4 Durabilità delle strutture 3.a parte

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1 4 Durabilità delle strutture 3.a parte Illustrazione del metodo di calcolo del copriferro secondo EC2 La sequenza delle elaborazioni da eseguire per ottenere i valori di cmin è indicato nel seguente prospetto suddiviso in 9 sezioni: Tab Copriferri calcolati con EC2 Sez. / n Caratteristica Riferimento Norma NTC Valore U.M. 1 Classe del calcestruzzo 1 Classe di esposizione EC2 Prospetto Calcestruzzo previsto NTC Tab. 4.1.I N/mm 2 3 Classe calcestruzzo indicativa EC2 Prospetto E.1N N/mm 2 4 Classe calcestruzzo applicata min {1-3} N/mm 2 2 Classe strutturale 1 Classe Strutturale base S EC Prospetto 4.3N 2 Vita utile di progetto NTC Tab. 2.4.I anni 3 Classe di resistenza 30/37? 4 Elemento di forma simile a una soletta? 5 Assicurato controllo di qualità calcestruzzo? 6 Classe strutturale effettiva EC Nota 3 Copriferro minimo per garantire la durabilità 1 ci min,dur EC2 (4.2) - Prospetto 4.4N mm 2 dur,y EC2 (4.2) (7) mm 3 dur,st EC2 (4.2) (8) mm 4 dur,add EC2 (4.2) (9) mm 5 ci min,dur + dur,y + dur,st + dur,add EC2 (4.2) mm 4 Copriferro del traliccio 1 traliccio cmin,b,tral EC2 (4.2) mm 2 cmin,tral = max {cmin,b,tral;cmin,dur+ dur,st + dur,y + dur,add ;10} EC2 (4.2) mm 5 Calcolo del copriferro dell armatura longitudinale 1 max,al cmin,b,al EC2 (4.2) mm 2 cmin,al= max {cmin,b,al; cmin,dur+ dur,st + dur,y + dur,add ;10} EC2 (4.2) mm 6 Calcolo della tolleranza (scostamento) cdev, 1 cdev, standard EC2 (4.1) (1)-Nota mm 2 Realizzazione sottoposta a sistema qualità EC (2)-Nota mm 3 Realizzazione con criteri di misurazione rigorosa EC (2)-Nota mm 4 cdev = min {6.1,6.2,6.3} EC mm 7 Determinazione del copriferro per garantire REI 1 REI 60 (riferito al baricentro dell armatura) 2 cmin,rei Copriferro minimo REI 60 - staffe/2 DM Tab. D.6.1 mm 8 Determinazione del copriferro nominale, cnom 1 cnom = max { cmin,tra, cmin,alf, Cmin,REI } + cdev EC2 (4.1) mm 9 Copriferro di progetto 1. DM Tab. D.6.1 mm Sez. 1: è già stata analizzata in precedenza. Sez. 2: determina la classe strutturale. 2.1 La classe strutturale base è sempre Deve essere definita la vita utile, nominale, di progetto secondo le indicazioni del NTC : pag. 1 / 8

2 2.4.1 VITA NOMINALE La vita nominale di un opera strutturale VN è intesa come il numero di anni nel quale la struttura, purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve potere essere usata per lo scopo al quale è destinata. La vita nominale dei diversi tipi di opere è quella riportata nella Tab. 2.4.I del NTC e deve essere precisata nei documenti di progetto. NTC - Tabella 2.4.I Vita nominale VN per diversi tipi di opere TIPI DI COSTRUZIONE Vita Nominale VN (in anni) 1 Opere provvisorie Opere provvisionali - Strutture in fase costruttiva 10 2 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute o di importanza normale 50 3 Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica 100 Nota: La riga evidenziata mostra la tipologia delle strutture in cui mediamente si opera 2.3 Righe 3/4/5 vengono desunte dal Prospetto 4.3N di EC2: EC2 - prospetto 4.3N Classificazione strutturale raccomandata Classe strutturale Criterio Classe di esposizione secondo il prospetto 4.1 Vita utile di progetto di 100 anni Classe di resistenza Elemento di forma simile a una soletta (posizione delle armature non influenzate dal processo costruttivo E assicurato un controllo di qualità speciale della produzione di calcestruzzo X0 XC1 XC2/XC3 XC4 XD1 XD2 / XS1 XD3/XS2/XS3 Aumentare di Aumentare di Aumentare di Aumentare di Aumentare di Aumentare di Aumentare di 2 classi 2 classi i 2 classi 2 classi 2 classi 2 classi 2 classi C30/37 C30/37 C35/45 40/50 C40/50 C30/37 C45/55 Ridurre di Ridurre di 2.4 la classe strutturale effettiva si ottiene dalla somma algebrica delle righe 1;2;3;4;5 Sez. 3: calcolo del copriferro minimo atto a garantire la