NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
Decreto Ministeriale 14 settembre 2005
IL PROGETTISTA
nell'ambito della sicurezza delle strutture
Sintesi dei principali compiti (obblighi) del progettista strutturista
In termini generali
2.1 I livelli di sicurezza devono essere scelti dal Progettista e/o dal Committente in funzione dell’uso e del tipo di struttura, della situazione di progetto, nonché in funzione delle conseguenze del danno o del collasso, con riguardo a persone, beni e possibile turbativa sociale, come anche del costo delle opere necessarie per la riduzione del rischio di danno o collasso.;
2.2.3 Per ogni opera il Committente e/o il Progettista devono dichiarare nel progetto gli stati limiti ultimi e di esercizio che dovranno essere rispettati, secondo quanto stabilito nelle presenti norme.
Il progettista dovrà descrivere il processo costruttivo e verificare che, nelle fasi
costruttive intermedie, la struttura non sia cimentata in maniera più gravosa di
quella prevista nello schema finale; le verifiche per queste situazioni saranno condotte nei confronti dei soli stati limite ultimi.2.3 Il Progettista e/o il Committente possono utilizzare modelli di calcolo diversi da quelli indicati nelle presenti norme, purché vengano rispettati i livelli di sicurezza e di prestazioni attese.
Le misure geometriche di una struttura differiscono dai loro valori nominali, mettendo in evidenza la presenza di imperfezioni geometriche. Il Progettista deve individuare i valori ammissibili delle imperfezioni (tolleranze). Quando il comportamento strutturale è sensibile a queste imperfezioni, ovvero quando, in fase costruttiva, le tolleranze ammesse non vengono rispettate, queste imperfezioni devono essere incorporate nella formulazione del modello generale, con conseguente nuova verifica della sicurezza strutturale.2.4 Il Committente ed il Progettista, di concerto, nel rispetto dei livelli di sicurezza fissati nella presente norma, potranno variare i valori di γ (coefficienti parziali di sicurezza) per motivati opportunità o necessità con riferimento ai codici internazionali ovvero letteratura tecnica consolidata.
2.5 Il Committente e/o il Progettista devono dichiarare nel progetto la vita utile della struttura.
La scelta di appartenenza ad una classe è compito del Committente di concerto con il Progettista, secondo gli indirizzi dati dalla presente norma, e deve essere espressamente dichiarata in progetto.2.6.3 È compito del Progettista individuare le azioni significative per la costruzione nel rispetto delle prescrizioni delle presenti norme.
2.6.4.1 Nel caso la caratterizzazione stocastica non sia individuabile,(Qk , valore caratteristico dell’azione) può essere assunto dal Progettista un valore nominale; alternativamente, può essere definito dal Committente un valore adeguato e coerente all’ambiente di progetto della costruzione;
2.6.5 Il Progettista, a seguito della classificazione e della caratterizzazione delle azioni, deve individuare le possibili situazioni contingenti in cui le azioni possono cimentare l’opera stessa.
2.7.1 il Progettista deve individuare le posizioni verosimili delle azioni mobili che provocano il maggior cimento statico degli elementi strutturali.
Azioni ambientai e naturali
3.1 È compito del Progettista caratterizzare qualitativamente e quantitativamente tale ambiente, individuando e documentando chiaramente l’ambiente di progetto, che costituirà il quadro di riferimento generale per la definizione delle differenti situazioni di progetto: queste, con un termine più ampio, sono organizzate per scenari di contingenza.
il Progettista può considerare le seguenti strategie per affrontare le
azioni che cimentano l’opera:
a) ridurre la probabilità che l’azione avvenga o ridurne l’intensità (prevenzione);
b) ridurre gli effetti dell’azione sulla struttura (protezione);
c) progettare e realizzare una struttura in grado di sopportare senza danni le azioni;
d) limitare il grado di danneggiamento della struttura a seguito dell’accadimento
dell’azione;
e) mitigare le conseguenze del collasso (mitigazione).
È compito del Progettista individuare tale insieme di carichi, definendone le rispettive intensità, anche in base alle correlazioni statistiche.
