Elementi non resistenti al sisma

Qualche annotazione sugli elementi strutturali secondari, non resistenti al sisma
NTC 7.2.3 criteri di progettazione di elementi strutturali “secondari” ed elementi non strutturali
riporta:
Alcuni elementi strutturali possono venire considerati “secondari”. Sia la rigidezza che la resistenza di tali elementi
vengono ignorate nell’analisi della risposta e tali elementi vengono progettati per resistere ai soli carichi verticali. Tali
elementi tuttavia devono essere in grado di assorbire le deformazioni della struttura soggetta all’azione sismica di progetto,
mantenendo la capacità portante nei confronti dei carichi verticali; pertanto, limitatamente al soddisfacimento di tale
requisito, agli elementi “secondari” si applicano i particolari costruttivi definiti per gli elementi strutturali.
In nessun caso la scelta degli elementi da considerare secondari può determinare il passaggio da struttura “irregolare” a
struttura “regolare”, né il contributo alla rigidezza totale sotto azioni orizzontali degli elementi secondari può superare il
15% della analoga rigidezza degli elementi principali.
L’ultima parte qui sottolineata merita probabilmente qualche considerazione allo scopo, se non
altro, di richiamare l’attenzione del Progettista, su un argomento tutt’altro che scontato.
In EC8 la sostanza non cambia ma il p.to EC8 4.2.2(4) ‘Membrature sismiche primarie e
secondarie’ esplicita meglio il concetto:
(4) Si raccomanda che il contributo totale alla rigidezza laterale di tutte le membrature sismiche secondarie non sia
maggiore del 15% di quella di tutte le membrature sismiche primarie.
Se è vero che in un fabbricato monopiano il calcolo della rigidezza laterale (traslatoria) di una
serie di elementi verticali resistenti può essere relativamente semplice, non così può dirsi nel
caso di edifici multipiano (esclusa che si sia l’ipotesi di shear-type, telai con travi infinitamente
rigide, peraltro antitetica all’auspicato criterio sismico di trave debole nel pilastro forte).
Pertanto più che seguire il criterio della rigidezza laterale, sembra ragionevole far riferimento
alle azioni o tagli sismici assorbiti.
Da un punto di vista operativo va realizzato un modello con la presenza di tutti gli elementi
strutturali previsti e sottoposto all’analisi sismica (tipicamente mediante analisi modale +
spettri di risposta).
A valle dell’analisi: sommare i tagli assorbiti dagli elementi che si ritiene possano classificarsi
come secondari e verificare che, per considerarli tali, la somma risulti globalmente inferiore al
15%.
Il 15% rappresenta quindi la ‘soglia di trascurabilità’.
Pare opportuno estendere tale verifica a tutti i livelli e non limitarla al solo livello di base.
La questione di classificare degli elementi come secondari non è irrilevante in quanto per essi
possono non applicarsi i criteri sismici del cap. 7 NTC e quindi progettarli per resistere ai soli
carichi verticali.
E’ evidente infatti che, se per fissare le idee si fa riferimento ad un progetto sismico, CDA o
CDB che sia, criteri quali il dimensionamento a taglio di travi o pilastri ottenuti dall’equilibrio
sui momenti resistenti (per allontanare la rottura a taglio tipicamente fragile, rispetto alla
rottura a flessione) e il criterio di dimensionare i pilastri sulla base dei momenti resistenti delle
travi contigue (per allontanare la crisi dai pilastri), hanno importanza solo quando sussistono
azioni sismico-dinamiche significative che richiedono risorse e meccanismi di duttilità.
Si osservi che il metodo di stabilire a ‘occhio’ o ‘a sentimento’ quali elementi siano da
classificarsi secondari può essere fuorviante.
In via qualitativa, salvo il calcolo da sviluppare sul modello sopra delineato, si può peraltro
evidenziare quanto segue.
- Per un sistema di soli telai tutte le strutture (quali travi, pilastri) parteciperanno alla
resistenza al sisma e quindi per essere andranno integralmente applicati, CDA o CDB che sia,
tutti i criteri e particolari di progettazione sismica che le riguardano (cap. 7 NTC).
- Per i sistemi misti telaio-pareti in cui i telai hanno una rigidezza traslatoria non trascurabile
rispetto a quella delle pareti, che li porta ad assorbire una certa aliquota dell’azione sismica
orizzontale si applicheranno integralmente a telai e pareti, CDA o CDB che sia, tutti i criteri e
particolari di progettazione sismica che li riguardano (cap. 7 NTC).
Occorre poi considerare questi 2 casi:
- sistemi misti telaio-pareti in cui i telai (pilastri-travi) hanno una rigidezza traslatoria
trascurabile tale che li porta ad assorbire una aliquota irrisoria dell’azione sismica orizzontale
esterna rispetto a quella delle pareti;
- sistemi a parete singole o accoppiate (mediante travi di collegamento) che presentano una
presenza preponderante di pareti con rigidezza quindi da assorbire pressochè integralmente
l’azione sismica rispetto a pilastri-travi pur eventualmente presenti, ma di rigidezza
trascurabile;
in questi ultimi due casi gli elementi strutturali, quali pilastri-travi, porteranno i soli carichi
verticali per cui, per essi, non sarà generalmente necessario applicare i criteri sismici (cap. 7
NTC) e potranno essere progettati per resistere ai soli carichi verticali.
Si osservi che la distinzione sopra operata è coerente con la classificazione delle NTC, per le
strutture miste telaio-pareti:
- strutture miste telaio-pareti, nelle quali la resistenza alle azioni verticali è affidata prevalentemente ai telai, la resistenza
alle azioni orizzontali è affidata in parte ai telai ed in parte alle pareti, singole o accoppiate; se più del 50% dell’azione
orizzontale è assorbita dai telai si parla di strutture miste equivalenti a telai, altrimenti si parla di strutture miste equivalenti
a pareti;
in cui si prevede che anche i telai possano portare azioni sismiche orizzontali (eventualmente
anche superiore al 50%).
Analogamente per le strutture a pareti:
- strutture a pareti, nelle quali la resistenza alle azioni sia verticali che orizzontali è affidata principalmente a pareti,
singole o accoppiate,
ove si considera la resistenza alle azioni verticali principalmente (ma non esclusivamente)
affidata ad esse (in quanto potrebbero coesistere altri elementi deputati a portare carichi
verticali).
E’ bene anche ricordare che per evitare ad un elemento classificato come secondario
l’applicazione dei particolari costruttivi di cui al cap. 7, occorre verificare preliminarmente che
esso non subisca plasticizzazioni sotto le azioni di progetto allo SLU (e quindi all’occorrenza
opportunamente dimensionarlo se si vuole soddisfare tale requisito).
Si riporta infatti quanto chiarito dalla Circolare-NTC, al p.to C7.2.3:
I particolari costruttivi che si applicano agli elementi strutturali secondari sono quelli prescritti al cap. 4 solo per gli
elementi che non subiscono plasticizzazioni sotto le azioni di progetto allo SLU. In caso contrario valgono le prescrizioni
del cap. 7.
E’ utile segnalare che gli applicativi di NTCalc consentono sempre di scegliere tra l’opzione
‘progetto sismico’ oppure ‘progetto non sismico’ degli elementi strutturali.
Quest’ultima opzione può evitare l’applicazione dei criteri sismici e dei particolari costruttivi
del cap. 7 NTC, imporre solo i particolari costruttivi, minimi normativi, ecc., richiesti dal cap. 4
NTC e quindi può tornare estremamente utile nella gestione del progetto degli elementi
strutturali secondari.
Ing. Salvatore Palermo