Normative antisismiche: tutte le novità per l’edilizia e la progettazione

A cura dell’ing. Lucio Fattori

Il recente aggiornamento delle norme tecniche per le costruzioni stabilisce alcune novità nei criteri per la costruzione di strutture capaci di resistere ad eventi sismici.
La costruzione di edifici antisismici e l’intervento sugli edifici esistenti sono necessità non più procrastinabili in un Paese come il nostro in cui ogni giorno si registrano eventi sismici.
In questo articolo esaminiamo in particolare le novità che interessano vasche, serbatoi ed elementi non strutturali ed impiantistici. Novità di particolare interesse per quanto riguarda il settore industriale e produttivo e il processo di certificazione delle strutture in acciaio.

I principali aspetti della progettazione antisismica

La versione aggiornata delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018) ha visto la luce come Decreto Ministeriale del 17 gennaio 2018.
A distanza di 10 anni dalle precedenti (DM 14/01/2008) le nuove Norme Tecniche hanno corretto alcuni punti e limitazioni delle precedenti edizioni e riconfermato l’impianto progettuale e di verifica previsto dagli Eurocodici.
L’11 febbraio 2019 è stata inoltre pubblicata la Circolare del Ministero delle Infrastrutture e dei trasporti 21 gennaio 2019, n. 7 nota anche tra gli addetti ai lavori come Circolare esplicativa.
Inoltre, sempre nel 2018, sono state pubblicate le nuove UNI EN 1090-2:2018 Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio – Parte 2: Requisiti tecnici per strutture di acciaio.

Le nuove norme tecniche nel complesso hanno apportato alcune modifiche per quanto riguarda gli edifici nuovi; sono più dettagliate e innovative nella definizione degli interventi sugli edifici esistenti.
Le NTC2018, come le precedenti del resto, si applicano alla progettazione di tutti gli edifici e alle strutture di qualsiasi natura.
Andiamo ad analizzare brevemente alcuni punti di particolare interesse e di novità del nuovo testo normativo.

Cancellate le tensioni ammissibili, solo stati limite

Non è più possibile utilizzare le tensioni ammissibili, nemmeno per gli edifici in zona sismica 4. L’appartenenza alla zona sismica 4 permetteva in passato di progettare secondo il metodo alle tensioni ammissibili; metodo ormai riconosciuto da decenni a livello internazionale come non idoneo per descrivere le prestazioni di un’opera.
Con la cancellazione del vecchio par. 2.7 sparisce ogni riferimento alla zona sismica 4 e alle tensioni ammissibili.
Il par. 2.1 definisce stato limite “una condizione superata la quale l’opera non soddisfa più le esigenze elencate nelle presenti norme”.
Sono previsti Stati Limite Ultimi (SLU) per garantire la salvaguardia della sicurezza degli occupanti della struttura e del collasso della struttura; mentre gli Stati Limite di Esercizio (SLE) sono quelli che garantiscono l’impiego efficiente dell’opera.

Stati Limite di Esercizio di particolare interesse

Si segnalano alcuni Stati Limite di Esercizio di particolare interesse che è importante prendere in considerazione:

• spostamenti e deformazioni che possano limitare l’uso della costruzione, la sua efficienza e il suo aspetto; anche con riferimento all’efficienza e al danneggiamento ad elementi impiantistici e non strutturali;
• spostamenti e deformazioni che possano compromettere l’efficienza e l’aspetto di elementi non strutturali, impianti, macchinari;
• corrosione e/o degrado dei materiali in funzione del tempo e dell’ambiente di esposizione che possano compromettere la durabilità; per esempio corrosione per strutture in vicinanza del mare, silos o altri ambienti aggressivi.

I parametri minimi da soddisfare per gli SLU, e in parte anche per gli SLE, sono previsti dalla normativa; il committente può, per proprie esigenze, imporre condizioni migliorative al progettista strutturale.

