NTC 2018 e interventi locali: quando l’interpretazione letterale genera nuove incertezze progettuali

Nell’applicazione delle “NTC” si possono verificare situazioni in cui una loro interpretazione letterale può indurre a scelte progettuali che, pur risolvendo taluni problemi di non conformità normativa, ne generano altri, che le stesse norme non contribuiscono a chiarire, lasciando pertanto incertezze sull’opportunità di tali scelte, nonché sull’interpretazione delle norme. Si presenta un caso reale, inquadrato nella tipologia di “interventi di riparazione o locali”.

I principali contenuti 

• Interventi locali su edifici esistenti: contesto e obiettivi NTC
  
• Caso reale: struttura metallica interna e carichi aggiuntivi sui pilastri
  
• Il requisito NTC “non riducano le condizioni di sicurezza preesistenti”
  
• Verifiche sismiche negli interventi locali: il limite applicativo del punto 8.7.5
  
• Effetti dell’incremento di rigidezza: sollecitazioni flessionali e torsione di piano
  
• Confronto ante e post intervento: variazione di MEd, MRd e rapporto MRd/MEd
  
• Valutazione del grado di sicurezza ante e post intervento
  
• Conclusioni operative: come gestire l’incertezza interpretativa nelle NTC

Interventi locali su edifici esistenti: contesto e obiettivi NTC

In ogni campo dell’attività umana l’importanza e utilità di norme cogenti, nonché delle istruzioni per una applicazione corretta, è fuori discussione. Le situazioni che si presentano nella realtà sono però talmente numerose, diversificate, complesse che talvolta sfuggono da un inquadramento normativo preciso, per quanto le norme siano particolareggiate, approfondite e aggiornate. Peraltro l’interpretazione delle leggi, per adattarle ai casi concreti e a specifiche situazioni, è argomento e materia di competenza di esperti del Diritto.

Anche per le “Norme tecniche per le costruzioni” si possono verificare casi in cui la loro applicazione può comportare scelte progettuali che risolvono taluni aspetti ma generandone altri, da cui può derivare incertezza sulla validità di tali scelte, e in definitiva sull’opportunità di un criterio di “interpretazione letterale” anziché di una “interpretazione logica” di talune norme. Il fatto può essere riconducibile alla non sempre chiara distinzione tra principi e regole applicative.

Si cita in proposito l’affermazione, riferita alle NTC 2008, ma non dovrebbe essere troppo differente anche per le NTC 2018: “Chiunque tentasse di applicare le NTC con spirito “prescrittivo” perderebbe la testa tra mille dettagli e rischierebbe di perdere di vista l’essenza della progettazione” (Edifici antisismici in cemento armato – A.Ghersi P.Lenza).

Si presenta un caso reale per il quale il tema in oggetto non implica problematiche effettive di sicurezza strutturale, in quanto ampiamente soddisfatta, pertanto potrà apparire questione non sostanziale, se non del tutto secondaria.

Ma è esempio significativo di quanto prima affermato, ovvero di come il percorso seguito nell’applicazione delle norme non sempre risulta lineare ma può sfociare in incertezze che le stesse norme non consentono facilmente di chiarire.

Caso reale: struttura metallica interna e carichi aggiuntivi sui pilastri

L’intervento prevede l’inserimento di una struttura metallica, per sostegno di un dispositivo, traslante nelle due direzioni orizzontali, all’interno di un locale di un edificio esistente, con struttura in cemento armato, di classe d’uso IV (figura 1-2).

L’intervento non può che classificarsi tra gli “interventi di riparazione o locali” in quanto palesemente non altera in modo sostanziale il comportamento dell’edificio, in virtù dell’entità dei carichi trasmessi in relazione alle strutture e alle dimensioni dell’edificio.

La struttura in acciaio si collega a quattro pilastri, in prossimità della testa, con un conseguente incremento, molto contenuto, dello sforzo assiale dei pilastri, mentre l’eventuale azione orizzontale, in caso di “stop emergency” del dispositivo, viene trasmessa al solaio del piano superiore, con caratteristiche di indeformabilità nel proprio piano, e trasferita al sistema di pareti dei vani scale e ascensori, con effetti trascurabili.