Attraverso i procedimenti di analisi strutturale, il Progettista avrà il compito di esplorare
in modo adeguato la risposta strutturale, assicurando la capacità prestazionale dell’opera
sia in termini di sicurezza e di funzionalità, sia in termini di robustezza. In questo modo,
il Progettista può assicurare sia un corretto funzionamento dell’opera nella sua configurazione nominale, sia un comportamento almeno soddisfacente in condizioni di danneggiamento ed anche estreme.Allo scopo di evidenziare labilità od instabilità strutturali, ovvero sensibilità nella risposta prestazionale, il Progettista ha l’onere di individuare:
a) situazioni che significativamente introducano perturbazioni o imperfezioni dello schema strutturale;
b) disposizioni non simmetriche dei carichi.
Sarà compito del Progettista indicare l’ordine e le modalità di applicazione delle azioni fino al raggiungimento dello scenario di carico in esame, tenendo conto degli effetti di sequenzialità ed irreversibilità.Ai fini del mantenimento delle capacità prestazionali dell’opera nel tempo, ovvero della durabilità, è necessario sviluppare la modellazione dell’azione dell’ambiente su:
a) caratteristiche meccaniche dei materiali e dei terreni;
b) caratteristiche geometriche dell’organismo strutturale.
Aspetto essenziale della modellazione degli effetti dell’ambiente sulla struttura, è il meccanismo di retroazione che si può sviluppare fra configurazione strutturale e meccanismo di azione ambientale (ad esempio, sviluppo della fessurazione e progredire della corrosione delle armature).
Quando l’individuazione di tali meccanismi non può essere esplicitata, il Progettista dovrà in ogni caso soddisfare i requisiti di durabilità attraverso opportuni accorgimenti; quali:
a) utilizzo di materiali i quali non degenerino durante la vita utile di progetto, prevedendo, eventualmente, anche la possibilità di interventi periodici e programmati sui manufatti per il mantenimento dei requisiti prestazionali;
b) incremento di dimensioni delle parti strutturali esposte al danneggiamento, in modo tale da compensare gli effetti ambientali sulla vita utile di progetto;
c) utilizzo di elementi strutturali con vita utile minore di quella della struttura in cui sono inseriti, i quali possano essere periodicamente controllati e sostituiti;
d) sviluppando un programma di monitoraggio e manutenzione programmata per l’organismo strutturale nel suo complesso.È scelta responsabile del Progettista il livello di sofisticazione del modello dell’azione, tenendo conto della sensibilità della risposta strutturale al variare del modello e la criticità della risposta all’azione. Ogni semplificazione dei modelli delle azioni ai fini del calcolo, documentata e motivata, può essere condotta a discrezione del Progettista, ferma restando la necessità di conseguire almeno i medesimi livelli di sicurezza prescritti nelle disposizioni normative vigenti, in tutte le sottostrutture, le strutture del manufatto e nell’organismo strutturale nel suo complesso.
Il Progettista che disponga di informazioni specifiche o che si assuma l’onere di studi specifici può articolare il modello della singola azione nella modalità che ritiene più appropriata.
Ogni assunzione in deroga a quanto prescritto dalle Normative dovrà comunque
essere giustificata in modo esaustivo, e supportata da studi adeguatamente approfonditi, affidabili e da risultati comprovati.
Il Progettista resta in ogni modo responsabile di tutte le assunzioni fatte, concettuali e quantitative, quali la scelta dei valori dei parametri alla base della modellazione delle azioni e la disposizione spaziale sulla struttura delle azioni stesse.3.2 Per particolari categorie di costruzioni, per le quali è richiesto il mantenimento della funzionalità anche dopo terremoti violenti, il livello di danno accettabile può essere definito in relazione alle prestazioni attese dal Progettista e/o dal Committente, modificando l’azione sismica o scegliendo valori della probabilità di superamento minori di quelle di seguito precisate e/o scegliendo valori più bassi del fattore q.
3.3.1 Il vento esercita sulle costruzioni azioni dirette che variano nel tempo e nello spazio provocando in generale effetti dinamici. Per particolari configurazioni strutturali, specificatamente strutture flessibili, possono inoltre essere presenti fenomeni d’interazione fra la risposta strutturale e le azioni aerodinamiche. Queste situazioni, oggetto di studio della teoria dell’aeroelasticità, possono minare le capacità prestazionali e di sicurezza dell’opera, e dovranno essere accertate sotto responsabilità dal Progettista, che dovrà prevenirle, controllarle o eliminarle.