Obbligo di valutare le azioni sismiche per vasche e serbatoi

Le nuove NTC2018, così come le precedenti NTC2008, prevedono (par. 7.11.6.1) che “in presenza di acqua libera contro la parete esterna dell’opera, si deve tenere conto dell’effetto idrodinamico indotto dal sisma, valutando le escursioni (positiva e negativa) della pressione dell’acqua rispetto a quella idrostatica”.
Non è più quindi prescindibile lo svolgimento di verifiche sismiche anche per pareti e fondazioni di vasche antincendio, bacini e serbatoi.
Potrebbe sembrare che alcune norme regionali prevedano qualche deroga a queste verifiche. E’ invece importante ricordare che il fatto che non venga richiesta di depositare una relazione di calcolo e verifica non significa che la verifica non debba essere comunque eseguita.
In tema di costruzioni, infatti, lo Stato ha supremazia legislativa rispetto alle Regioni; a queste è delegato solo di regolamentare i metodi di deposito ed esame delle pratiche sismiche e null’altro.
Per la modellazione delle azioni sismiche derivanti dalle spinte da liquidi e l’azione sulle costruzioni è possibile agli Eurocodici, come previsto dal par. 1.1:
Circa le indicazioni applicative per l’ottenimento delle prescritte prestazioni, per quanto non espressamente specificato nel presente documento, ci si può riferire a normative di comprovata validità e ad altri documenti tecnici elencati nel Cap. 12. In particolare quelle fornite dagli Eurocodici con le relative Appendici Nazionali costituiscono indicazioni di comprovata validità e forniscono il sistematico supporto applicativo delle presenti norme.

Elementi non strutturali ed impiantistici

Il tema degli elementi non strutturali ed impiantistici è sempre di particolare interesse per chi si occupa di valutazioni della sicurezza di aziende, luoghi di lavoro, magazzini e simili.

In primo luogo perché l’elemento non strutturale (una scaffalatura, una tubazione o un macchinario) potrebbe, in caso di terremoto, collassare provocando danni agli occupanti e impedendo o rendendo difficoltosa l’evacuazione.
In secondo luogo perché la continuità aziendale è sempre più un’esigenza, e il datore di lavoro vorrebbe che dopo il sisma l’azienda ridiventasse subito agibile (elementi strutturali) ed operativa (elementi non strutturali).

NTC2018 – 7.2.3 ELEMENTI COSTRUTTIVI NON STRUTTURALI

Per elementi costruttivi non strutturali s’intendono quelli con rigidezza, resistenza e massa tali da influenzare in maniera significativa la risposta strutturale e quelli che, pur non influenzando la risposta strutturale, sono ugualmente significativi ai fini della sicurezza e/o dell’incolumità delle persone. …

Quando l’elemento non strutturale è costruito in cantiere, è compito del progettista della struttura individuare la domanda e progettarne la capacità in accordo a formulazioni di comprovata validità ed è compito del direttore dei lavori verificarne la corretta esecuzione; quando invece l’elemento non strutturale è assemblato in cantiere, è compito del progettista della struttura individuare la domanda, è compito del fornitore e/o dell’installatore fornire elementi e sistemi di collegamento di capacità adeguata ed è compito del direttore dei lavori verificarne il corretto assemblaggio.

Parlando quindi di elementi costruttivi non strutturali troviamo 2 criteri che fanno rientrare o meno dei manufatti in questa particolare categoria soggetta a verifica:

• per rigidezza, resistenza e massa influenzano in modo significativo la risposta strutturale;
• possono compromettere la sicurezza e incolumità delle persone.

In entrambi i casi la catena delle responsabilità coinvolge progettista/fornitore/installatore/direttore lavori.
Le NTC2018 mettono il fornitore/installatore al centro perché in effetti spesso le scelte operate autonomamente da questi soggetti (che modificano d’accordo con il committente i parametri di fornitura) avvengono all’insaputa del progettista strutturale che ha, a monte, eseguito le verifiche del caso.

Parlando di impianti le NTC2018 proseguono:

NTC2018 – 7.2.4. CRITERI DI PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI

Il presente paragrafo fornisce indicazioni utili per la progettazione e l’installazione antisismica degli impianti, intesi come insieme di: impianto vero e proprio, dispositivi di alimentazione dell’impianto, collegamenti tra gli impianti e la struttura principale. A meno di contrarie indicazioni della legislazione nazionale di riferimento, della progettazione antisismica degli impianti è responsabile il produttore, della progettazione antisismica degli elementi di alimentazione e collegamento è responsabile l’installatore, della progettazione antisismica degli orizzontamenti, delle tamponature e dei tramezzi a cui si ancorano gli impianti è responsabile il progettista strutturale.