Trattandosi di intervento in edificio esistente di classe d’uso IV, pur in zona III e di “minor rilevanza”, il progetto è soggetto a controllo da parte dell’Ente preposto, in base a Normativa regionale.

Viene prescritta la necessità di un rinforzo dei quattro pilastri, in quanto, per la tipologia individuata, le NTC pongono il requisito che “non riducano le condizioni di sicurezza preesistenti” (8.4 - 8.4.1). Osservazione indiscutibilmente corretta in quanto l’incremento di carico sui pilastri, come riportato in relazione tecnica, pur decisamente limitato, e stimato in circa il 2% nei pilastri di sezione minore (con coefficiente di sicurezza N_Rd/N_Ed≈4), non risulta tuttavia in sintonia con il requisito normativo.

La disposizione dei pilastri interessati, due dei quali in corrispondenza di giunto strutturale con corpo adiacente, dello stesso edificio, non consente un intervento mediante fasciatura dei pilastri con fibre di carbonio, o tipologie similari, ma necessariamente un aumento della sezione (v. figura 3) con apposite malte aggrappanti e innesti metallici distribuiti, previa preparazione della superficie su un lato della sezione dei pilastri. Il progettista specifica l’opportunità di limitare l’intervento a uno spessore di 5cm, giustificato dall’evitare una eccessiva variazione della rigidezza dei pilastri. Le modifiche proposte vengono approvate dal successivo esame da parte dell’Ente di controllo. Ne è seguita la fase esecutiva.

Il requisito NTC “non riducano le condizioni di sicurezza preesistenti

Sull’annotazione “non riducano le condizioni di sicurezza preesistenti” (8.4.- 8.4.1.), si osserva, con riferimento al Cap.2 delle NTC:
“le opere e le varie tipologie strutturali devono possedere i seguenti requisiti: sicurezza nei confronti degli stati limite ultimi(SLU)…degli stati limite di esercizio(SLE)…sicurezza antincendio…durabilità…robustezza” (2.1.Principi fondamentali).

Con riferimento al Cap.3:

“Nei confronti delle azioni sismiche … gli Stati limite ultimi (SLU) comprendono: SLV…SLC”… gli Stati limite d’esercizio (SLE) comprendono: SLO…SLD (3.2.1.).

Si deduce che i requisiti di sicurezza strutturale che le varie tipologie strutturali devono possedere, secondo quanto espresso dalle norme, sono da intendere: sicurezza sia nelle condizioni statiche che nelle condizioni sismiche.

Ne consegue che l’annotazione al Cap.8 “non riducano le condizioni di sicurezza preesistenti”, relativa agli “interventi di riparazione o locali”, non possa che sottintendere che la “non riduzione” si debba perseguire oltre che nelle condizioni statiche anche in quelle sismiche. In caso di intervento di “riparazione” di un elemento strutturale degradato è pressoché scontato che, ripristinata la condizione preesistente al degrado, non vengano ridotte le condizioni di sicurezza, e neanche aumentate, se non in rapporto allo stato degradato.

Nel caso preso in esame l’intervento di fatto è di “modifica“ per l’inserimento di un struttura nuova in una esistente, e, in seguito alle richieste dell’Ente di controllo, di “rinforzo”, relativamente all’intervento sui pilastri.

In genere un intervento di rinforzo comporta, logicamente, un incremento del grado di sicurezza per quanto riguarda la condizione statica, nel caso specifico facilmente verificabile in base all’incremento di area della sezione in compressione dei pilastri. Per le condizioni sismiche non è però da considerare scontato l’eventuale beneficio a seguito del rinforzo, come peraltro riportato esplicitamente dal progettista nella relazione tecnica di rinforzo dei pilastri, a supporto della scelta di un aumento limitato della sezione.