durabilità: cmin,dur + dur,y + dur,y + dur,add 3.1: Nota la classe strutturale effettiva della struttura si determina cmin,dur attraverso il prospetto 4.4N di EC2: EC2 - Prospetto 4.4N - Valori di copriferro minimo cmin,dur, requisiti con riferimento alla durabilità per acciai da armatura ordinaria, in accordo con EN Requisito ambientale per cmin,dur (mm) Classe strutturale Classe di esposizione secondo il prospetto 4.1 X0 XC1 XC2/XC3 XC4 XD1/XS1 XD2/XS2 XD3/XS3 S S S S S S Righe : i valori da sommare a cmin,dur sono così determinati, EC (6)-(7)-(8) (6) Si raccomanda che il copriferro sia aumentato di un margine di sicurezza aggiuntivo cdur,γ. Nota: Il valore di cdur,γ da adottare in uno Stato può essere reperito nella sua appendice nazionale. Il valore raccomandato è 0 mm. (7) Nel caso si utilizzi acciaio inossidabile o siano presenti misure particolari, il copriferro minimo può essere ridotto di cdur,st. In tali situazioni si raccomanda di considerare gli effetti sulle proprietà rilevanti del materiale, ivi inclusa l aderenza. Nota: Il valore di cdur,st da adottare in uno Stato può essere reperito nella sua appendice nazionale. Il valore raccomandato è 0 mm. (8) Per calcestruzzo con protezioni aggiuntive (per esempio rivestimento) il copriferro può essere ridotto di cdur,add. pag. 2 / 8

3 Nota: il valore di cdur,add da adottare in uno Stato può essere reperito nella sua appendice nazionale. Il valore raccomandato è 0 mm. Sez. 4: Calcolo del copriferro minimo del traliccio 4.1 diametro del traliccio, in mm. 4.2 calcolo del copriferro nominale del traliccio con la relazione: cmin,tral = min {cmin,b,tral; cmin,dur + dur,y + dur,y + dur,add ;10} (10= valore minimo del copriferro) Sez. 5: Calcolo del copriferro minimo dell armatura longitudinale 5.1 diametro dell armatura longitudinale, in mm. 5.2 Calcolo dell armatura longitudinale con la relazione: cmin,al = min {cmin,b,al; cmin,dur + dur,y + dur,y + dur,add ;10} (10= valore minimo del copriferro) Sez. 6: Calcolo della tolleranza, cdev, per la determinazione del copriferro nominale cnom 6.1 Le modalità sono indicate nel cap di EC2: EC Margine di progetto per gli scostamenti (1)P Nel calcolo del copriferro nominale, cnom, si deve aumentare il copriferro minimo per tener conto degli scostamenti ( cdev). Il copriferro minimo richiesto deve essere aumentato del valore assoluto dello scostamento negativo accettato. Nota: Il valore di cdev da adottare in uno Stato può essere reperito nella sua appendice nazionale. Il valore raccomandato è 10 mm. Per gli edifici, la ENV fornisce i valori ammissibili degli scostamenti. Questi valori sono generalmente sufficienti anche per altre tipologie di strutture. Si raccomanda che essi siano considerati al momento della scelta del valore di progetto del copriferro nominale. Si raccomanda che il valore di progetto del copriferro nominale sia utilizzato nei calcoli e specificato sui disegni, a meno che non sia specificato un valore diverso (per esempio valore minimo). (3) In alcune situazioni, lo scostamento accettato e quindi il valore ammesso, cdev, possono essere ridotti. Nota: La riduzione di cdev da adottare in uno Stato in tali circostanze può essere reperita nella sua appendice nazionale. I valori raccomandati sono: - se l esecuzione è sottoposta ad un sistema di assicurazione della qualità, nel quale siano incluse le misure dei copriferri, lo scostamento ammesso nel progetto, cdev, può essere ridotto a: 10 mm cdev 5 mm (4.3N) - se si può assicurare che sia utilizzato un dispositivo di misurazione molto accurato per il monitoraggio e che gli elementi non conformi siano respinti (per esempio elementi prefabbricati), lo scostamento ammesso cdev può essere ridotto a: 10 mm cdev 0 mm (4.4N) (4) Per calcestruzzo messo in opera a contatto con superfici irregolari, si raccomanda che il copriferro minimo sia generalmente aumentato per tener