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Opzioni di verifica - Generali

Opzioni per le verifiche a fessurazione

Per le verifiche a fessurazione si possono impostare in questo foglio:

• l'aggressività ambientale, 
• la sensibilità delle armature alla corrosione.

Per l'aggressività ambientale sono previsti tre livelli ad aggressività crescente:

• Ordinaria                        tutte le situazioni escluse le successive,
• Aggressiva                ambiente con elevata umidità, scarso o nullo soleggiamento,
• Molto Aggressiva                ambiente corrosivo, ambiente marino.

La sensibilità delle armature alla corrosione è funzione del tipo di armatura e in accordo con quanto riportato al punto 4.1.2.2.4 delle Ntc08, sono previsti due categorie di sensibilità:

• Poco sensibili                per acciai ordinari e precompressi
• Sensibili                        per acciai zincati e inossidabili.

Le usuali armature da carpenteria rientrano quindi nel primo caso, purché siano rispettati i valori minimi di copriferro.

In funzione dell’aggressività ambientale e della sensibilità delle armature alla corrosione, il programma imposta le verifiche a fessurazione secondo la norma selezionata, attivando i check delle verifiche nel foglio Fattori sui materiali e le verifiche (per il controllo della decompressione o dell’apertura delle fessure) in corrispondenza delle combinazioni di carico richieste ed assegnando i parametri di soglia.

Le impostazioni sono eseguite secondo i prospetti combinatori riportati di seguito, in funzione della norma selezionata.

Quadro verifiche a fessurazione secondo Ntc18, Ntc08, Eurocodici

Quadro verifiche a fessurazione secondo Ntc96

Opzioni per le verifiche di resistenza a taglio

In questo riquadro si ha la possibilità di impostare alcuni parametri relativi alla verifica di resistenza a taglio per stati limite ultimi. 

Scorporo aliquota taglio portata dal cls

Quando si intenda seguire le disposizioni del §4.2.2.3.2/Ntc96 (Dm 9/1/96), è possibile contrassegnare la casella di attivazione e impostare sulla destra il valore dell'aliquota di scorporo da applicare al taglio resistente Tr,cls del calcestruzzo:

Nel sistema normativo Ntc96, infatti, il taglio agente di progetto/verifica delle staffe si ottiene come: 

       Ta,stf = max(0.5 Ta, Ta, - s Tr,cls )

in cui s può variare fra 0.0 e 1.0, rispettivamente per rappresentare

s=0         lo scorporo nullo (posizione più restrittiva),

s=1        lo scorporo massimo (posizione meno restrittiva). 

In ogni caso si impone sempre che il 50% del taglio sia assorbito dalle staffe, come prescritto al punto citato.

Quando si imposta il sistema normativo Ntc96 le opzioni in esame sono attivate automaticamente e vengono disattivate quando si reimposta una norma diversa.

Inclinazione bielle compresse

Per la verifica a taglio ultima i sistemi normativi più recenti (Eurocodici, Ntc08 e Ntc18) permettono di considerare per le bielle compresse di calcestruzzo un angolo d'inclinazione θ minore di 45°, rispetto all'asse dell'elemento. Dalle espressioni di calcolo del taglio resistente dovuto alla staffatura Vrsd e del taglio resistente dovuto al calcestruzzo d'anima VRcd si vede che al ridursi dell'inclinazione dei puntoni, il taglio resistente Vrsd della staffatura aumenta e il taglio resistente VRcd  dovuto al calcestruzzo diminuisce. Nei casi, tutto sommato frequenti, in cui il margine di sicurezza sul taglio resistente della componente calcestruzzo è maggiore, si può sfruttare l'opportunità di assumere un angolo θ minore di 45° per ottenere un valore finale di taglio resistente più favorevole. 

Per conseguire questo obiettivo nel programma sono presenti due opzioni:

1. la definizione numerica dell'angolo θ, che si esegue nelle varie tabelle delle Specifiche per i vari elementi: travi, pilastri, pareti, platee e plinti,
   dove si potrà assegnare un valore numerico nel range 45° ≤ θ ≤ 21.8°, corrispondente alle limitazioni disposte dalla norma su tg θ:  1 ≤ tg θ ≤ 2.5.
2. la definizione del modo di calcolo, che si assegna nel foglio in esame, selezionando una delle due opzioni:
   impostato        eseguire la verifica assumendo il valore impostato nmericamente,
   auto        eseguire la verifica assumendo il valore θ calcolato in automatico, ovvero il valore più favorevole ottenibile uguagliando le due componenti Vrsd e VRcd.
   Il programma prevede la possibilità di selezionare il modo di calcolo di θ in maniera differenziata per:
          Slu/Slv                 verifiche a taglio collegate all'analisi lineare,

Gr/Psh                 verifiche a taglio per gerarchia delle resistenze e per il controllo delle crisi fragili da taglio nell'analisi pushover. 

