Eurocodice 8, strutture esistenti: conoscenza ed approcci per materiali

La nuova versione dell’Eurocodice 8 Parte 3 rappresenta un passo avanti significativo nella disciplina della valutazione sismica degli edifici esistenti.

Come evidenziato da Sergio Lagomarsino (Università di Genova), nella sua presentazione (GUARDA QUI IL VIDEO) in occasione di un recente convegno dedicato all'Eurocodice 8 di Seconda generazione organizzato da Eucentre e Reluis,  l’impianto normativo è stato rivisto per integrare risultati consolidati della ricerca scientifica e dell’esperienza professionale, con un’attenzione particolare alle strutture in muratura, che costituiscono la porzione più ampia e complessa del patrimonio edilizio europeo.

Dal progetto del nuovo alla valutazione dell’esistente

La differenza metodologica tra progettazione e valutazione dell’esistente è alla base del nuovo impianto.

Nel progetto di una struttura nuova, l’ingegnere può concepire uno schema strutturale razionale e dettagliarlo per assicurare un comportamento controllato.

Nella valutazione di edifici già costruiti, invece, occorre interpretare un comportamento spesso condizionato da carenze originarie di concezione e da materiali eterogenei. Questo è particolarmente vero per le costruzioni in muratura, realizzate storicamente senza una progettazione meccanica esplicita.

Per questa ragione, l’Eurocodice 8 Parte 3 spinge verso un uso più esteso delle analisi non lineari (statiche e dinamiche), che consentono di cogliere in modo più realistico la risposta dell’edificio fino agli stati limite. Se nella progettazione del nuovo è diffuso l’uso di approcci lineari con fattore di struttura, per l’esistente l’assunzione preventiva di un comportamento duttile o regolare non è più sostenibile.

L’analisi dinamica non lineare, oggi principalmente utilizzata come benchmark, è destinata a diventare uno strumento sempre più centrale anche nella pratica professionale.

Struttura della nuova norma

Uno degli elementi più rilevanti della revisione è il passaggio delle regole specifiche per le diverse tipologie strutturali dagli annessi informativi al corpo centrale della norma. Le sezioni che riguardano calcestruzzo armato, acciaio, muratura, legno e ponti assumono quindi carattere prescrittivo. Inoltre, i capitoli su modellazione, analisi e verifiche sono stati allineati con le parti 1.1 e 1.2 dell’Eurocodice 8, lasciando alla Parte 3 solo le indicazioni specifiche per l’esistente, così da ridurre ridondanze.

Per le strutture in muratura, l’Eurocodice 8.3 affronta in maniera sistematica:

• la classificazione delle tipologie murarie, tenendo conto delle caratteristiche dei materiali, della regolarità e della presenza di rinforzi o cordoli;
• la modellazione dei solai, che possono essere rigidi, deformabili o flessibili, con indicazioni specifiche per la ripartizione delle azioni;
• l’uso del telaio equivalente per la modellazione nel piano, ma anche la possibilità di ricorrere a modelli a elementi finiti o a cinematismi di blocchi rigidi per configurazioni particolarmente irregolari;
• la valutazione dei meccanismi locali fuori dal piano, introdotta per la prima volta nel corpo normativo, con procedure cinematiche non lineari.

Questo approccio globale evita di frammentare le verifiche in analisi locali slegate, valorizzando invece la capacità delle analisi non lineari di descrivere la risposta dell’edificio nella sua interezza.

In occasione dell'evento organizzato da Eucentre e ReLUIS, INGENIO ha intervistato in esclusiva il Prof. Sergio Lagomarsino.

Parametri meccanici e criteri di verifica

Uno degli aspetti più critici nella valutazione degli edifici in muratura è la definizione dei parametri meccanici. La norma recepisce un sistema di valori tabellati di riferimento, derivati dall’esperienza europea e integrabili con indagini non distruttive. Questo consente di gestire l’elevata variabilità delle murature storiche, che spesso non permette di dedurre le resistenze globali a partire dalle caratteristiche dei singoli materiali costituenti.

I criteri di resistenza sono stati aggiornati distinguendo tra diverse tipologie murarie e introducendo formule specifiche per i maschi murari e le fasce di piano, in coerenza con le sperimentazioni più recenti. Sono stati inoltre definiti limiti deformativi (in termini di drift) che consentono di effettuare verifiche in spostamento, elemento chiave per l’adozione di approcci non lineari.

Un’attenzione particolare è stata riservata ai solai deformabili, che caratterizzano gran parte delle costruzioni esistenti. La norma distingue il comportamento delle strutture a seconda che i diaframmi siano rigidi, parzialmente rigidi o flessibili, fornendo regole di modellazione specifiche per ciascun caso.

Analisi globale e meccanismi locali

La nuova norma formalizza procedure per la valutazione dei meccanismi fuori dal piano, assenti nella precedente versione. Si tratta di fenomeni tipici delle costruzioni prive di collegamenti efficienti tra pareti e orizzontamenti, che possono innescare ribaltamenti semplici o multipli. La verifica avviene attraverso un approccio cinematico non lineare, che valuta non solo l’azione sismica capace di attivare il collasso ma anche la capacità di spostamento residua del sistema.

L’integrazione tra le verifiche globali e locali è uno degli aspetti chiave dell’Eurocodice 8 Parte 3: la possibilità di considerare in modo coerente il comportamento complessivo dell’edificio e i meccanismi di collasso parziale consente di ottenere valutazioni più affidabili e meno conservative.

Un esempio applicativo: l’edificio di Zagabria

Per illustrare le differenze tra i vari approcci, Lagomarsino ha presentato l’applicazione della nuova norma a un edificio in muratura a Zagabria. Utilizzando un’analisi lineare statica con fattore di struttura, circa il 10-20% degli elementi risultava non verificato, in particolare agli ultimi livelli, con carenze rispetto al criterio di resistenza a scorrimento.

Passando a un’analisi elastica lineare in spostamento (con fattore di struttura pari a 1), la verifica risultava soddisfatta solo trascurando il criterio di scorrimento su sezione parzializzata, evidenziando i limiti di questo metodo.

L’analisi statica non lineare (pushover) ha invece permesso di valutare il comportamento globale dell’edificio fino allo stato limite di near collapse, soddisfacendo le verifiche in entrambe le direzioni con un fattore di sicurezza maggiore. Questo esempio evidenzia come l’approccio non lineare consenta di cogliere il reale meccanismo di collasso e di ridurre l’incertezza sulle capacità residue della struttura.

Un cambio di paradigma

Il nuovo Eurocodice 8 Parte 3 mira a coprire l’80% delle tipologie strutturali presenti nel patrimonio edilizio esistente, un obiettivo ambizioso ma necessario per rendere la norma realmente utile nella pratica professionale. La maggiore attenzione ai diaframmi deformabili, alle connessioni deboli e alla varietà delle murature tradizionali consente di colmare una lacuna importante della precedente generazione di norme.

L’impianto aggiornato valorizza le analisi non lineari e il confronto diretto con le capacità deformative degli edifici. In questo modo, gli strumenti normativi si avvicinano sempre più a quelli della ricerca, con l’obiettivo di migliorare l’affidabilità delle valutazioni e di guidare interventi più mirati ed efficaci.

Testo elaborato tramite la videoregistrazione della relazione, con l'ausilio dell'IA.