Progettazione antisismica di edifici in cemento armato: confronto tra diversi approcci normativi

Il presente studio si propone di confrontare differenti normative antisismiche in riferimento alla progettazione di strutture multipiano in calcestruzzo armato.
Lo sviluppo delle conoscenze nel campo dell’ingegneria sismica ha portato alla formulazione di nuove indicazioni progettuali e costruttive per strutture poste in zone a rischio sismico. Nel corso degli ultimi anni, ad opera principalmente della Suola Neozelandese, tali indicazioni sono state sintetizzate in nuove indicazioni recepite a livello Europeo tramite la stesura dell’Eurocodice8. Tale documento normativo introduce infatti il principale elemento di novità legato alla nuova filosofia progettuale: il coefficiente di comportamento. Esso svolge un ruolo molto importante nella progettazione in quanto consente di scalare lo spettro di risposta delle accelerazioni in funzione delle capacità intrinseche della struttura di dissipare energia lavorando in campo non-lineare. Riconoscere la capacità della struttura di plasticizzarsi se sottoposta a cicli di carico scarico quali sono quelli indotti dal sisma comporta la possibilità di diminuire la domanda di resistenza aumentando contemporaneamente quella di deformazione. Ciò implica la necessità di dimensionare la struttura in modo da garantire sufficiente duttilità ad ogni sua parte: a tal fine è stato introdotto il criterio di Gerarchia delle Resistenze. Tale criterio si prefigge di attribuire alla struttura una corretta capacità di risposta all’azione sismica in modo da garantirne sicurezza e affidabilità di comportamento. La normativa antisismica italiana, benché relativamente recente, non si presenta “al passo coi tempi”ed è quindi in fase di redazione una nuova versione più rispondente alle nuove conoscenze acquisite. Un confronto tra l’ormai superato Decreto Ministeriale e l’Eurocodice8, testo di riferimento a livello europeo, può sicuramente fornire utili suggerimenti da applicare al testo nascente.
La prima normativa esaminata è, quindi, il Decreto Ministeriale del 16 gennaio 1996 “Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche”, pubblicato sul Supplemento Ordinario della Gazzetta Ufficiale n. 29 del 5 febbraio 1996 (Serie Generale).
La seconda normativa antisismica analizzata e utilizzata per la progettazione delle strutture in c.a. studiate è l’Eurocodice8, non ancora norma europea (EN) ma soltanto elemento di indirizzo generale a livello europeo (ENV). La sua edizione è stata curata dal CEN, Comitato Europeo per la normalizzazione, su incarico del Commission of the European Communities. L’emissione nei paesi membri della comunità è affidata ai comitati nazionali di unificazione, in Italia di conseguenza la sua traduzione e diffusione è curata dall’UNI.
Terza ed ultima normativa studiata è la già citata bozza della nuova normativa antisismica italiana, aggiornata al 3 maggio 2000.
Il confronto tra le tre normative si svilupperà principalmente sul piano pratico, privilegiando l’analisi dei risultati ottenuti dalla progettazione strutturale piuttosto che un’analisi esclusivamente formale dei contenuti normativi.
Per tutti i confronti effettuati e per avere un quantitativo di dati sufficiente per poter fare deduzioni e confronti attendibili, sono stati progettati un totale di 15 edifici, accomunati dalla destinazione d’uso residenziale.
La seguente tesi si articola in tre parti distinte. Nella prima si descrivono i concetti cardine della nuova filosofia progettuale; essa si prefigge di attribuire alla struttura una corretta capacità di risposta all’azione sismica in modo di garantirne integrità e sicurezza. Saranno quindi descritti i metodi operativi finalizzati al raggiungimento della dissipazione del grande quantitativo di energia accumulata durante il moto del terreno. In altre parole verranno tracciate le linee guida dell’applicazione del criterio della gerarchia delle resistenze, costituente l’ossatura portante sia dell’Eurocodice che della Bozza del nuovo Decreto Ministeriale.
La seconda parte (Cap.2, 3 e 4) contiene la descrizione delle tre normative utilizzate ed analizzate. Per ognuna di esse sono stati analizzati i punti più significativi e caratterizzanti legati alla progettazione degli edifici in esame. Sono state sviluppate anche alcune considerazioni legate alla progettazione degli edifici, considerazioni che sono state sviluppate e approfondite in un’apposita appendice.
La terza parte entra nello specifico dei 15 edifici progettati, fornendo la descrizione delle tipologie strutturali in esame, dei materiali impiegati, dei programmi di calcolo adottati per l’analisi strutturale e il dimensionamento degli elementi e infine le conclusioni sul lavoro svolto.