Per ulteriori informazioni si veda il paragrafo collegato del manuale teorico.

Contributi dei ferri sagomati

Con questa opzione si introduce nel programma la possibilità di tener conto dei ferri sagomati nella resistenza a taglio delle travi. A differenza della staffatura che è sempre efficace nel taglio indipendentemente dal segno di quest'ultimo, il contributo dei sagomati dipende dal verso del taglio, risultando efficace quando la sollecitazione di taglio crea isostatiche di trazione che si sovrappongono al tratto inclinato della sagomatura e non efficace quando il taglio si inverte. Da questa considerazione si intuisce che questa tecnica funziona bene nelle condizioni di carico statiche, in cui il taglio può variare d'intensità fra i vari inviluppi, ma sostanzialmente non subisce inversioni di segno, ma mostra dei limiti per le applicazioni in zona sismica, dove il taglio è soggetto solitamente ad inversione di segno al variare della direzione del sisma. La tecnica è stata molto in voga nel passato, grosso modo fino agli anni 80, dopodichè è andata gradualmente in disuso, mano mano che le zone sismiche diventavano sempre più estese e venivano riconosciuti i vantaggi della tecnica alternativa di porre in opere staffature più infittite. Queste infatti sono generalmente più economiche nella messa in opera ed assicurano altri importanti benefici legati all'effetto confinamento. Allo stato attuale, l'uso dei ferri sagomati non rientra nelle pratiche usuali delle nuove progettazioni, ma è utile poterne attivare gli effetti nell'ambito delle verifiche di edifici esistenti, dove potrebbe avere un certo peso. 
In ogni caso, quando attivato, il contributo è sempre valutato in relazione alla direzione della sollecitazione tagliante ed in particolare risulta:
efficace         nei casi in cui il taglio in esame induce trazione nel tratto inclinato della sagomatura,

non efficace         nei casi in cui il taglio si inverte rispetto al caso precedente. 

Si noti che nel programma i ferri sagomati non possono essere prodotti dalla fase di progetto, ma devono essere definiti autonomamente dall'utente per editing diretto delle armature. Risultano visibili nelle carpenterie delle travi, dove trovano applicazione i parametri di disposizione relativi al passo, definibili nel foglio delle Specifiche generali della armature.

Ferri sagomati nelle travi

Opzioni per l'effetto confinamento

Il confinamento è una pressione laterale esercitata sull'elemento, che contrasta la dilatazione associata alle compressione assiale. Questo effetto può essere prodotto dalla staffatura propria dell'elemento o da cerchiature messe in opera in momenti successivi in seguito ad interventi di rinforzo, come la staffatura dell'incamiciatura in c.a., la calastrellatura delle camicie in acciaio, i nastri pretesi del sistema Cam o gli avvolgimenti della fasciature  in Frp. 

In questo riquadro si ha la possibilità di impostare alcuni parametri relativi all'effetto confinamento prodotto dalla staffatura.

Modello per l'effetto confinamento prodotto dalla staffatura

L'utente può selezionare il modello da considerare per valutare gli effetti del confnamento prodotto dalla staffatura, scegliendo fra le seguenti opzioni:

• Ec8/Ntc18 Istruzioni        in accordo a §C8.7.4.2.2/Ntc18, §C8.A.7.6/Ntc08, Newman&Newman(1971), Fardis 3.5,
• Ec2/Ntc18                in accordo a §4.1.2.1.2.1/Ntc18, §4.1.2.1.2.1/Ntc08,
• semplificato                per continuità con versioni precedenti del software.

Fattore riduttivo dei contributi da contatto

Nel caso che la sezione dell'elemento sia in contatto con altri elementi (ad esempio nel caso di adiacenze pilastro/pilastro o pilastro/parete) si può tener conto dell'impedimento all'espansione prodotto dal contatto lungo quel lato impostando un fattore numerico variabile fra 0 ed 1:

0         effetto nullo, 

1        effetto pieno.

Distanza efficace di aggancio

Questo parametro interviene solo nel caso in cui sia stata selezionata la modalità "semplificata" ed esprime la distanza massima [mm] fra il gancio di una staffa o di uno spillo da tondino affinchè quest'ultimo possa essere considerato validamente agganciato e contribuire alla trasmissioni della pressione di confinamento. Il valore può variare fra:

0:         il tondino è considerato efficace solo se direttamente agganciato dalla staffa,

300:         il tondino è considerato efficace se interno alla distanza assegnata.

Il valore predefinito è 100 mm.

