Considerazioni sulla Normativa Sismica in Italia

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Cosa si è fatto in Italia per rendere più sicuro, dal punto di vista sismico, il patrimonio edilizio nazionale?
Si è modificato il criterio di classificazione sismica del territorio nazionale e si è uniformata a criteri europei (Eurocodice 8) la normativa che occorre seguire per costruire strutture e ristrutturare quelle esistenti.
La svolta si è avuta nel 2003 con l’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20 marzo che ha dettato sia nuovi criteri di classificazione sismica del territorio nazionale che i primi elementi per una nuova norma tecnica. Sino ad allora il territorio nazionale aveva subito classificazioni sismiche di tipo regionale a seguito dei vari Decreti Ministeriali che si sono succeduti tra gli anni Settanta e Ottanta e limitatamente a 16 regioni su le 20 totali (o 21 se si considerano separatamente le Province di Trento e Bolzano, in luogo della Regione Trentino Alto Adige) ed i comuni interessati erano solo una parte del territorio regionale (Figura n. 1).

Figura 1

Figura 1 – Mappa 1984 – La normativa precedente sulle costruzioni in in zona sismica (D.M. LL.PP. 16 gennaio 1996) suddividerà il territorio nazionale nelle seguenti zone sismiche zona di I categoria (S=12) zona di II categoria (S=9) zona di III categoria (S=6) zona non classificata

Oggi tutto il territorio nazionale è stato riconosciuto sismico e la pericolosità sismica di un luogo, intesa in senso probabilistico, è stata legata all’accelerazione sismica al suolo che un certo terremoto può imprimere al terreno, e quindi agli edifici soprastanti, accettando una certa probabilità che questa accelerazione sia superata in un determinato periodo di tempo (Figura n. 2).

Figura 2

Figura 2

Con un’iniziativa che ha coinvolto l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia ed alcuni esperti delle Università italiane è stata redatta una vera propria mappa della pericolosità sismica che descrive la pericolosità sismica attraverso il parametro dell’accelerazione massima attesa con una probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni su suolo rigido e pianeggiante. Con questa mappa un professionista che si accinge a progettare una struttura, che per quanto detto sopra deve avere obbligatoriamente caratteristiche antisismiche, sa esattamente qual è l’accelerazione sismica a cui deve sottoporre la struttura (Figura n. 3).

Figura 3

Figura 3

Ciò anche a seguito dei numerosi eventi sismici che negli ultimi anni si sono succeduti in Italia (Messina, Udine, Avellino, Colfiorito, L’Aquila, Parma) provocando tanti decessi e danni ingenti al patrimonio edilizio pubblico e privato. Il legislatore ha deciso che è meglio spendere ogni giorno un po’ di più tutti per costruire con dei criteri antisismici piuttosto che poi piangere tante vite umane e spendere cifre ingenti, che oramai non possiamo più permetterci, ogni volta che si presenta un evento sismico.
Abbiamo detto della nuova classificazione sismica del territorio nazionale ora cerchiamo di chiarire in che cosa è cambiata la nuova normativa sismica.
Prima delle attuali Norme Tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008 e relativa Circolare 2 febbraio 2009, n.617 del Consiglio Superiore dei Lavori pubblici vigevano le Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche di cui al D.M. 16 gennaio 1996.
Quelle del 1996 erano norme “prescrittive” che significa che per ogni tipologia costruttiva dettavano delle prescrizioni geometriche, dimensionali ed esecutive (interasse fra le murature portanti, lunghezza delle murature d’angolo, numero di piani edificabili, modalità realizzative delle aperture, e così via) mentre le attuali norme sono “prestazionali” cioè che valutano il comportamento delle strutture sotto l’azione sismica senza limitarne le caratteristiche geometriche o costruttive.
L’altra grande differenza è costituita dal fatto che le precedenti norme erano basate sul metodo di calcolo alle “tensioni ammissibili” cioè si progettavano le strutture per avere sollecitazioni tali da consentire ai materiali costruttivi di rimanere in fase elastica che è quella fase in cui esiste una proporzionalità lineare fra sforzi e deformazioni. In altre parole si progettavano le strutture in fase elastica senza però indagarne la capacità plastica ed utilizzando un solo coefficiente di sicurezza globale.
Le norme attuali invece si basano sul metodo agli “stati limite” che significa utilizzare tutte le risorse dei materiali da costruzione in campo plastico (quello in cui non c’è più proporzionalità lineare fra sforzi e deformazioni) quindi spingendosi più avanti con le sollecitazioni badando bene però a salvaguardare dal crollo le strutture ammettendone vari gradi di danneggiamento.
Si adotta pertanto un metodo apparentemente più “rischioso” ma indagando i comportamenti delle strutture in fase plastica. Si introduce infatti il concetto di “gerarchia delle resistenze” (Figura n. 4).