Si cita in proposito: “ad un incremento del momento d’inerzia della sezione può corrispondere un proporzionale aumento delle sollecitazioni flessionali indotte dal sisma, tale da vanificare l’aumento di capacità flessionale” (v. bibliografia 4).

Verifiche sismiche negli interventi locali: il limite applicativo del punto 8.7.5

Al punto 8.7.5. delle NTC si specifica, a differenza degli interventi di adeguamento e miglioramento, che “per gli interventi locali non si eseguiranno le analisi delle strutture ante e post operam, sostituite da analoghe verifiche sul singolo elemento o meccanismo locale sul quale si interviene…”.

“Non si eseguiranno” appare espressione categorica, oltre che logica, e in effetti analisi sismiche delle strutture nel loro complesso comporterebbero oneri non solo di calcolo, ma anche di indagini conoscitive sulle strutture dell’intero edificio, non giustificabili per un intervento locale.

Ma le “verifiche sul singolo elemento”, se questi è parte del complesso strutturale resistente alle azioni sismiche, non forniscono informazioni sulle sollecitazioni in condizioni sismiche del singolo elemento.

Pertanto, nei casi come quello preso in esame, essendo escluse verifiche sismiche della costruzione nel suo complesso, non è possibile confermare, in condizioni sismiche, il rispetto del requisito “non riducano le condizioni di sicurezza preesistenti”.

Sollecitazioni flessionali sui pilastri in condizioni sismiche

Contravvenendo al punto 8.7.5. delle norme, con modalità approssimate, si cerca una quantificazione della variazione del grado di sicurezza in condizioni sismiche, che possa confermare la rispondenza dell’intervento ai requisiti normativi, non solo per le condizioni statiche. Le conoscenze della struttura sono adeguate in termini di dimensioni e distribuzioni planimetriche di pilastri e pareti, solo intuibili in termini di armatura delle strutture, con riferimento alle normative del tempo, in zona non sismica.

Dalla pianta (figura 4) si osserva in particolare una notevole asimmetria nella distribuzione degli elementi resistenti, per sisma in direzione X, molto inferiore invece in direzione Y per la quale si può ipotizzare una eccentricità solo accidentale del centro di rigidezza.

Anche se l’incremento di rigidezza dei pilastri interessati è maggiore per sisma in direzione Y, ovvero per aumento del momento d’inerzia J_X (del 50% per pilastri esterni 50x35), tuttavia si concentra maggiormente l’attenzione sulla direzione X del sisma, con incremento di rigidezza contenuto (JY aumenta del14% per i pilastri esterni), ma, per la notevole eccentricità del centro di rigidezza, l’effetto torsionale può esaltare le relative sollecitazioni sui pilastri.

Si effettua un’analisi statica lineare (l’edificio è regolare in altezza), valutando i carichi uguali su tutti i piani
e stimando approssimativamente gli effetti delle eccentricità con il coefficiente d’incremento δ, mediante le formule da normativa o letteratura tecnica.

Sui materiali, da documenti a disposizione, si ritiene possibile, in prima fase, confermare valori di resistenza senza riduzione: calcestruzzo RCK 300 e acciaio FeB44k.

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All'interno troverai la trattazione dei seguenti paragrafi:

• Effetti dell’incremento di rigidezza: sollecitazioni flessionali e torsione di piano
  
• Confronto ante e post intervento: variazione di MEd, MRd e rapporto MRd/MEd
  
• Valutazione del grado di sicurezza ante e post intervento
  
• Conclusioni operative: come gestire l’incertezza interpretativa nelle NTC

Sintesi finale
Il caso analizzato evidenzia come, negli interventi locali disciplinati dalle NTC 2018, l’interpretazione rigorosamente letterale del requisito di “non riduzione della sicurezza” possa generare incertezze operative e risultati non sempre coerenti con la logica prestazionale della norma. In assenza di analisi globali ante e post intervento, la dimostrazione degli effetti in campo sismico risulta spesso approssimata e conservativa. Ciò impone al progettista una valutazione critica, documentata e consapevole, capace di coniugare rispetto normativo, razionalità tecnica e reale efficacia dell’intervento.