4.5 - Strutture con pilastri incastrati alla base ed orizzontamenti ad essi incernierati

Collegamenti ad appoggio mobile: ecco quando è possibile utilizzarlo

Su questa tematica le NTC18 hanno creato molti problemi a causa di indicazioni contrastanti riportate nel testo stesso della norma. Al §7.4.5.2 si legge: “Per strutture a pilastri incastrati alla base e orizzontamenti collegati ad essi, il collegamento tra pilastro ed elemento orizzontale deve essere di tipo cerniera (rigida o elastica). Appoggi mobili sono possibili in corrispondenza di giunti”.

Quest’ultima frase, riportata nella parte generale del paragrafo relativo ai collegamenti, ha valenza generale: in strutture a pilastri incastrati alla base e orizzontamenti incernierati è sempre possibile utilizzare appoggi mobili in presenza di giunti, indipendentemente dal numero di piani della struttura.

Totalmente in contrasto con questa affermazione è la prima frase del pertinente paragrafo riportato al §7.4.5.2.1: “I collegamenti ad appoggio mobile sono consentiti per le sole strutture monopiano e devono essere dimensionati come indicato al § 7.2.2”.

La Circolare fortunatamente chiarisce questo aspetto sottolineando la valenza generale della frase riportata in §7.4.5.2 e definendo la casistica in cui l’utilizzo dell’appoggio mobile è estendibile alle sole strutture monopiano anche in assenza di giunti: “Per tali tipologie di strutture, oltre che in corrispondenza dei giunti come indicato al §7.4.5.2, i collegamenti ad appoggio mobile sono consentiti, come indicato al §7.4.5.2.1, per le sole strutture monopiano del tipo di quelle rappresentate in Figura C7.4.6, che consentono le libere dilatazioni della copertura per effetto di fenomeni come le variazioni termiche, concentrando le azioni orizzontali dovute al sisma su alcuni pilastri.

Figura C7.4.6 - Strutture monopiano con pilastri secondari collegati con appoggi mobili”

Oltre che in corrispondenza dei giunti, pertanto, nel solo caso delle strutture monopiano è possibile utilizzare appoggi mobili, debitamente dimensionati, in corrispondenza dei pilastri che non fanno parte del sistema sismoresistente. 

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Articolo a cura dell'associazione ASSOBETON