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NUOVE NORME TECNICHE PER LE

COSTRUZIONI D.M. 17.01.2018

AGGIORNAMENTO DELLE FUNZIONALITA’ IN

3DMACRO 4.2

(Update number 1.0 – 20180330_01)

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INDICE GENERALE

1 INTRODUZIONE 5

1.1 NTC2018 e principali novità in 3DMacro ® 5

2 RIFERIMENTI NORMATIVI 5

3 IMPOSTAZIONI GENERALI MODELLO 5

3.1 Normativa di r iferimento 6 3.2 Vita nominale 7 3.3 Periodo di Riferimento 7 3.4 Definizione Stati L imite 8

4 CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI 9

4.1 Classificazione delle azioni secondo il modo di esplicarsi 9 4.2 Classificazione delle azioni secondo la risposta strutturale 9 4.3 Classificazione delle azioni secondo secondo la variazione della

loro intensità nel tempo 9 4.4 Caratterizzazione delle azioni elementari 10

5 DEFINIZIONE DELLE AZIONI 13

5.1 Pesi Propri dei materiali strutturali 13 5.2 Carichi permanenti non strutturali 13 5.3 Sovraccarichi 14 5.3.1 Sovraccarichi orizzontali l ineari 16 5.4 Azione sismica 16 5.4.1 Stati Limite e relative probabil ità di superamento 17 5.4.2 Categorie di sottosuolo e condizioni topografiche 17 5.4.3 Condizioni topografiche 19 5.4.4 Valutazione dell ’azione sismica 20 5.5 Azione del vento 21 5.5.1 Velocità base di riferimento 21 5.5.2 Velocità di riferimento 22 5.5.3 Pressione del vento 23 5.5.4 Azione tangenziale del vento 23

6 COMBINAZIONE DELLE AZIONI 24

7 AZIONI NELLE VERIFICHE AGLI STATI LIMITE 25

7.1 Stati Limite Ultimi 25 7.2 Stati Limite di esercizio 26

8 PROGETTAZIONE GEOTECNICA 27

8.1 VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE ULTIMI 27 8.2 VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE di ESERCIZIO 29

9 PROGETTAZIONE PER AZIONI SISMICHE 30



NTC 2018 – D.M. 17.01.2018 | Aggiornamento in 3DMacro® 4.2 INDICE

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9.1 Metodi di analisi e criteri di verifica 30 9.1.1 Analisi non l ineare 31 9.1.2 Analisi staica non l ineare costruzioni in muratura 35

NTC 2018 – D.M. 17.01.2018 | Aggiornamento in 3DMacro® 4.2 INTRODUZIONE


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1 INTRODUZIONE

Nel presente documento vengono illustrate le novità di cui al nuovo Decreto del Ministero delle

Infrastrutture, relativo alle Norme Tecniche per le Costruzioni, del 17.01.2018, entrato in vigore lo scorso 22

marzo. Parallelamente vengono approfondite le funzionalità di 3DMacro alla luce delle NTC2018.

1.1 NTC2018 E PRINCIPALI NOVITÀ IN 3DMACRO®

Di seguito vengono sinteticamente presentate le principali novità di cui alle NTC 2018 (D.M.

17.01.2018), con particolare riferimento a quelle implementate nel programma 3DMacro®.

Modificati i coefficienti γF (Coefficienti parziali per le azioni o per l’effetto delle azioni nelle

verifiche SLU) in relazione alla tabella 2.6.I;

Modificati i valori dei coefficienti di combinazione ψ in relazione alla tabella 2.5.I;

Modificate le categorie dei sovraccarichi come definiti nella tabella 3.1.II;

Modificato il calcolo del carico da vento;

Introdotte le analisi la cui distribuzione di forze è stata implementata in accordo al par. 7.3.5

(analisi direzionali);

Con riferimento al modulo geotecnico è stato eliminato l’Approccio progettuale noto come

Approccio 1 per le verifiche STR GEO1 e STR GEO2. Alla luce delle nuove NTC2018 è possibile

utilizzare solo l’Approccio 2.

Aggiornata la reportistica ed in particolare la Relazione Tecnica

Modificato il parametro limite per la verifica in termini di forza che passa da 3.0 a 4.0

Dette modifiche saranno trattate più specificatamente nei capitoli seguenti.

2 RIFERIMENTI NORMATIVI

In attesa della nuova Circolare ministeriale esplicativa, ed in ottemperanza a quanto espressamente

riportato nella attuale circolare del consiglio superiore dei lavori pubblici, si fa riferimento

alla Circolare del 02/02/2009, qualora essa non sia esplicitamente in contrasto con le NCT2018.

Sono state prese in considerazione le seguenti normative:

□ D.M. 17.01.2018 “Norme Tecniche per le Costruzioni”;

□ Circ. 2/02/2009 n.617, “Norme Tecniche per le Costruzioni”.

3 IMPOSTAZIONI GENERALI MODELLO

La caratterizzazione generale del progetto in 3DMacro (Ubicazione sito, Vita Utile della struttura, Stati

Limite) viene effettuata tenendo conto delle nuove istruzioni delle NTC2018, come di seguito

descritto.



NTC 2018 – D.M. 17.01.2018 | Aggiornamento in 3DMacro® 4.2 IMPOSTAZIONI GENERALI MODELLO

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3.1 NORMATIVA DI RIFERIMENTO

La Normativa di riferimento cogente è il Decreto Ministeriale 17 Gennaio 2018, Norme Tecniche per le

Costruzioni (NTC2018) che ha sostituito il D.M. 14.01.2008 (NTC2008).

Dopo aver assegnato la normativa corrente, dai dati generali del modello, la stessa viene riportata

nell’ambiente principale del programma, sulla barra delle informazioni, in basso a destra (Normativa:

NTC2018).

Figura 1. Dati generali del modello.

Figura 2. Ambiente principale del programma – barra delle informazioni e dettagli normativa corrente.


7

3.2 VITA NOMINALE

La vita nominale di progetto VN di un’opera è convenzionalmente definita come il numero di anni nel

quale è previsto che l’opera, purché soggetta alla necessaria manutenzione, mantenga specifici livelli

prestazionali. I valori minimi di VN (Vita Nominale) da adottare per i diversi tipi di costruzione sono

riportati nella Tab. 2.4.I. delle NTC2018. Tali valori possono essere anche impiegati per definire le

azioni dipendenti dal tempo. Si riporta la tabella da Normativa.

Tab. 2.4.I – Valori minimi della Vita nominale VN di progetto per i diversi tipi di costruzioni:

Tipi di costruzioni Valori minimi

di VN (anni)

1. Costruzioni temporanee e provvisorie 10

2. Costruzioni con livelli di prestazioni ordinari 50

3. Costruzioni con livelli di prestazioni elevati 100

Notiamo come, rispetto alle NTC 2008 sono cambiate le descrizioni del tipo di costruzioni. I valori

minimi della Vita nominale per ciascun tipo sono rimasti invariati. Le nuove NTC2018 ammettono

anche valori di VN inferiori a 35 anni.

Non sono da considerarsi temporanee le costruzioni o parti di esse che possono essere smantellate

con l’intento di essere riutilizzate.