Opzioni per il comportamento non dissipativo

Secondo la normativa tutte le costruzioni in zona sismica devono essere progettate ipotizzando uno dei due seguenti comportamenti strutturali [§7.2.2/Ntc18]:

• comportamento non dissipativo: in cui si assume che gli elementi rimangono in campo elastico o sostanzialmente elastico e la domanda derivante dall‘azione sismica è valutata assumendo fattori di comportamento opportunamente ridotti per i vari stati limite;
• comportamento dissipativo, in cui si assume che gli elementi possano evolvere in campo plastico e la domanda derivante dall‘azione sismica è calcolata considerando le capacità dissipative degli elementi  attraverso il fattore di comportamento q [§ 7.3/Ntc18].

In particolare, quando si esegue il calcolo per comportamento non dissipativo bisogna rispettare le disposizioni limitative riguardanti il fattore di comportamento q, come sintetizzato nella seguente tabella, dalla quale si evince che per lo stato limite Slv debbono essere assunti valori q≤1.5.

Si dispone altresì che l'analisi in condizioni di comportamento non dissipativo (che indicheremo da qui in poi con l'acronimo ND) possa essere utilizzata per le seguenti finalità:

• come limitazione della domanda di resistenza per la progettazione in capacità                 [§7.2.2/Ntc18].
  in questo caso l'analisi ND consente di mitigare la severità dei principi di gerarchia di resistenza, limitando la domanda del meccanismo fragile al valore che si ottiene dal calcolo ND; 
• come comportamento di progetto per strutture di elevazione (a classe di duttilità nulla)         [§7.2.2/Ntc18].
  in questo caso, la maggiore onerosità dell'analisi ND (con un fattore di comportamento q=1.5 per Slv) viene bilanciata dalla possibilità di escludere l'applicazione della gerarchia delle resistenze [§7.3.6/Ntc18].

Con riguardo alle strutture di fondazioni superficiali si dispone inoltre che il loro dimensionamento venga eseguito assumendo un comportamento non dissipativo e che quindi non sia necessario per esse dimensionare le armature per ottenere un comportamento duttile (ovvero non si richiede l'applicazione della progettazione in capacità)[§7.2.5/Ntc18].

Alla luce di questa introduzione, possiamo meglio comprendere il significato dei due parametri richiesti nel presente riquadro.

Applicazione del comportamento dissipativo alle fondazioni

Contrassegnando la casella, il dimensionameto delle fondazioni verrà eseguito in campo puramente o sostanzialmente elastico, in funzione del modo di verifica selezionato in una casella successiva, trascurando quindi le capacità deformative dei materiali oltre il limite elastico.

Fattore di comportamento per analisi in condizioni non dissipative

Come si vede dalla tabella riportata sopra, nel calcolo per comportamento non dissipativo si richiede un fattore di comportamento q≤1.5 per Slv e tale valore può essere impostato nel campo predisposto nel riquadro in esame. 

Modo di verifica a pressoflessione in condizioni non dissipative

In questo campo c'è la possibilità di optare se la verifica a a pressoflessione in condizioni dissipative debba essere eseguita:

• in campo puramente elastico                (scelta più conservativa),
• in campo sostanzialmente elastico        (scelta meno conservativa).

Nel primo caso lo sfruttamento del materiali è ridotto in quanto strettamente limitato al solo campo elastico.

Nel secondo caso si  attiva un maggiore sfruttamento dei materiali in quanto è possibile raggiungere una curvatura limite maggiore rispetto a quella puramente elastica, che in particolare è la minore fra quella calcolata in corrispondenza dello snervamento dell’armatura tesa e quella calcolata in corrispondenza della deformazione di picco εck definita per calcestruzzo (Ntc18/p.4.1.2.3.4.2),

Opzioni per compatibilità con versioni precedenti

Il presente parametro risponde essenzialmente ad una esigenza di continuità con modi implementativi utilizzati in versioni precedenti del software e che nella versione attuale hanno trovato uno sviluppo più in linea con gli studi più recenti. 

Opzioni per la verifica dei nodi

Nel presente riquadro troviamo due parametri legati alla verifica di resistenza dei nodi.

Valutazione della larghezza nodo in presenza di travi passanti

Nella valutazione delle dimensioni in pianta del nodo intervengono le larghezze delle travi che convergono nel nodo in due direzioni ortogonali. Le indicazioni presenti nelle istruzioni esplicative delle norme fanno riferimento al caso semplificato di un nodo interno con travi passanti di identica sezione nelle due direzioni, come indicato nella seguente figura. 

Dimensioni del nodo trave-pilastro (indicazioni tratte dalle Istruzioni alle Ntc18)

Nel caso però che la situazione locale al nodo non rispetti questa regolarità, è necessario stabilire un modo per tener conto della possibile diversità di larghezze delle travi passanti. Al riguardo, per i casi in cui in una direzione siano presenti travi a differente larghezza, il programma prevede le tre opzioni:

• valore minimo: si fa riferimento alla larghezza minima delle due travi;
• media geometrica: si fa riferimento alla media geometrica delle larghezze delle due travi;
• media meccanica: si fa riferimento alla media meccanica, corrispondente alla media delle larghezze pesata sugli sforzi di calcolo trasmessi al nodo dalla trave.