conto dei maggiori scostamenti nel progetto. Si raccomanda che tale aumento sia in relazione con la differenza provocata dalle irregolarità e il copriferro minimo sia almeno pari a k1 mm per calcestruzzo messo in opera contro terreni trattati (incluso calcestruzzo di spianatura) e k2 mm per calcestruzzo messo in opera direttamente contro il terreno. Si raccomanda di aumentare il copriferro anche nei casi in cui siano presenti irregolarità superficiali, quali per esempio finiture striate o aggregati a vista, in modo da tener conto dell irregolarità superficiale [vedere punto (11)]. Nota: I valori di k1 e k2 da adottare in uno Stato possono essere reperiti nella sua appendice nazionale. I valori raccomandati sono rispettivamente 40 mm e 75 mm. pag. 3 / 8

4 Sez. 7: Determinazione del copriferro per garantire REI Fatte salvo le attività per cui esiste una richiesta di prestazione REI, i Decreti del 2007 ed in particolare l Allegato al D.M per le abitazioni civili fissano comunque un requisito minimo REI ed in particolare: pag. 4 / 8

5 3.Richieste di prestazione a) Le prestazioni da richiedere ad una costruzione, in funzione degli obiettivi di sicurezza, sono individuate nei seguenti livelli: Livello II Livello II Livello III Livello IV Livello V Nessun requisito specifico di resistenza al fuoco dove le conseguenze della perdita dei requisiti stessi siano accettabili o dove il rischio di incendio sia trascurabile Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo sufficiente all evacuazione degli occupanti in luogo sicuro all esterno della costruzione Mantenimento dei requisiti di resistenza al fuoco per un periodo congruo con la gestione dell emergenza. 3.2 Livello II di prestazione 1. Il livello II di prestazione può ritenersi adeguato alle costruzioni fino a due piani fuori terra ed un piano interrato, isolate eventualmente adiacenti ad altre purché strutturalmente e funzionalmente separate destinate ad un unica attività non aperta al pubblico e ai relativi impianti tecnologici di servizio e depositi, ove si verificano tutte le seguenti condizioni: a) le dimensioni della costruzione siano tali da garantire l esodo in sicurezza degli occupanti; b) gli eventuali crolli totali o parziali della costruzione non arrechino danno ad altre costruzioni; c) gli eventuali crolli totali o parziali della costruzione non compromettano l efficacia degli elementi di compartimentazione e di impianti di protezione attiva che proteggono altre costruzioni; d) il massimo affollamento complessivo della costruzione non superi 100 persone e la densità di affollamento media non sia superiore a 0.2 pers/m 2 ; e) la costruzione non sia adibita ad attività che prevedono posti letto; f) la costruzione non sia adibita ad attività specificatamente destinate a malati, anziani, bambini o a persone con ridotte o impedite capacità motorie, sensoriali o cognitive. 2. Le classi di resistenza al fuoco necessarie per garantire il livello II di prestazione sono le seguenti, indipendentemente dal valore assunto dal carico di incendio specifico di progetto: 30 Per costruzioni ad un piano fuori terra, senza interrati 60 Per costruzioni fino a due piani fuori terra e un piano interrato 3. Sono consentite classi inferiori a quelle precedentemente indicate se compatibili con il livello III di prestazione Dalla lettura dell allegato è evidente che, fatte salvo specifiche del Progettista generale dell opera, che i solai di una civile abitazione devono avere cautelativamente caratteristica di prestazione pari a REI 60; l impiego del metodo analitico, che lascia libera la definizione del copriferro, ma che di fatto la tensione massima nell acciaio, deve essere esplicitato negli elaborati di progetto. I copriferri per solette piene e solai alleggeriti, nonché gli spessori minimi dei solai sono definiti dalla Tabella D.5.1 dell Allegato A del D.M : Classe Solette piene con