Per un’opera di nuova realizzazione la cui fase di costruzione sia prevista in sede di progetto di durata

pari a VN, la vita nominale relativa a tale fase di costruzione, ai fini della valutazione delle azioni

sismiche, dovrà essere assunta non inferiore a VN e comunque non inferiore a 5 anni. Le verifiche

sismiche di opere di tipo 1 o in fase di costruzione possono omettersi quando il progetto preveda che

tale condizione permanga per meno di 2 anni.

3.3 PERIODO DI RIFERIMENTO

Il periodo di riferimento VR è definito come:

VR = VN ∙ CU

In cui VN è la vita nominale

CU è il coefficiente d’uso.

Il valore del coefficiente d’uso CU è definito, al variare della classe d’uso, come mostrato in Tab. 2.4.II.


8

La definizione del Tipo di costruzione e del corrispondente Vita nominale è in linea con la tabella 2.4.I delle

NTC2018. La definizione delle Classi d’Uso è rimasta invariata, rispetto alle precedenti NTC2008, così come il

Coefficiente d’uso CU corrispondente.

Figura 3. Tipo di costruzione e Vita nominale della struttura

Le nuove NTC2018 precisano inoltre che, per le costruzioni a servizio di attività a rischio di incidente

rilevante, si adotteranno valori di CU (coefficiente d’uso) anche superiori a 2, in relazione alle

conseguenze sullʹambiente e sulla pubblica incolumità determinate dal raggiungimento degli stati

limite.

3.4 DEFINIZIONE STATI LIMITE

In presenza di azioni sismiche si definiscono i seguenti stati limite:

- Stati Limite Ultimi comprendono gli Stati Limite di salvaguardia della Vita (SLV) e gli Stati Limite

di prevenzione del Collasso (SLC), come precisato nel § 3.2.1 delle NTC 2018.

- Stati Limite di Esercizio comprendono gli Stati Limite di Operatività (SLO) e gli Stati Limite di

Danno (SLD), come precisato nel § 3.2.1 delle NTC 2018.

Figura 4. Stati limite in condizioni sismiche

NTC 2018 – D.M. 17.01.2018 | Aggiornamento in 3DMacro® 4.2 CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI


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4 CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI

Si definisce azione ogni causa o insieme di cause capace di indurre stati limite in una

struttura.

Invariata è rimasta la classificazione delle azioni sulle costruzioni, di cui al Cap. 2 delle

NTC2018, secondo il modo di esplicarsi e secondo la risposta strutturale. Le nuove NTC2018

hanno invece apportato delle modifiche in seno alla classificazione delle azioni secondo la

variazione della loro intensità nel tempo (par. 2.5.1.3 delle NTC 2018) ed è stata modificata la

caratterizzazione delle azioni elementari (par. 2.5.2 delle NTC 2018).

4.1 CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI SECONDO IL MODO DI ESPLICARSI

Rimane invariata la seguente classificazione:

a) Dirette: forze concentrate, carichi distribuiti, fissi o mobili;

b) Indirette: spostamenti impressi, variazioni di temperatura e di umidità, ritiro,

precompressione, cedimenti di vincoli, ecc.

c) Degrado: ‐ endogeno: alterazione naturale del materiale di cui è composta l’opera

strutturale;

‐ esogeno: alterazione delle caratteristiche dei materiali costituenti l’opera

strutturale, a seguito di agenti esterni.

4.2 CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI SECONDO LA RISPOSTA STRUTTURALE

Rimane invariata la seguente classificazione:

a) Statiche: azioni applicate alla struttura che non provocano accelerazioni significative della stessa

o di alcune sue parti;

b) Pseudo statiche: azioni dinamiche rappresentabili mediante un’azione statica equivalente;

c) Dinamiche: azioni che causano significative accelerazioni della struttura o dei suoi componenti.

4.3 CLASSIFICAZIONE DELLE AZIONI SECONDO SECONDO LA VARIAZIONE DELLA LORO INTENSITÀ NEL TEMPO

Si distinguono le seguenti categorie di azioni:

a) Permanenti (P): azioni che agiscono durante tutta la vita nominale di progetto della

costruzione, la cui variazione di intensità nel tempo è molto lenta e di modesta entità.

In maniera del tutto analoga alle NTC2008, sono definiti come carichi permanenti:




10

- Peso proprio di tutti gli elementi strutturali; peso proprio del terreno, quando

pertinente; forze indotte dal terreno (esclusi gli effetti di carichi variabili applicati al terreno);

forze risultanti dalla pressione dell’acqua (quando si configurino costanti nel tempo) (G1);

- Peso proprio di tutti gli elementi non strutturali (G2);

- Spostamenti e deformazioni impressi, ivi incluso il ritiro, che nelle NTC 2008 veniva

riportato a parte seppur comunque classificato come azione permanente;

- Presollecitazione (P).

b) Variabili (Q): azioni che agiscono con valori istantanei che possono risultare sensibilmente

diversi fra loro nel corso della vita nominale della struttura.

Le nuove NTC2018 definiscono esplicitamente come azioni Variabili:

- sovraccarichi

- azioni del vento

- azioni della neve

- azioni della temperatura

Ogni azione variabile può essere di “Lunga durata” o “Breve durata”, la cui definizione rimane

invariata rispetto alle NTC2008. In aggiunta, le NTC2018 precisano che “a seconda del sito ove

sorge la costruzione, una medesima azione climatica può essere di lunga o di breve durata.”

c) Eccezionali (A): azioni che si verificano solo eccezionalmente nel corso della vita nominale della

struttura:

- incendi.

- esplosioni.

- urti ed impatti.

d) Sismiche (E): azioni derivanti dai terremoti.

Le NTC2018 aggiungono, a proposito della classificazione delle azioni, che “quando rilevante, nella valutazione dell’effetto delle azioni è necessario tenere conto del comportamento dipendente dal tempo

dei materiali, come per la viscosità”.

4.4 CARATTERIZZAZIONE DELLE AZIONI ELEMENTARI

Il valore di progetto di ciascuna delle azioni agenti sulla struttura Fd è ottenuto, come già noto, dal

suo valore caratteristico Fk.

Le vecchie NTC2008 definivano valore caratteristico (e di calcolo) delle sole azioni variabili. Le nuove

NTC2018 definiscono il valore caratteristico (e di calcolo) anche delle azioni permanenti.

Il valore caratteristico Gk di azioni permanenti, caratterizzate da distribuzioni con coefficienti di variazione

minori di 0,10, si può assumere coincidente con il valore medio.

Nel caso di azioni variabili caratterizzate da distribuzioni dei valori estremi dipendenti dal tempo, si

assume come valore caratteristico quello caratterizzato da un assegnato periodo di ritorno.

Per le azioni ambientali (neve, vento, temperatura) il periodo di ritorno è posto uguale a 50 anni,

corrispondente ad una probabilità di eccedenza del 2% su base annua.

Per le azioni da traffico sui ponti stradali il periodo di ritorno è convenzionalmente assunto pari a 1000

anni.

Cambia inoltre da definizione di azioni variabili “dominante” e di “azioni che possono agire

contemporaneamente a quella dominante”, come definite nelle NTC2008. Le nuove NTC2018 difatti

definiscono, nella combinazione delle azioni variabili Qkj di diversa natura, che possono agire

contemporaneamente:


11

Qk1 azione variabile di base;

Qk2, Qk3,… azioni variabili d’accompagnamento, (che possono agire contemporaneamente a

quella di base).