Figura 4 - Simulazione numerica del comportamento sismico di un edificio progettato secondo la gerarchia delle resistenze

Figura 4 – Simulazione numerica del comportamento sismico di un edificio progettato secondo la gerarchia delle resistenze

Prendiamo ad esempio una struttura a telai in conglomerato cementizio armato: rispettando i dettami delle NTC 2008 si avrà che, all’aumentare delle sollecitazioni sismiche, si formeranno delle “cerniere plastiche” (Figura n. 5) prima su tutte le travi dell’edificio e per ultime alla base dei pilastri.

Figura 3

Figura 5

Ciò significa appunto sfruttare tutte le energie che la struttura possiede in fase plastica evitando che essa diventi “labile” ed evitando quindi che collassi. Ciò si ottiene rafforzando i pilastri rispetto alle travi.
Si progetta quindi secondo criteri di capacità delle varie membrature e non secondo le sollecitazioni di progetto (capacity design) (Figura n. 6).

Figura 6 - La gerarchia delle resistenze: capacity design

Figura 6 – La gerarchia delle resistenze: capacity design

Questo risultato si ottiene garantendo, fra l’altro, l’integrità dei nodi trave pilastro con un “raffittimento” delle staffe nelle zone critiche (vicino ai nodi) favorendo così una rottura duttile dei nodi stessi.
Altro concetto innovativo introdotto dalle NTC 2008 è quello del “fattore di struttura” che consente di limitare l’azione sismica attraverso la riduzione dell’accelerazione in funzione della tipologia strutturale adottata. Si avranno strutture a telaio, strutture a pareti, strutture miste, strutture deformabili torsionalmente od a pendolo inverso e per ognuna di queste categorie, in funzione delle caratteristiche di regolarità in pianta ed in altezza o dei numeri di piani e di campate, si avrà un diverso fattore di struttura che consentirà di ridurre l’intensità del sisma di progetto.
Inoltre le NTC 2008 pongono grande attenzione alle caratteristiche geologiche del sito su cui si va a costruire legando l’intensità delle azioni sismiche alle caratteristiche geotecniche del terreno (Figura n. 7). Nella fase progettuale si crea così una importante sinergia di competenze professionali tra i geologi che hanno il compito di caratterizzare i terreni attraverso l’esecuzione di tutta una serie di indagini geognostiche dirette (fori nel terreno e prelievo di campioni indisturbati di terreno) ed indirette (geofisiche) spinte sino alla profondità di trenta metri al di sotto delle fondazioni ed i progettisti che utilizzando tali dati possono ipotizzare un modello strutturale aderente alla realtà che tenga conto delle interazioni suolo-struttura.
Inoltre, mentre le norme del 1996 affrontavano lo studio degli edifici suddividendoli in strutture bidimensionali (pareti murarie o telai piani) le NTC 2008 affrontano le strutture valutandone il loro comportamento spaziale e quindi tenendo in conto le interazioni che i vari organismi piani hanno fra di loro esaltandone il comportamento scatolare e quindi più aderente alla realtà.
Nelle strutture intelaiate quindi si valutano i telai spaziali e nelle strutture murarie i pannelli murari sono valutati con le loro ammorsature angolari, per la presenza o meno di cordoli di collegamento e con i solai assimilabili a strutture infinitamente rigide (solai in latero cemento) o flessibili (solai in legno senza una soletta superiore di ripartizione).
Le NTC 2008 pongono infine particolare attenzione alle strutture esistenti (capitolo 8 ed allegato C8A) differenziandone gli interventi in “interventi locali”, “interventi di miglioramento” o “interventi di adeguamento” a seconda dell’importanza crescente che gli stessi hanno nel comportamento globale della struttura. Inoltre si da molta importanza alle indagini sui materiali costituenti la struttura differenziando i “Livelli di conoscenza” attraverso l’accuratezza dei livelli di indagine svolti che consentono di penalizzare sempre meno le caratteristiche dei materiali di costruzione “vecchi” rispetto ai “nuovi”. Anche qui la sinergia di professionalità con chi effettua prove dirette sui materiali (pacometriche, carotaggi, prove con martinetti piatti per le murature o analisi delle malte) portano ad ottenere buoni risultati e progettazioni sempre più aderenti alla realtà.

Consideration on seismic code in Italy.The article explains what has been done in Italy to make sure the building heritage from seismic point of view. Have been modified to adopt the national seismic (according to European standards) and the rules to follow to build facilities and renovate existing ones. Today the whole country has been recognized seismic, although with different “seismic hazard” of places.

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