Nella progettazione di impianti andranno quindi, obbligatoriamente, prese in considerazione le azioni sismiche. Ovviamente se il macchinario è progettato all’estero dovranno essere tenute presenti dal fabbricante le prescrizioni tecniche della norma italiana. Attenzione poi che l’installatore rispetti le prescrizioni del fabbricante sulla tipologia di fissaggi e collegamenti. Il tutto dopo che il progettista strutturale abbia previsto il carico derivante dall’impianto stesso.

La capacità dei diversi elementi funzionali costituenti l’impianto, compresi gli elementi strutturali che li sostengono e collegano, tra loro e alla struttura principale, deve essere maggiore della domanda sismica corrispondente a ciascuno degli stati limite da considerare (v. § 7.3.6). È compito del progettista della struttura individuare la domanda, mentre è compito del fornitore e/o dell’installatore fornire impianti e sistemi di collegamento di capacità adeguata.

Non ricadono nelle prescrizioni successive e richiedono uno specifico studio gli impianti che eccedano il 30% del carico permanente totale del campo di solaio su cui sono collocati o del pannello di tamponatura o di tramezzatura a cui sono appesi o il 10% del carico permanente totale dell’intera struttura.

Continua la norma indicando che impianti particolarmente pesanti devono essere oggetto di studio specifico mentre per impianti più piccoli sono previste prescrizioni generali e semplificate.

Conclude poi il paragrafo 7.2.4 delle NTC2018:

Deve essere limitato il rischio di fuoriuscite incontrollate di gas o fluidi, particolarmente in prossimità di utenze elettriche e materiali infiammabili, anche mediante l’utilizzo di dispositivi d’interruzione automatica della distribuzione. I tubi per la fornitura di gas o fluidi, al passaggio dal terreno alla costruzione, devono essere progettati per sopportare senza rotture i massimi spostamenti relativi costruzione-terreno dovuti all’azione sismica corrispondente a ciascuno degli stati limite considerati (v. § 7.3.6)

Le NTC2018 in questo paragrafo modificano leggermente le NTC2008. Sparisce il riferimento a “dispositivi di interruzione automatica del flusso” e inoltre viene aggiunto che la verifica va eseguita per tutti gli stati limite considerati.

In conclusione possiamo osservare come l’aspetto della sicurezza degli occupanti, soprattutto dei lavoratori se parliamo di siti industriali, in caso di sisma passi anche dalla valutazione degli impianti e degli elementi non strutturali.
Le NTC2018 forniscono elementi utili per questa valutazione che, a parere di chi scrive, potrebbe essere in prima battuta focalizzata sugli elementi non strutturali e impiantistici “significativi ai fini della sicurezza e/o dell’incolumità delle persone”.

Collegamento diretto tra NCT2018 e EN 1090 per strutture in acciaio

Il par. 4.2. Costruzioni di acciaio prescrive che le NTC2018 definiscono i principi e le regole generali per soddisfare i requisiti di sicurezza delle costruzioni con struttura di acciaio. Quindi per quanto riguarda le azioni di progetto si dovrà fare riferimento alle NTC.

Per quanto concerne invece i requisiti per l’esecuzione di strutture di acciaio, al fine di assicurare un adeguato livello di resistenza meccanica e stabilità, di efficienza e di durata, vengono esplicitamente richiamate le norme UNI EN 1090-2, “Esecuzione di strutture di acciaio e di alluminio – Parte 2: Requisiti tecnici per strutture di acciaio”.
Sebbene le NTC2018 facciano riferimento alla precedente versione del 2011 della norma UNI EN 1090-2, appare scontato che troveranno ora applicazione le prescrizioni previste dall’ultima edizione del 2018.

Per l’accettazione in cantiere di manufatti metallici (pannelli, rinforzi o elementi di altro tipo) con valenza strutturale, sarà obbligatorio verificare la presenza della marcatura CE degli elementi.

Conclusioni

La pubblicazione delle NTC2018 sarà accompagnata, a livello nazionale, della progressiva entrata in vigore delle varie normative regionali sui depositi delle strutture in zona sismica e dall’aggiornamento delle mappe di pericolosità sismica del territorio.

La verifica della completezza e della correttezza della progettazione dell’opera viene eseguita dalle Regioni per mezzo di criteri differenti, ma comunque coerenti con quanto previsto dalla norma nazionale NTC2018.