Con riferimento, invece, alla durata relativa ai livelli di intensità di un’azione variabile, invariata resta

la definizione di valore quasi permanente ψ2j ∙Qkj, valore frequente ψ1j∙Qkj e valore di

combinazione ψ0j ∙Qkj.

Sono stati aggiornati i coefficienti di combinazione, da adattarsi ad edifici civili e industriali, che di

seguito si riportano. In particolare sono state aggiunte le Categorie I e K, Coperture accessibili per

sola manutenzione e Coperture per usi speciali (impianti, eliporti, etc.) per i quali i corrispondenti

valori dei coefficienti di combinazione sono da valutarsi caso per caso. Ricordiamo che con le

precedenti Norme Tecniche, le Coperture (praticabili che non praticabili) erano incluse tutte nella

categloria H.

Nella definizione dei carichi (di area, di linea, di punto) sono stati aggiornate le tipologie dei carichi

variabili, coerentemente con la classificazione di cui alla precedente tabella e i corrispondenti coefficienti

di combinazione ψ.


12

Nel caso in cui si selezioni come Destinazione d’uso “I.Coperture praticabili)” o “K.Coperture per usi

speciali”, viene rilasciato un messaggio che invita l’utente a personalizzare i coefficienti di combinazione.

Figura 5. Definisci carichi variabili

Figura 6. Personalizza coefficienti di combinazione manualmente

Per personalizzare i suddetti coefficienti manualmente, occorre selezionare la Destinazione d’uso

“Personalizzata”, quindi assegnare i valori personalizzati, valutati caso per caso.

Figura 7. Coefficienti di combinazione carichi variabili

NTC 2018 – D.M. 17.01.2018 | Aggiornamento in 3DMacro® 4.2 COMBINAZIONE DELLE AZIONI


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5 DEFINIZIONE DELLE AZIONI

Al Capitolo 3 delle Norme Tecniche per le Costruzioni 2018 vengono definite le azioni sulle

costruzioni, ovvero i carichi, nominali e/o caratteristici, relativi a costruzioni per uso civile o

industriali, così come di seguito riportati.

5.1 PESI PROPRI DEI MATERIALI STRUTTURALI

Le NTC2018 definiscono esplicitamente come azioni permanenti gravitazionali quelle associate ai

pesi propri dei materiali strutturali, derivate dalle dimensioni geometriche e dai pesi dell’unità di

volume dei materiali con cui sono realizzate le parti strutturali della costruzione.

Così come già riportato nelle precedent NTC2008, le norme ribadiscono che per i materiali più comuni

possono essere assunti i valori dei pesi dell’unità di volume riportati nella Tab. 3.1.I. delle NTC2018. Ed

inoltre, le nuove NTC confermano quanto già assodato dale precedenti normative, affermando che per

materiali strutturali non compresi nella Tab. 3.1.I si potrà far riferimento a specifiche indagini

sperimentali o a normative o documenti di comprovata validità, trattando i valori nominali come valori

caratteristici.

5.2 CARICHI PERMANENTI NON STRUTTURALI

Pressoche’ invariata è nella nuova norma la definizione di carichi permanenti non strutturali, che

sono i carichi presenti sulla costruzione durante il suo normale esercizio, quali quelli relativi a

tamponature esterne, divisori interni, massetti, isolamenti, pavimenti e rivestimenti del piano di calpestio,

intonaci,controsoffitti, impianti ed altro, ancorché in qualche caso sia necessario considerare situazioni

transitorie in cui essi non siano presenti.

Più nello specifico le NTC 2018 aggiungono (in linea con quanto espresso per i carichi permanenti

strutturali) che “Le azioni permanenti gravitazionali associate ai pesi propri dei materiali non strutturali

sono derivate dalle dimensioni geometriche e dai pesi dell’unità di volume dei materiali con cui sono

realizzate le parti non strutturali della costruzione. I pesi dell’unità di volume dei materiali non strutturali

possono essere ricavati dalla Tab. 3.1.I, ovvero da specifiche indagini sperimentali o da normative o da

documenti di comprovata validità, trattando i valori nominali come valori caratteristici.”

Per quanto riguarda la distribuzione dei carichi, esattamente come già definito nelle NTC2008, le attuali

norme tecniche, in presenza di orizzontamenti anche con orditura unidirezionale ma con capacità di

ripartizione trasversale, consentono di assumere, per le verifiche di insieme, i carichi permanenti non

strutturali come uniformemente ripartiti. In caso contrario, occorre valutarne le effettive distribuzioni.

Inoltre, i tramezzi e gli impianti leggeri degli edifici per abitazioni e per uffici potranno

assumersi, in genere, come carichi equivalenti distribuiti, purché i solai abbiano adeguata capacità di

ripartizione trasversale.

In particolare, Per gli orizzontamenti degli edifici per abitazioni e per uffici, il peso proprio di elementi

divisori interni potrà essere ragguagliato ad un carico permanente uniformemente distribuito g2 (che le

NTC2008 chiamavano g2k), purché vengano adottate le misure costruttive atte ad assicurare una

adeguata ripartizione del carico. Il carico uniformemente distribuito g2 potrà essere correlato al peso

proprio per unità di lunghezza G2 (già G2k nelle vecchie NTC2008) nel modo appresso riportato, che

resta di fatto invariato.




14

- Per elementi divisori con G2 ≤ 1,00 kN/m : g2 = 0,40 kN/m²;

‐ Per elementi divisori con 1,00 < G2 ≤ 2,00 kN/m : g2 = 0,80 kN/m²;



‐ Per elementi divisori con 4,00 < G2 ≤ 5,00 kN/m : g2 = 2,00 kN/m².

Solo per quanto riguarda elementi divisori di peso maggiore, le NTC2018 precisano che superati per G2 i

5,00 KN/m, detti elementi divisori devono essere considerati in fase di progettazione, tenendo conto del

loro effettivo posizionamento sul solaio.

5.3 SOVRACCARICHI

Le NTC2018 definiscono i “sovraccarichi” – e non già i “carichi variabili” come definiti dalle NCT2008, che

per le attuali Norme includono tutti i possibili carichi variabili, oltre i sovraccarichi così come oggi definiti e

riportato al par. 4.3 di questo tutorial – o carichi imposti, comprendono i carichi legati alla destinazione

d’uso dell’opera.

i modelli di tali azioni possono essere costituiti da:

‐ carichi verticali uniformemente distribuiti qk

‐ carichi verticali concentrati Qk

‐ carichi orizzontali lineari Hk

I valori nominali e/o caratteristici di qk, Qk ed Hk sono riportati nella Tabella 3.1.II. Tali valori sono

comprensivi degli effetti dinamici ordinari, purché non vi sia rischio di rilevanti amplificazioni dinamiche

della risposta delle strutture.

Nulla cambia rispetto alla precedente normativa riguardo alla definizione dei sovraccarichi (prima definiti

più genericamente “carichi variabili”).


15

In questa sede nulla viene specificato sui sovraccarichi verticali uniformemente distribuiti e concentrati,

giacchè non pertinenti con 3DMacro.


16

5.3.1 SOVRACCARICHI ORIZZONTALI LINEARI

I sovraccarichi orizzontali lineari Hk riportati nella Tab. 3.1.II devono essere utilizzati per verifiche locali e

non si combinano con i carichi utilizzati nelle verifiche dell’edificio nel suo insieme.