armatura monodirezionale H=80/a=10 120/20 120/30 160/40 200/55 240/65 Solai misti di lamiera di acciaio con riempimento di cls ( 1 ) H=80/a=10 120/20 120/30 160/40 200/55 240/65 Solai a travetti con alleggerimento ( 2 ) H=160/a=15 200/30 240/35 240/45 300/60 300/75 Solai a lastra con alleggerimento ( 3 ) H=160/a=18 200/30 240/35 240/45 300/60 300/75 I valori di a devono essere non inferiori ai minimi di regolamento per le opere di c.a. e c.a.p. In caso di armatura pretesa aumentare i valore di 15 mm. In presenza di intonaco i valori di H e a ne devono tener conto nella seguente maniera: 10 mm. di intonaco normale (definizione in D.4.1.(sabbia e cemento, sabbia cemento e calce, sabbia calce e gesso e simili caratterizzati da una massa volumica compresa tra 1000 e 1400 kg/m 3 ) equivale a 10 mm di calcestruzzo; 10 mm di intonaco protettivo antincendio, definizione in D.4.1 (Intonaco tipo gesso, vermiculite o argilla espansa e cemento o gesso, perlite e gesso e simili caratterizzati da una massa volumica compresa tra 600 e 1000 kg/m 3 ) equivale a 20 mm di calcestruzzo. Per ricoprimenti di calcestruzzo superiori a 50 mm prevedere una armatura diffusa aggiuntiva che assicuri la stabilità del ricoprimento ( 1 ) In caso di lamiera grecata H rappresenta lo spessore medio della soletta. Il valore di a non comprende lo spessore della lamiera. La lamiera ha unicamente funzione di cassero. In caso contrario la lamiera va protetta secondo quanto indicato in D.7.1 ( 2 ) Deve essere sempre presente uno strato di intonaco normale di spessore non inferiore a 20 mm ovvero uno strato di intonaco isolante non inferiore a 10 mm ( 3 ) In caso di alleggerimento in polistirene o materiali affini prevedere opportuni sfoghi delle sovrappressioni. H = spessore della soletta espressa in cm. a = distanza dalla superficie del solaio investita dall incendio al baricentro dell armatura espressa in cm. pag. 5 / 8

6 Sez. 8: Calcolo il copriferro nominale Sez. 9: Correzione del copriferro nominale per accorgimenti di progetto adottati Esempio di calcolo Si riporta il calcolo passo-passo per la determinazione del copriferro nominale di un solaio a travetti. Tab Esempio di calcolo del copriferro di un solaio a travetti con EC2 Sez. / n Caratteristica Riferimento Norma NTC Valore U.M. 1 Classe del calcestruzzo 1 Classe di esposizione EC2 Prospetto 4.1 XC1 2 Calcestruzzo previsto NTC Tab. 4.1.I C25/30 N/mm 2 3 Classe calcestruzzo indicativa EC2 Prospetto E.1N 20/25 N/mm 2 4 Classe calcestruzzo applicata min {1-3} 25/30 N/mm 2 2 Classe strutturale 1 Classe Strutturale base S EC Prospetto 4.3N 4 2 Vita utile di progetto NTC Tab. 2.4.I anni 3 Classe di resistenza 30/37? No +0 4 Elemento di forma simile a una soletta? No +0 5 Assicurato controllo di qualità calcestruzzo? Si -1 6 Classe strutturale effettiva EC Nota S3 3 Copriferro minimo per garantire la durabilità 1 Ci min,dur EC2 (4.2) - Prospetto 4.4N 10 mm 2 dur,y EC2 (4.2) (7) 0 mm 3 dur,st EC2 (4.2) (8) 0 mm 4 dur,add EC2 (4.2) (9) 0 mm 5 Ci min,dur + dur,y + dur,st + dur,add EC2 (4.2) 10 mm 4 Copriferro del traliccio 1 traliccio = 5 cmin,b,tral EC2 (4.2) 16 mm 2 cmin,tral=max{cmin,b,tral;cmin,dur+ dur,st + dur,y + dur,add ;10} cmin,tral = max {5; 10;10} = 10 EC2 (4.2) 11 mm 5 Calcolo del copriferro dell armatura longitudinale 1 max,al 16 mm; cmin,b, al EC2 (4.2) 16 mm 2 cmin,al= max {cmin,b,al; cmin,dur+ dur,st + dur,y + dur,add ;10} cmin,al = max {16; 10;10} - traliccio = 16-5 EC2 (4.2) 11 mm 6 Calcolo della tolleranza (scostamento) cdev, 1 cdev, standard EC2 (4.1) (1)-Nota 10 mm 2 Realizzazione sottoposta a sistema qualità EC (2)-Nota 5 mm 3 Realizzazione con criteri di misurazione rigorosa EC (2)-Nota 5 mm 4 cdev = min {6.1,6.2,6.3} cdev = min {10,5,5} = 5 EC mm 7 Determinazione del copriferro per garantire REI 1 REI 60 (riferito al baricentro dell armatura) 30 2 Cmin,REI Copriferro minimo REI 60 - staffe/2 DM Tab. D mm 8 Determinazione del copriferro nominale, cnom 1 max { cmin,tra, cmin,alf, Cmin,REI } + cdev max { 15, 15, 27.5} + 5= EC2 (4.1) 32.5 mm 9 Copriferro di progetto 1 Prevedendo uno strato di intonaco normale S=20 mm: cnom = DM Tab. D mm pag. 6 / 8