Ai fini delle verifiche di resistenza del nodo (a compressione e a trazione diagonale), la prima opzione è sicuramente quella più gravosa ed anche quella più sfavorevolmente condizionata dalla presenza su una faccia del nodo di una trave di larghezza ridotta, ancor di più dell'assenza completa della trave. Le altre due opzioni sono meno condizionate da questi aspetti e spesso danno effetti paragonabili. Fra le due, consigliamo però l'opzione di calcolo basato sulla media meccanica, che è più significativa sotto l'aspetto fisico: corrisponde infatti a pesare le larghezze con gli sforzi orizzontali di calcolo trasmessi dalla trave al nodo, facendo così prevalere la larghezza della trave che maggiormente sollecita il nodo stesso.

Esclusione nodi confinati in classe di duttilità bassa o nulla

Le Ntc18 dispongono (§7.4.1) che per le strutture dissipative, in classe di duttilità alta o bassa (CD A e B), vengano effettuate le verifiche di resistenza dei nodi a trazIone e a compressione diagonale. Allo stesso punto si dispone inoltre che per le strutture non dissipative la verifica dei nodi venga eseguita come per le strutture in classe B. Nella Circolare esplicativa n.7 del 19 gennaio 2019 si precisa però che le verifiche di resistenza non si applicano ai nodi confinati delle strutture in classe di duttilità bassa e in nessun nodo di quelle non dissipative. 

La casella in esame consente di recepire le disposizioni della Circolare esplicativa:

• selezionando la casella (impostazione predefinita) si recepiscono le precisazioni della Circolare e si limita la verifica dei nodi ai soli nodi non confinati, nel caso l'edificio sia in classe di duttilità bassa o nulla;
• deselezionando la casella non si sfruttano le precisazioni della Circolare e si estende la verifica dei nodi a tutti i nodi (confinati e non confinati), nel caso l'edificio sia in classe di duttilità bassa o nulla.

Ricordiamo che nella norma precedente Ntc08 le verifiche di resistenza dei nodi erano richieste solo per edifici in classe A.

Limitazione della domanda di verifica della resistenza dei nodi per la capacità degli elementi duttili

Nei casi di verifica di edifici esistenti mediante l'analisi dinamica modale con fattore q, le norme (§C8.7.2.2/Ntc18, § 2.2.1 (4)P Ec8/Parte 3) dispongono che le verifiche vengano eseguite in termini di resistenza, sia per meccanismi duttili, sia per meccanismi fragili, valutando per questi ultimi la domanda con un fattore di comportamento ridotto, pari a q = 1.5, ma con la possibilità di limitare la domanda in funzione della capacità degli elementi duttili che trasmettono la sollecitazione al meccanismo fragile. 

I nodi rientrano tipicamente nel novero dei meccanismi fragili, in quanto in risposta agli sforzi orizzontali trasmessi dal pilastro superiore e dall'inflessione delle travi contrapposte si attivano dei meccanismi di resistenza essenzialmente fragili che chiamano in causa le componenti diagonali di resistenza a compressione e a trazione.

Schema di trasmissione degli sforzi dalle travi al nodo in una direzione d'inflessione

Gli sforzi orizzontali agenti nei nodi per la combinazione Slv vengono in prima battuta determinati dal calcolo sismico, in funzione del fattore di comportamento definito per la verifica dei meccanismi fragili, quindi tipicamente per un valore di q ≤ 1.5 che presumibilmente porta a livelli di sforzo molto impegnativi. Con l'attivazione dell'effetto si ha la possibilità di mitigare la severità di questa posizione limitando superiormente gli sforzi agenti con i valori limite corrispondenti alla condizione di massima capacità degli elementi duttili che li trasmettono, ovvero alla capacità flessionale delle travi poste nelle direzioni H e B del pilastro. In questo caso gli sforzi massimi trasmessi dalle travi nel nodo sono direttamente esprimibili in termini di sforzi di snervamento dei ferri passanti e sono valutabili come prodotto fra l'area di ferro e la tensione di snervamento che, per assicurare una opportuna sovraresistenza al meccanismo fragile, viene assunta pari alla resistenza media di snervamento del ferro moltiplicata per il corrispondente fattore di confidenza (§C8.7.2.2 punto b).

L'impostazione predefinita dell'opzione è quella corrispondente all'attivazione dell'effetto, ovvero alla casella spuntata, che permetterà di ottenere effetti a favore di verifica, apprezzabili soprattutto nei casi di azioni sismiche impegnative.