I sovraccarichi orizzontali lineari devono essere applicati alle pareti alla quota di 1,20 m dal rispettivo

piano di calpestio; devono essere applicati ai parapetti o ai mancorrenti alla quota del bordo superiore.

Le verifiche locali riguardano, in relazione alle condizioni d’uso, gli elementi verticali bidimensionali quali i

tramezzi, le pareti, i tamponamenti esterni, comunque realizzati, con l’esclusione dei divisori mobili (che

comunque devono garantire sufficiente stabilità in esercizio).

Il soddisfacimento di questa prescrizione può essere documentato anche per via sperimentale, e

comunque mettendo in conto i vincoli che il manufatto possiede e tutte le risorse che il tipo costruttivo

consente.

5.4 AZIONE SISMICA

Invariata rimane la definizione dell’azione sismica. Non sono variati i parametri base ag Fo e TC*

necessari per la costruzione degli spettri di progetto.

Le azioni sismiche di progetto, in base alle quali valutare il rispetto dei diversi stati limite considerati (stati

limite in presenza di sisma), si definiscono a partire dalla “pericolosità sismica di base” del sito di

costruzione. Le nuove NTC2018 precisano inoltre che le azioni sismiche “sono funzione delle

caratteristiche morfologiche e stratigrafiche che determinano la risposta sismica locale”.

Riguardo a quell ache viene definite “pericolosità sismica” le NTC2018 specificano “pericolosità sismica

locale dell’area della costruzione”. Essa è definita (in maniera del tutto analoga alle NTC2008) in termini

di accelerazione orizzontale massima attesa ag, in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido

con superficie topografica orizzontale (di categoria A come definita al § 3.2.2), nonché di ordinate dello

spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente Se(T), con riferimento a prefissate

probabilità di eccedenza PVR come definite nel § 3.2.1, nel periodo di riferimento VR , come definito nel §

2.4.

Ai fini della presente normativa le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di

superamento PVR nel periodo di riferimento VR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di

riferimento rigido orizzontale (ag, F0, TC*):

ag accelerazione orizzontale massima al sito;

Fo valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale;

TC* valore di riferimento per la determinazione del periodo di inizio del tratto a velocità costante dello

spettro in accelerazione orizzontale.

Per i valori di ag, Fo e TC* , necessari per la determinazione delle azioni sismiche, si fa esplicito

riferimento agli Allegati A e B al Decreto del Ministro delle Infrastrutture 14 gennaio 2008,

pubblicato nel S.O. alla Gazzetta Ufficiale del 4 febbraio 2008, n.29, ed eventuali successivi

aggiornamenti. Restano pertanto invariati i valori suddetti.


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5.4.1 STATI LIMITE E RELATIVE PROBABILITÀ DI SUPERAMENTO

Non cambia la definizione degli Stati Limite di Esercizio (SLE) ed ultimi (SLU) legati alla probabilità di

superamento PVR (definita anche “probabilità di eccedenza” nelle nuove NTC2018), ovvero alle

prestazioni della costruzione nel suo complesso (includendo elementi strutturali, non strutturali ed

impianti). Non si riportano in questo ambito le definizioni, per maggiore sintesi testuale.

Invariate sono le percentuali che esprimono la probabilità di superamento (o eccedenza) di un evento

sismico per ciascuno Stato Limite considerato, come riportate nella seguente tabella (Tab. 3.2.I)

Inoltre le NTC2018 precisano che, per ciascuno stato limite e relativa probabilità di eccedenza PVR nel

periodo di riferimento VR, si ricava il periodo di ritorno TR del sisma utilizzando la relazione:

5.4.2 CATEGORIE DI SOTTOSUOLO E CONDIZIONI TOPOGRAFICHE

Ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto, l’effetto della risposta sismica locale si valuta

mediante specifiche analisi, da eseguire con le modalità indicate nel § 7.11.3 delle NTC2018. In

alternativa, qualora le condizioni stratigrafiche e le proprietà dei terreni siano chiaramente riconducibili

alle categorie definite nella Tab. 3.2.II, le NTC 2018 consentono di fare riferimento ad un cosìddetto

“approccio semplificato”, che si basa sulla classificazione del sottosuolo in funzione dei valori della

velocità di propagazione delle onde di taglio, Vs.

Detto approccio, così come di seguito riportato è una novità sostanziale delle Nuove NTC2018, rispetto

alle precedenti. Inoltre viene modificata la definizione delle Categorie di Sottosuolo, come riportate nella

Tab. 3.2.II.

L’approccio semplificato si basa sulla classificazione del sottosuolo, in funzione dei valori della velocità

di propagazione delle onde di taglio, Vs. I valori dei parametri meccanici necessari per le analisi di

risposta sismica locale o delle velocità Vs per l’approccio semplificato costituiscono parte integrante della

caratterizzazione geotecnica dei terreni compresi nel volume significativo, di cui al § 6.2.2 delle NTC.

I valori di Vs sono ottenuti mediante specifiche prove, ovvero, con giustificata motivazione e

limitatamente all’approccio semplificato, sono valutati tramite relazioni empiriche di comprovata

affidabilità con i risultati di altre prove in sito, quali ad esempio le prove penetrometriche dinamiche per i

terreni a grana grossa e le prove penetrometriche statiche.

Sulla scorta di quanto previsto dale attuali NTC2018, la classificazione del sottosuolo si effettua in base

alle condizioni stratigrafiche ed ai valori della velocità equivalente di propagazione delle onde di

taglio, VS,eq (in m/s), definita dall’espressione:


18

con:

hi spessore dell’i‐esimo strato;

VS,i velocità delle onde di taglio nell’i‐esimo strato;

N numero di strati;

H profondità del substrato, definito come quella formazione costituita da roccia o terreno molto rigido,

caratterizzata da VS non inferiore a 800 m/s.

Per le fondazioni superficiali, la profondità del substrato è riferita al piano di imposta delle stesse, mentre

per le fondazioni su pali è riferita alla testa dei pali. Nel caso di opere di sostegno di terreni naturali, la

profondità è riferita alla testa dell’opera. Per muri di sostegno di terrapieni, la profondità è riferita al piano

di imposta della fondazione.

Per depositi con profondità H del substrato superiore a 30 m, la velocità equivalente delle onde di taglio

VS,eq è definita dal parametron VS,30, ottenuto ponendo H=30 m nella precedente espressione e

considerando le proprietà degli strati di terreno fino a tale profondità.

Le categorie di sottosuolo, che permettono l’utilizzo dell’approccio semplificato sono definite nella Tab.

3.2.II delle NTC2018, di seguito riportata.

Per queste cinque categorie di sottosuolo, le azioni sismiche sono definibili come descritto al § 3.2.3 delle

suddette norme.

Per qualsiasi condizione di sottosuolo non classificabile nelle categorie precedenti, è necessario

predisporre specifiche analisi di risposta locale per la definizione delle azioni sismiche.

Detta Classificazione Geotecnica è stata oggetto di aggiornamento in 3DMacro.

Dalla finestra di definizione delle impostazioni generali del modello è possibile, accedendo alla finestra

Suolo, assegnare la Categoria del Suolo, selezionandola tra quelle definite dalle NTC2018.


19

Figura 8. Definizione categoria del suolo secondo la Classificazione Tab. 3.2.II delle NTC2018

5.4.3 CONDIZIONI TOPOGRAFICHE

Invariata rimane la definizione delle condizioni topografiche, ovvero delle Categorie Topografiche, come

definite nella Tabella 3.2.III la cui classificazione rimane invariata rispetto alle norme precedenti.