Nel caso di strutture di notevole altezza, lunghezza o snellezza, il Progettista dovrà inoltre valutare i possibili effetti trasversali dovuti all’asimmetria del flusso separato e alle fluttuazioni turbolente laterali o verticali, prevenendo altresì le oscillazioni trasversali alla direzione del vento e le vibrazioni di natura torsionale. Il Progettista dovrà quindi considerare e prevenire gli effetti di risonanza che possono innescarsi a seguito della vicinanza delle frequenze naturali della costruzione e delle forzanti aerodinamiche.
Per configurazioni strutturali speciali, la cui determinazione e giudizio critico sono di pertinenza e responsabilità del Progettista, può essere necessaria l’effettuazione di adeguate prove sperimentali e/o indagini numeriche, in modo da definire con affidabile accuratezza:
a) le caratteristiche del vento, in termini di velocità e direzione, tenendo altresì conto della non correlazione delle fluttuazioni turbolente, se necessario mediante storie temporali misurate o simulate;
b) le caratteristiche complessive dell’azione aerodinamica e/o della risposta aeroelastica, anche mediante prove in galleria del vento e metodi di fluidodinamica numerica; in particolare quando si ricorra a queste ultime tecniche, i risultati devono essere supportati da estensive analisi di calibrazione ed approfonditi studi di validazione.3.3.3 Coerentemente alla definizione data nel Capitolo 2 del presente Testo Unico, il Progettista adotta per le strutture di Classe 1 e 2 valori della velocità di riferimento della velocità di riferimento del vento vR (Tr) associati ai diversi periodi di ritorno richiesti, in ogni caso non inferiori a 50 anni.
3.3.9 È compito del Progettista individuare tali scenari di carico e valutare, in maniera adeguata, possibili azioni torsionali sull’opera considerata, in particolare, per costruzioni con altezza maggiore di 18 metri.
3.4.1 Il Progettista deve verificare che la costruzione nel complesso, ovvero nelle sue parti portanti e nei suoi elementi non strutturali, non siano cimentati eccessivamente da stati tensionali indotti da tali variazioni di temperatura, individuazione anche una opportuna configurazione strutturale che preveda una idonea segmentazione e disposizione di giunti. Analoghe verifiche devono essere eseguite anche per garantire le prestazioni funzionali.
Per la valutazione degli effetti delle azioni termiche, si adotteranno i coefficienti di espansione termica αT riportati in Tabella 3.4.I. Il Progettista può adottare valori differenti, purché suffragati da studi e indagini sperimentali.3.5.1 Nel caso che la pioggia segua la caduta della neve, ciò può portare ad un significativo incremento di carico, specie nelle situazioni in cui il sistema di raccolta e smaltimento delle acque sia ostruito da neve e ghiaccio: il Progettista deve essere consapevole di questi aspetti, considerandoli e prevenendoli.
Nel caso di coperture ribassate e/o flessibili, quali ad esempio tensostrutture, può accadere che nelle zone di maggiore deformazione, successiva alla caduta della neve, si crei un ulteriore processo di accumulo di neve, anche parzialmente sciolta mista ad acqua, che può innescare un fenomeno di instabilità (ponding effect). Il Progettista deve prevenire queste situazioni, ad esempio realizzando adeguate pendenze e imponendo idonee rigidezze alla copertura.
Si richiama l’attenzione del Progettista su aspetti speciali quali:
- carichi di impatto, legati alla caduta conseguente allo scivolamento di masse di neve;
- carichi aerodinamici che possono conseguire al cambiamento di forma o dimensione degli elementi strutturali a causa della presenza della neve o della formazione di ghiaccio;
- carichi legati al ghiaccio;
- carichi laterali legati alla neve;
- carichi da neve sui ponti;
che devono essere considerati in base a studi mirati.
Azioni accidentali
Per lo studio dell’azione accidentale il Progettista svilupperà un’analisi strutturale, anche di tipo non-lineare, per lo scenario che vede una delle azioni accidentali descritte nel seguito concomitante con la combinazione quasi permanente delle azioni di altra natura.