7 Copriferri calcolati secondo le Istruzioni - Circolare 2 febbraio 2009, n 617 Si riporta il seguente articolo delle istruzioni: C Copriferro e interferro Con riferimento al delle NTC, al fine della protezione delle armature dalla corrosione il valore minimo dello strato di ricoprimento di calcestruzzo (copriferro) deve rispettare quanto indicato in Tabella C4.1.IV, nella quale sono distinte le tre condizioni ambientali di Tabella 4.1.IV delle NTC. I valori sono espressi in mm e sono distinti in funzione dell armatura, o cavi aderenti da c.a.p. (fili, trecce e trefoli), e del tipo di elemento, a piastra (solette, pareti, ) o monodimensionale (travi, pilastri, ). A tali valori di tabella vanno aggiunte le tolleranze di posa, pari a 10 mm o minore, secondo indicazioni di norme di comprovata validità. I valori della Tabella C4.1.IV si riferiscono a costruzioni con vita nominale di 50 anni (Tipo 2 secondo la Tabella 2.4.I delle NTC). Per costruzioni con vita nominale di 100 anni (Tipo 3 secondo la citata Tabella 2.4.I) i valori della Tabella C4.1.IV vanno aumentati di 10 mm. Per classi di resistenza inferiori a Cmin i valori della tabella sono da aumentare di 5 mm. Per produzioni di elementi sottoposte a controllo di qualità che preveda anche la verifica dei copriferri, i valori della tabella possono essere ridotti di 5 mm. Per acciai inossidabili o in caso di adozione di altre misure protettive contro la corrosione e verso i vani interni chiusi di solai alleggeriti (alveolari, predalles, ecc.), i copriferri potranno essere ridotti in base a documentazioni di comprovata validità. Tabella C4.1.IV Copriferri minimi in mm (Vita nominale di Vn= 50 anni) altri elementi cavi da c.a.p. cavi da c.a.p. altri elementi Cmin Co ambiente C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C25/30 C35/45 ordinario C28/35 C40/50 aggressivo C35/45 C45/55 molto ag Dalla tabella C.4.1.IV, sulla base delle indicazioni fornite per VN = 100 anni e per produzioni sottoposte a controllo di qualità si ottengono i seguenti valori: Tabella C4.1.IV Copriferri minimi in mm (Vita nominale di 100 anni: cvn= mm) altri elementi cavi da c.a.p. cavi da c.a.p. altri elementi Cmin Co Ambiente C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C25/30 C35/45 Ordinario C28/35 C40/50 Aggressivo C35/45 C45/55 molto ag Tabella C4.1.IV Copriferri minimi in mm (Vita nominale di Vn = 50 anni Produzioni soggette a controllo di qualità) altri elementi cavi da altri elementi cavi da c.a.p. c.a.p. Cmin Co Ambiente C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C25/30 C35/45 Ordinario C28/35 C40/50 Aggressivo C35/45 C45/55 molto ag Tabella C4.1.IV Copriferri minimi in mm (Vita nominale di 100 anni: cvn= mm Produzioni soggette a controllo di qualità) altri elementi cavi da altri elementi cavi da c.a.p. c.a.p. Cmin Co Ambiente C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C Co Cmin C<Co C25/30 C35/45 Ordinario C28/35 C40/50 Aggressivo C35/45 C45/55 molto ag pag. 7 / 8

8 Si riportano infine le prescrizioni relative ai solai tratte dalla Circolare n 617: C4.1.9 NORME ULTERIORI PER I SOLAI. C Caratteristiche fisico-meccaniche Nei solai in cui l armatura è collocata entro scanalature, qualunque superficie metallica deve essere contornata in ogni direzione da un adeguato spessore di malta cementizia. Al fine di garantire un efficace inserimento dell armatura nelle scanalature, detta armatura non dovrà avere diametro superiore a 12 mm. 4.2 Riferimenti bibliografici - Progettazione di strutture in calcestruzzo armato (Progetto Ulisse Edizione Pubblicemento) - Internet - DM Circolare n EC2 pag. 8 / 8