Figura 9. Definizione condizione topografica secondo la Classificazione Tab. 3.2.III delle NTC2018


20

5.4.4 VALUTAZIONE DELL’AZIONE SISMICA

Invariata è la definizione degli Spettri di risposta elastico, per la definizione delle componenti orizzontale

e verticale della azione sismica. Non varia dunque nelle nuove NTC2018 la caratterizzazione dei parametri

che consentono di definire lo spettro elastico.

Le nuove NTC 2018 hanno invece apportato delle modifiche in seno alla definizione delle categorie di

spettri di risposta agli stati limite. Infatti mentre le precedenti NTC2008 definivano due categorie di

spettri di risposta di progetto (e precisamente agli stati limite di esercizio e agli stati limite ultimi), oggi

invece le NTC2018 distinguono:

1. Spettri di risposta di progetto per lo stato limite di Operatività (SLO).

2. Spettri di risposta di progetto per gli stati limite di danno (SLD), di salvaguardia della vita (SLV) e

di prevenzione del collasso (SLC).

In ogni caso, gli spettri di risposta di progetto, numericamente vengono definiti rifacendosi all’ultima

circolare in vigore, pertanto rimangono invariati.

Figura 10. Parametri necessari per caratterizzare gli Spettri di risposta di progetto agli Stati limite

Figura 11. Spettri di risposta di progetto per Stati limite di Danno e di Salvaguardi della Vita.


21

5.5 AZIONE DEL VENTO

La definizione dei carichi da vento in 3DMacro è stata allineata alle nuove NTC2018, come di seguito

riportato.

5.5.1 VELOCITÀ BASE DI RIFERIMENTO

Le nuove NTC2018 propongono una nuova formulazione per la valutazione di quella che viene definita

Velocità base di riferimento vb. Essa è calcolata come:

vb = vb,0 · ca

Vb,0 è la velocità base di riferimento al livello del mare, assegnata nella Tab. 3.3.I in funzione della

zona in cui sorge la costruzione (Fig. 3.3.1);

ca è il coefficiente di altitudine, fornito dalla relazione:

dove:

a0, ks sono parametri forniti nella Tab. 3.3.I delle NTC2018 in funzione della zona in cui sorge la

costruzione (Fig. 3.3.1 delle NTC2018);

as è l’altitudine sul livello del mare del sito ove sorge la costruzione.

Tale zonazione non tiene conto di aspetti specifici e locali che, se necessario, dovranno essere definiti

singolarmente.

La zonazione a livello nazionale non ha subito modifiche rispetto alle precedent direttive normative.

Per altitudini superiori a 1500 m sul livello del mare, i valori della velocità base di riferimento possono

essere ricavati da opportuna documentazione o da indagini statistiche adeguatamente comprovate,

riferite alle condizioni locali di clima e di esposizione. Fatte salve tali valutazioni, comunque raccomandate

in prossimità di vette e crinali, i valori utilizzati non dovranno essere minori di quelli previsti per 1500 m di

altitudine.


22

5.5.2 VELOCITÀ DI RIFERIMENTO

La velocità di riferimento vr è il valore medio su 10 minuti, a 10 m di altezza dal suolo su un terreno

pianeggiante e omogeneo di categoria di esposizione II (vedi Tab. 3.3.II), riferito al periodo di ritorno di

progetto TR. Tale velocità è definita dalla relazione:

vr = vb · cr

dove:

vb è la velocità base di riferimento, di cui al § 3.3.1 delle NTC;

cr è il coefficiente di ritorno, funzione del periodo di ritorno di progetto TR.

In mancanza di specifiche e adeguate indagini statistiche, il coefficiente di ritorno è fornito dalla

relazione:

dove TR è il periodo di ritorno espresso in anni.

Ove non specificato diversamente, si assumerà TR = 50 anni, cui corrisponde cr = 1. Per un’opera di

nuova realizzazione in fase di costruzione o per le fasi transitorie relative ad interventi sulle costruzioni

esistenti, il periodo di ritorno dell’azione potrà essere ridotto come di seguito specificato:

‐ per fasi di costruzione o fasi transitorie con durata prevista in sede di progetto non superiore a tre mesi,

si assumerà TR 5 anni;

‐ per fasi di costruzione o fasi transitorie con durata prevista in sede di progetto compresa fra tre mesi ed

un anno, si assumerà TR 10 anni.

Figura 12. Definizione del Carico da Vento – Dati del sito di costruzione.


23

5.5.3 PRESSIONE DEL VENTO

La pressione del vento è data dall’espressione:

p = qr · ce · cp · cd

dove

qr è la pressione cinetica di riferimento di cui al § 3.3.6 delle NTC2018;

ce è il coefficiente di esposizione di cui al § 3.3.7 delle NTC2018;

cp è il coefficiente di pressione di cui al § 3.3.8 delle NTC2018;

cd è il coefficiente dinamico di cui al § 3.3.9 delle NTC2018.

5.5.4 AZIONE TANGENZIALE DEL VENTO

L’azione tangente per unità di superficie parallela alla direzione del vento è data dall’espressione:

pf = qr · ce · cf

dove

qr è la pressione cinetica di riferimento di cui al § 3.3.6 delle NTC2018;

ce è il coefficiente di esposizione di cui al § 3.3.7 delle NTC2018;

cf è il coefficiente d’attrito di cui al § 3.3.8 delle NTC2018.

Figura 13. Definizione del Carico da Vento – Dettagli parametri definizione pressione del vento

Nelle nuove NTC2018 restano invariate le espressioni che restituiscono i parametri sopra elencati, rispetto

alle precendenti NTC2008 .Pertanto, si rimanda alle NTC per ogni dettaglio.


24

Figura 14. Definizione del Carico da Vento –Pressione del vento

6 COMBINAZIONE DELLE AZIONI

Ai fini delle verifiche degli stati limite, rimane invariata la definizione delle combinazioni delle

azioni, che di seguito si riportano:

− Combinazione fondamentale, generalmente impiegata per gli stati limite ultimi (SLU):

γG1 ∙ G1 + γG2 ∙ G2 + γP ∙P + γQ1 ∙ Qk1 + γQ2 ∙ ψ02 ∙ Qk2 + γQ3∙ ψ03 ∙ Qk3 + … [2.5.1]

− Combinazione caratteristica, cosiddetta rara, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio

(SLE) irreversibili:

G1 + G2 + P + Qk1 + ψ02 ∙ Qk2 + ψ 03 ∙ Qk3+ … [2.5.2]

− Combinazione frequente, generalmente impiegata per gli stati limite di esercizio (SLE) reversibili:

G1 + G2 + P + ψ11 ∙ Qk1 + ψ22 ∙ Qk2 + ψ23 ∙ Qk3 + … [2.5.3]

− Combinazione quasi permanente (SLE), generalmente impiegata per gli effetti a lungo termine:

G1 + G2 + P + ψ21 ∙ Qk1 + ψ 22 ∙ Qk2 + ψ23 ∙ Qk3 + … [2.5.4]

− Combinazione sismica, impiegata per gli stati limite ultimi e di esercizio connessi all’azione sismica E:

E + G1 + G2 + P + ψ21 ∙ Qk1 + ψ22 ∙ Qk2 + … [2.5.5]

− Combinazione eccezionale, impiegata per gli stati limite ultimi connessi alle azioni eccezionali A:

G1 + G2 + P + Ad + ψ21 ∙ Qk1 + ψ22 ∙ Qk2 + … [2.5.6]

Inoltre, in aggiunta alle suddette combinazioni, le NTC2018 specificano che gli effetti dellʹazione

sismica saranno valutati tenendo conto delle masse associate ai seguenti carichi gravitazionali:

G1 + G2 + ∑ 𝜓2𝑖 ∙ 𝑄𝑘𝑖𝑖 [2.5.7]


25

Le nuove NTC2018, infine specificano (ma di fatto ciò non ha comportato alcuna modifica nel modo di

operare, già convalidato) che i valori dei coefficienti ψ0j, ψ1j e ψ2j sono dati nella Tab. 2.5.I ovvero nella

Tab. 5.1.VI per i ponti stradali e nella Tab. 5.2.VII per i ponti ferroviari.