4.1.6 I livelli di prestazione comportano classi di capacità portante stabilite per i diversi tipi di costruzioni in base al rischio e alle strategie antincendio stabilite dal committente e dal progettista.
4.2.1 L’esplosione è una azione di tipo accidentale di natura eccezionale, nei confronti della quale il progettista deve rispettare i seguenti principi generali:
- adottare la procedura dell'analisi di rischio per identificare gli eventi estremi, le cause e le conseguenze di eventi indesiderati;
- descrivere nel progetto e tenerne conto nel piano di manutenzione delle opere di tutte le precauzioni di sicurezza e le misure protettive richieste per ridurre la probabilità o le conseguenze di situazioni eccezionali.
Generalmente nel progetto non devono essere prese in esame le azioni derivanti da esplosioni esterne, azioni belliche e sabotaggio, salvo che ciò non risulti indispensabile per particolari costruzioni e scenari di progetto richiesti dal committente o individuati dal progettista. Non sono presi in considerazione eventi incidentali non suscettibili di causare un danno strutturale.4.3.1 Le azioni eccezionali dovute a fenomeni naturali, come la caduta di rocce, le frane o le valanghe, dovranno essere prese in esame per particolari scenari di progetto richiesti dal Committente o individuati dal Progettista.
Norme sulle costruzioni
5.1.1 È compito del Progettista individuare le combinazioni delle azioni (carichi, distorsioni, difetti di esecuzione, ecc.) che portano ogni singolo elemento strutturale in condizioni critiche in relazione alle verifiche di sicurezza e funzionalità relative ai vari stati limite che devono essere esaminati.
Il Committente ed il Progettista, di concerto, devono individuare le prestazioni funzionali che la struttura deve garantire nelle condizioni di esercizio, in relazione all’importanza, alla destinazione d’uso e alle caratteristiche della costruzione.
5.1.2.2.1 È compito del Progettista delle strutture, di concerto con il Committente, individuare le prestazioni che la struttura deve garantire in esercizio, in particolare con riferimento alla durabilità dell’opera secondo quanto indicato al punto 2.7.2.
5.1.3 Per le situazioni costruttive transitorie, come quelle che si hanno durante le fasi della costruzione, dovranno adottarsi tecnologie costruttive e programmi di lavoro che non possano provocare danni permanenti alla struttura o agli elementi strutturali che possano riverberarsi sulla sicurezza dell’opera.
L’entità delle azioni ambientali da prendere in conto saranno determinate dal Progettista in relazione al tempo dell’azione transitoria e della tecnologia esecutiva.5.1.10.4 È responsabilità del Progettista e del Direttore dei Lavori del complesso strutturale di cui l’elemento (prefabbricao) fa parte, ciascuno per le proprie competenze, la verifica del componente durante il montaggio, la messa in opera, e l’uso dell’insieme strutturale realizzato.
5.2.6.2 Il progettista dovrà predisporre un dettagliato programma delle prove, indicando lo scopo delle stesse, le direttive e le specifiche necessarie per la scelta e la preparazione dei campioni, i controlli da effettuarsi prima dell’inizio delle prove, le modalità di esecuzione delle stesse e di effettuazione delle misure.
5.2.8.12 Relativamente alle strutture in acciaio il progettista prescriverà il tipo e le modalità di applicazione della protezione, che può essere di pitturazione e di zincatura a caldo.
5.3.5 Relativamente alle costruzioni di legno sarà compito del progettista predisporre un piano di trasporto, assemblaggio e posa in opera che dovrà fornire precise istruzioni sulle modalità operative e che in particolare riporterà le verifiche di eventuali situazioni transitorie staticamente significative. Durante tutte le fasi esecutive ci si dovrà attenere strettamente alle prescrizioni del rogettista.
5.4.7 Muratura armata: E’ compito del Progettista stabilire delle percentuali minime di armatura, in particolare attorno alle aperture, ovvero alle parti terminali, che garantiscano la robustezza del complesso strutturale.
Azioni antropiche
6.1.1 È richiamata l’attenzione del Progettista alla varietà delle opere considerate in questo Capitolo e della loro destinazione d’uso: la descrizione e la definizione dei carichi devono essere dichiarate dal Progettista e dal Committente nella Relazione generale dell’opera. Quando si abbia un ambiamento della destinazione d’uso e/o si alteri la configurazione degli spazi interni, ovvero venga modificata la distribuzione dei carichi permanenti portati, occorre verificare nuovamente la sicurezza dell’opera,anche in considerazione delle indicazioni del Capitolo 9.