7 AZIONI NELLE VERIFICHE AGLI STATI LIMITE

Le verifiche agli stati limite devono essere eseguite per tutte le più gravose condizioni di carico che

possono agire sulla struttura, valutando gli effetti delle combinazioni definite nel § 2.5.3. delle NTC2018.

7.1 STATI LIMITE ULTIMI

Nelle verifiche agli stati limite ultimi si distinguono, come nella definizione proposta dale precedenti

Norme Tecniche:

− lo stato limite di equilibrio come corpo rigido: EQU;

− lo stato limite di resistenza della struttura compresi gli elementi di fondazione: STR;

− lo stato limite di resistenza del terreno: GEO.

Fatte salve tutte le prescrizioni fornite nei capitoli successivi delle attuali norme, la Tab. 2.6.I riporta i

valori dei coefficienti parziali γF da assumersi per la determinazione degli effetti delle azioni nelle verifiche

agli stati limite ultimi.

Per le verifiche nei confronti dello stato limite ultimo di equilibrio come corpo rigido (EQU) si utilizzano i

coefficienti γF riportati nella colonna EQU della Tabella 2.6.I.

Per la progettazione di componenti strutturali che non coinvolgano azioni di tipo geotecnico, le verifiche

nei confronti degli stati limite ultimi strutturali (STR) si eseguono adottando i coefficienti γF riportati nella

colonna A1 della Tabella 2.6.I.

Per la progettazione di elementi strutturali che coinvolgano azioni di tipo geotecnico (plinti, platee, pali,

muri di sostegno, …) le verifiche nei confronti degli stati limite ultimi strutturali (STR) e geotecnici (GEO)

si eseguono adottando due possibili Approcci progettuali, fra loro alternativi.

Invariata resta nelle nuove NTC 2018 la definizione dei possibili Approcci progettuali, come di seguito

riportati:

Approccio 1: le verifiche si conducono con due diverse combinazioni di gruppi di coefficienti parziali,

rispettivamente definiti per le azioni (γF), per la resistenza dei materiali (γM) e, eventualmente, per la

resistenza globale del sistema (γR).

- Combinazione 1: per le azioni si impiegano i coefficienti γF riportati nella colonna A1 della Tab. 2.6.I;

- Combinazione 2: si impiegano invece i coefficienti γF riportati nella colonna A2 della Tab. 2.6.I.

Le nuove NTC2018 precisano che, in tutti i casi, sia nei confronti del dimensionamento strutturale, sia

per quello geotecnico, si deve utilizzare la combinazione più gravosa fra le due precedenti.

Approccio 2: si impiega un’unica combinazione dei gruppi di coefficienti parziali definiti per le Azioni

(γF), per la resistenza dei materiali (γM) e, eventualmente, per la resistenza globale (γR). In tale

approccio, per le azioni si impiegano i coefficienti γF riportati nella colonna A1 della Tab. 2.6.I.

I coefficienti γM e γR sono definiti nei capitoli di pertinenza.


26

NTC 2008

Tab. 2.6.I - Coefficienti parziali per le azioni o per

l’effetto delle azioni nelle verifiche SLU

NTC2018

Tab. 2.6.I - Coefficienti parziali per le azioni o per

l’effetto delle azioni nelle verifiche SLU

Resta invariato il significato dei simboli riportati in tabella 2.6.I, di seguito riportato:

γG1 coefficiente parziale dei carichi permanenti G1;

γG2 coefficiente parziale dei carichi permanenti non strutturali G2;

γQi coefficiente parziale delle azioni variabili Q.

Nell’ambito delle verifiche effettuate con l’utilizzo di 3DMacro®, detti coefficienti vengono applicati per le

Verifiche Statiche Tensionali, coerentemente con le prescrizioni delle Nuove NTC2018.

7.2 STATI LIMITE DI ESERCIZIO

Le verifiche agli stati limite di esercizio sono quelle di cui al Par. § 2.2.2 delle NTC2018.

In particolae, al Capitolo 4 per le condizioni non sismiche, e al Capitolo 7 per quelle sismiche, (delle

NTC2018) vengono date specifiche indicazioni sulle verifiche in questione, con riferimento ai diversi

materiali strutturali, ai quali si rimanda per sintesi di trattazione.

NTC 2018 – D.M. 17.01.2018 | Aggiornamento in 3DMacro® 4.2 PROGETTAZIONE GEOTECNICA


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27

8 PROGETTAZIONE GEOTECNICA

Per tutti gli aspetti geotecnici della progettazione ed esecuzione di opere che interagiscono con il terreno,

si fa riferimento al cap. 6 delle NTC2018.

Le NTC 2018 ribadiscono che le verifiche di sicurezza relative agli stati limite ultimi (SLU) e le analisi

relative alle condizioni di esercizio (SLE) devono essere effettuate nel rispetto dei principi e delle

procedure indicate al § 2.6 delle NTC2018.

8.1 VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE ULTIMI

Si omette, in questa sede lo stato limite per perdita di equilibrio (EQU), giacchè non pertinente con la

tipologia strutturale trattata in 3DMacro.

Con riferimento agli altri stati limite ultimi le NTC ribadiscono che gli stati limite ultimi delle fondazioni

superficiali si riferiscono allo sviluppo di meccanismi di collasso, determinati da:

1. mobilitazione della resistenza del terreno;

2. raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali che compongono la Fondazione stessa.

Le verifiche devono essere effettuate almeno nei confronti dei seguenti stati limite, accertando che la

condizione [6.2.1] sia soddisfatta per ogni stato limite considerate e precisamente:

Ed ≤ Rd [6.2.1.]

con:

Ed = valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione

Rd = valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico

Effetto delle azioni e resistenza di progetto sono espresse nelle [6.2.2a] e [6.2.3] delle NTC2018, qui non

riportate per economia di trattazione. Esse sono funzione, rispettivamente, delle azioni di progetto

(γF·Fk), dei parametri geotecnici di progetto Xk/γM e dei parametri geometrici di progetto ad. Il coefficiente

parziale di sicurezza γR opera direttamente sulla resistenza del sistema.

Si elencano di seguito gli stati limite ultimi di tipo Geotecnico e Strutturale:

▪ SLU di tipo geotecnico (GEO)

− collasso per carico limite dell’insieme fondazione‐terreno;

− collasso per scorrimento sul piano di posa;

− stabilità globale.

▪ SLU di tipo strutturale (STR)

− raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali.

La verifica di stabilità globale deve essere effettuata, analogamente a quanto previsto nel § 6.8, secondo

la Combinazione 2 (A2+M2+R2) dell’Approccio 1, così come già noto dalle NTC2008.




28

Diversa è invece la prescrizione per le altre verifiche agli SLU, per le quali le NTC2018 precisano che

devono essere effettuate applicando la combinazione (A1+M1+R3) di coefficienti parziali prevista dal

solo Approccio 2, tenendo conto dei valori dei coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I, 6.2.II e

6.4.I. delle NTC.

Nelle verifiche nei confronti di SLU di tipo strutturale (STR), il coefficiente γR non deve essere portato in

conto.

Alla luce delle recenti disposizioni normative, in 3DMacro è disponibile il solo Approccio 2 per le verifiche agli stati limite ultimi (SLU) di tipo Geotecnico.

Figura 15. Opzioni di Calcolo Geotecniche - Verifiche agli Stati limite ultimi (SLU).


29

8.2 VERIFICHE NEI CONFRONTI DEGLI STATI LIMITE DI ESERCIZIO

Nessuna diversa indicazione è prevista dale nuove NTC2018, rispetto alle precedenti. Si riporta

testualmente il par. § 6.4.2.2 delle NTC2018.

Al fine di assicurare che le fondazioni risultino compatibili con i requisiti prestazionali della struttura in

elevazione (§§ 2.2.2 e 2.6.2), si deve verificare il rispetto della condizione

Ed ≤ Cd [6.2.7]

in cui Ed è il valore di progetto dell’effetto delle azioni nelle combinazioni di carico per gli SLE specificate

al §2.5.3 e Cd è il prescritto valore limite dell’effetto delle azioni. Quest’ultimo deve essere stabilito in

funzione del comportamento della struttura in elevazione e di tutte le costruzioni che interagiscono con le

opere geotecniche in progetto, tenendo conto della durata dei carichi applicati.

Forma, dimensioni e rigidezza della struttura di fondazione devono essere stabilite nel rispetto dei

summenzionati requisiti prestazionali, tenendo presente che le verifiche agli stati limite di esercizio

possono risultare più restrittive di quelle agli stati limite ultimi.

Figura 16. Opzioni di Calcolo Geotecniche - Verifiche agli Stati limite di esercizio (SLE)

NTC2018–D.M.17.01.2018|Aggiornamento in 3DMacro®4.2 PROGETTAZIONE PER AZIONI SISMICHE


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9 PROGETTAZIONE PER AZIONI SISMICHE

Gli aspetti relativi alla progettazione e costruzione di nuove opere in zona sismica sono disciplinati dal

Capitolo 7 delle NTC 2018. Le indicazioni ivi riportate sono da considerarsi aggiuntive e non sostitutive di

quelle riportate nei Capitoli 4, 5 e 6 delle stesse Norme. Si deve, inoltre, far sempre riferimento a quanto

indicato nel Capitolo 2, per la valutazione della sicurezza, e nel Capitolo 3, per la valutazione dell’azione

sismica.

E’ da sottolineare che le nuove NTC 2018 aboliscono completamente la vecchia “zonazione sismica”,

eliminando totalmente il concetto di “zona 4” (che era ancora rimasto – sebbene non perfettamente

chiarito - nelle precedenti NTC 2008). Per costruzioni ricadenti in zone a “bassa sismicità” (prima definite

in “zona 4”), ovvero (secondo la nuova NTC 2018) costruzioni caratterizzate, nei confronti dello SLV, da

agS ≤ 0,075g, le norme forniscono particolari prescrizioni progettuali.

Alla luce delle nuove NTC 2018, anche i criteri di Regolarità in pianta ed altezza sono stati rivisti. Questo

ultimo argomento non viene approfondito in questa sede, giacchè non pertinente con le analisi eseguite

in 3DMacro, e si rimanda pertanto alle nuove NTC2018.

9.1 METODI DI ANALISI E CRITERI DI VERIFICA

L’entità della domanda con la quale confrontare la capacità della struttura, secondo i criteri definiti al par.

7.3.6 (Criteri di Veirfica agli Stati Limite Ultimi) delle NTC2018, può essere valutata adottando uno fra i

metodi di analisi ivi illustrate.

I metodi di analisi si articolano fondamentalmente in due categorie: lineari e non lineari. La scelta

dell’uno o dell’altro metodo dipende dalle caratteristiche della struttura e dal modello di comportamento

adottato.

Occorre precisare che, nell’ambito della modellazione in 3DMacro viene posta l’attenzione sui metodi di

analisi non-lineare.

Più in generale, per ciascuno degli stati limite e dei metodi di analisi previsti dalle Norme, nella tabella

7.3.I delle NTC 2018 sono riportati i limiti del fattore di comportamento q (per analisi lineare – con

comportamento dissipativo e non dissipativo) e i riferimenti per la modalità di modellazione dell’azione

sismica (per analisi lineare e non lineare).



NTC 2018 – D.M. 17.01.2018 | Aggiornamento in 3DMacro® 4.2 PROGETTAZIONE PER AZIONI SISMICHE

31

9.1.1 ANALISI NON LINEARE

In generale, l’analisi non lineare (dinamica o statica) si può utilizzare per gli scopi e nei casi seguenti:

‐ Valutare gli spostamenti relativi allo SL di interesse;

‐ Eseguire le verifiche di duttilità relative allo SLC;

‐ Individuare la distribuzione della domanda inelastica, nelle costruzioni progettate con il fattore di

comportamento q;

‐ Valutare i rapporti di sovraresistenza αu/α1, di cui ai §§ 7.4.3.2, 7.4.5.1, 7.5.2.2, 7.6.2.2, 7.7.3, 7.8.1.3 e

7.9.2.1 delle NTC2018;

‐ Come metodo di progetto per gli edifici di nuova costruzione, in alternativa ai metodi di analisi lineare;

‐ Come metodo per la valutazione della capacità di edifici esistenti.

Di seguito fissiamo l’attenzione sull’analisi Non Lineare Statica, che viene implementata in 3DMacro.

Analisi Non Lineare Statica

L’analisi non lineare statica richiede che al sistema strutturale reale sia associato un sistema strutturale

equivalente non lineare.

Nel caso in cui il sistema equivalente sia ad un grado di libertà, a detto sistema strutturale equivalente

si applicano i carichi gravitazionali e, per la direzione considerata dell’azione sismica, in corrispondenza

degli orizzontamenti della costruzione, forze orizzontali proporzionali alle forza d’inerzia aventi

risultante (taglio alla base) Fb. Tali forze sono scalate in modo da far crescere monotonamente, sia in

direzione positiva che negativa e fino al raggiungimento delle condizioni di collasso locale o globale, lo

spostamento orizzontale dc di un punto di controllo coincidente con il centro di massa dell’ultimo livello

della costruzione (sono esclusi eventuali torrini).

Il diagramma Fb‐dc rappresenta la curva di capacità della struttura.

Le NTC2018 ribadiscono come già le precedenti norme tecniche per le costruzioni che si devono

considerare almeno due distribuzioni di forze d’inerzia, ricadenti l’una nelle distribuzioni

principali (Gruppo 1) e l’altra nelle distribuzioni secondarie (Gruppo 2), appresso illustrate.