Il Progettista deve dichiarare esplicitamente il valore delle azioni assunte a base di progetto, secondo le indicazioni del Committente e le prescrizioni delle presenti Norme, con specifico riferimento alla filosofia di verifica della sicurezza e delle prestazioni attese del Capitolo 2.
Il Progettista deve considerare scenari connessi ad eventi rari, quali concentrazioni di persone e cose, che possono realisticamente prevedersi. Tra le situazioni, dovranno anche essere opportunamente considerate scenari legati ai processi di manutenzione dell’opera, in cui saranno previste configurazioni strutturali e condizioni di carico speciali.
6.1.4 Sovraccarichi variabili: Il Progettista ha l’onere di valutare criticamente la eventuale necessità di incrementare l’intensità dei carichi, in ragione della particolare destinazione d’uso, della tipologia e delle dimensioni della struttura.
Norme per le opere interagenti con i terreni e con le rocce
7.2.2 È responsabilità del progettista definire il piano delle indagini e la caratterizzazione geotecnica corrispondente alle diverse fasi del progetto (preliminare, definitivo ed esecutivo), tenendo conto anche delle ulteriori indagini e studi che dovranno essere svolte durante l’esecuzione dell’opera.
Nel caso di costruzioni o di interventi di modesta rilevanza, che ricadano in zone ben conosciute dal punto di vista geotecnico, la progettazione potrà essere basata sull’esperienza e sulle conoscenze disponibili, ferma restando la piena responsabilità del progettista sulle ipotesi e sulle scelte progettuali.
7.3.6.5 Il grado di sicurezza ritenuto accettabile dal progettista deve essere giustificato sulla base del livello di conoscenze raggiunto, dell’affidabilità dei dati disponibili e del modello di calcolo adottato in relazione alla complessità geologica e geotecnica, nonché sulla base delle conseguenze di eventuali fenomeni di rottura.
Progettazione esecutiva delle strutture
10.1 Il progettista resta comunque responsabile dell’intera relazione di calcolo.
10.7.1 Codici di calcolo: Le indicazioni riguardanti l’affidabilità dei codici, che il Progettista deve riportare nella sua Relazione di Calcolo, devono essere fornite dal distributore del codice stesso.
Il progettista deve effettuare una valutazione complessiva circa l’affidabilità dei risultati ottenuti dall’analisi automatica. Tale valutazione consisterà nel confronto con i risultati di semplici calcoli, anche di larga massima, eseguiti con metodi tradizionali e adottati, ad esempio, in fase di primo proporzionamento della struttura. Inoltre, sulla base di considerazioni riguardanti gli stati tensionali e deformativi determinati, valuterà la consistenza delle scelte operate in sede di schematizzazione e di modellazione della struttura e delle azioni.
Nella relazione devono essere elencati e sinteticamente illustrati i controlli svolti, quali verifiche di equilibrio tra reazioni vincolari e carichi applicati, comparazioni tra i risultati delle analisi e quelli di valutazioni semplificate, etc.
Materiali e prodotti per uso strutturale
11.1.1 All’atto del progetto deve identificare il conglomerato cementizio mediante la resistenza convenzionale a compressione uniassiale caratteristica misurata su cubi Rck.
11.1.11 Durabilità: Per garantire la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato ordinario o precompresso, esposte all’azione dell’ambiente, si devono adottare i provvedimenti atti a limitare gli effetti di degrado indotti dall’attacco chimico, fisico, dalla corrosione delle armature e dai cicli di gelo e disgelo.
A tal fine il progettista, valutate opportunamente le condizioni ambientali del ito ove sorgerà la costruzione o quelle di impiego, deve fissare le caratteristiche del calcestruzzo da impiegare (composizione e resistenza meccanica), i valori del copriferro e le regole di maturazione.11.2.4.5 Saldature degli acciai: stabilire i livelli di qualità delle saldature al fine del loro controllo non distruttivo finale di corrispondenza.
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Bibliografia (in costruzione)
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