La definizione delle distribuzioni principali (Gruppo 1) e secondarie (Gruppo 2) è pressochè invariata. Pur

tuttavia le NTC2018 precisano per

Gruppo 1 ‐ Distribuzioni principali:

● se il modo di vibrare fondamentale nella direzione considerata ha una partecipazione di massa

non inferiore al 75% si applica una delle due distribuzioni seguenti:

○ distribuzione proporzionale alle forze statiche di cui al § 7.3.3.2, utilizzando come

seconda distribuzione la a) del Gruppo 2,

○ distribuzione corrispondente a un andamento di accelerazioni proporzionale alla forma

del modo fondamentale di vibrare nella direzione considerata;

La definizione delle distribuzioni principali (Gruppo 1) è pressochè invariata. Pur tuttavia le NTC2018

precisano anche che:

● in tutti i casi può essere utilizzata la distribuzione corrispondente all’andamento delle forze di

piano agenti su ciascun orizzontamento calcolate in un’analisi dinamica lineare, includendo nella

direzione considerata un numero di modi con partecipazione di massa complessiva non inferiore


32

allo 85%. L’utilizzo di questa distribuzione è obbligatorio se il periodo fondamentale della

struttura è superiore a 1,3 TC.

Gruppo 2 ‐ Distribuzioni secondarie:

a) distribuzione di forze, desunta da un andamento uniforme di accelerazioni lungo l’altezza della

costruzione;

b) distribuzione adattiva, che cambia al crescere dello spostamento del punto di controllo in funzione

della plasticizzazione della struttura;

Inoltre, sempre per il Gruppo 2, le NTC2018 aggiungono:

c) distribuzione multimodale, considerando almeno sei modi significativi.

Le NTC2018 precisano, inoltre, che vanno considerati anche punti di controllo alternativi, come le

estremità della pianta dell’ultimo livello, quando sia significativo l’accoppiamento di traslazioni e rotazioni.

Ricordiamo, a tal proposito, che in 3DMacro® è possibile personalizzare la scelta del punto di controllo o,

comunque, aggiungere dei punti di controllo a quelli determinati automaticamente dal programma.

Vediamo come quanto sopra riportato viene implementato in 3DMacro:

Nell’ambiente principale di modellazione del software 3DMacro, è possibile definire un nuovo punto di

controllo personalizzato. Più precisamente, è sufficiente selezionare l’elemento computazionale a cui

appartiene il nodo che si vuole assumere come punto di controllo, accedere al menu contestuale

dell’elemento (cliccando con il tasto destro del mouse), scegliere il commando “imposta nodo di controllo”

e selezionare l’ID del nodo computazionale prescelto.

Figura 17. Imposta nodo di controllo personalizzato


33

Figura 18. Curve Push-over e stima di vulnerabilità – Curva del punto di controllo

Per tenere conto della variabilità spaziale del moto, anche per le Analisi Statiche (o Dinamiche) Non

Lineari (come per quelle lineari), le NTC 2018 percisano al Par. 7.3.5 quanto segue.

La risposta è calcolata unitariamente per le tre componenti, applicando l‘espressione:

1,00 Ex+ 0,30 Ey+ 0,30 E z

Gli effetti più gravosi si ricavano dal confronto tra le tre combinazioni ottenute permutando circolarmente

i coefficienti moltiplicativi.

In ogni caso:

‒ la componente verticale deve essere tenuta in conto unicamente nei casi previsti al § 7.2.2.

‒ la risposta deve essere combinata con gli effetti pseudo‐statici indotti dagli spostamenti relativi prodotti

dalla variabilità spaziale del moto unicamente nei casi previsti al § 3.2.4.1, utilizzando, salvo per quanto

indicato al § 7.2.2 in merito agli appoggi mobili, la radice quadrata della somma dei quadrati (SRSS).

Vengono riportate le analisi biassiali, per i vari gruppi di distribuzione di forze. La direzione della azione

sismica viene definita per ciascuna analisi nella colonna Direzione, così come prescritto dalle NTC.

Figura 19. Pannello di definizione delle analisi da eseguire – Force distribution group di tipo “Mass”.


34

3DMacro consente di eseguire le analisi statiche non-lineari biassiali, tenendo conto della variabilità

spaziale della azione sismica.

Dal pannello Esegui Analisi, nel groupbox Analisi è possibile selezionare Analisi Biassiali in cui al 100% di

Ex si aggiunge il 30% di Ey e Biassiali, in cui al 100% di Ey si aggiunge il 30% di Ex (queste sono sempre

selezionate di default – giacchè espressamente prescritto dalle NTC cogenti). Inoltre l’utente può

aggiungere le analisi monoassiali (in x o y).

L’eccentricità aggiuntiva non viene applicata alle analisi Biassiali, giacchè non espressamente richiesto

dalle NTC attuali.

Figura 20. Pannello di selezione delle analisi da eseguire

Figura 21. Pannello di esecuzione analisi – Esecuzione analisi bidirezionali in x e y con

distribuzione proporzionale alla massa.


35

Figura 22. Visualizzazione della risposta– Analisi con variabilità spaziale della azione sismica.

9.1.2 ANALISI STAICA NON LINEARE COSTRUZIONI IN MURATURA

In linea con quanto già stabilito dale precedent NTC 2008, anche le nuove NTC2018 stabiliscono che, nel

caso di analisi statica non lineare, la verifica di sicurezza consiste nel confronto tra la capacità di

spostamento ultimo della costruzione e la domanda di spostamento ottenute applicando il procedimento

di cui al § 7.3.4.2.

La rigidezza elastica del sistema bilineare equivalente si individua tracciando la secante alla curva di

capacità nel punto corrispondente ad un taglio alla base pari a 0,7 volte il valore massimo (taglio

massimo alla base). Il tratto orizzontale della curva bilineare si individua tramite l’uguaglianza delle aree

sottese dalle curve tracciate fino allo spostamento ultimo del sistema.

Inoltre, sempre conformemente alle attuali NTC2018, sia per le costruzioni in muratura ordinaria sia per

le costruzioni in muratura armata senza progettazione in capacità, la verifica di sicurezza non è

soddisfatta qualora il rapporto tra taglio totale agente alla base del sistema equivalente a un grado di

libertà, calcolato con lo spettro di risposta elastico, e taglio alla base resistente del sistema equivalente a

un grado di libertà ottenuto dall’analisi non lineare, ecceda il valore 4,0. Si noti che le precendenti

NTC2008 ponevano detto limite pari a 3,0.

Il software 3DMacro esegue la stima di vulnerabilità dell’edificio in muratura, secondo le suddette

prescrizioni.


36

Figura 23. Stime di vulnerabilità – Vista grafici ed esito verifiche

Figura 24. Stime di vulnerabilità – Vista Elenco - Esito verifiche in termini di spostamento e di forze.

Figura 25. Stime di vulnerabilità – Dettagli Stima di vulnerabilità e Verifica in termini di forze

NTC2018–D.M.17.01.2018|Aggiornamento in 3DMacro®4.2 BIBBLIOGRAFIA


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37

[1] Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti - Decreto 17 gennaio 2018 -

Aggiornamento delle «Norme tecniche per le costruzioni». (GU Serie Generale n.42

del 20-02-2018 - Suppl. Ordinario n. 8)



NUOVE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI D.M. 17.01 · Costruzioni (NTC2018) che ha sostituito il...

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