LA DURABILITA DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO E CALCESTRUZZO ARMATO NELLE N.T.C. DEL 14/01/2008

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1 LA DURABILITA DELLE STRUTTURE IN ACCIAIO E CALCESTRUZZO ARMATO NELLE N.T.C. DEL 14/01/2008

2 DECRETO MINISTERO DELLE INFRASTRUTTURE E DELL'INTERNO del 14/01/2008 NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI. PREMESSA Le presenti Norme tecniche per le costruzioni sono emesse ai sensi delle leggi , n. 1086, e , n. 64, così come riunite nel Testo Unico per l Edilizia di cui al D.P.R , n. 380, e dell art. 5 del decreto legge , n. 136, convertito in legge, con modificazioni, dall art. 1 della legge , n. 186 e ss. mm. ii.. Esse raccolgono in un unico organico testo le norme prima distribuite in diversi decreti ministeriali. 1 OGGETTO Le presenti Norme tecniche per le costruzioni definiscono i principi per il progetto, l esecuzione e il collaudo delle costruzioni, nei riguardi delle prestazioni loro richieste in termini di requisiti essenziali di resistenza meccanica e stabilità, anche in caso di incendio, e di durabilità. Esse forniscono quindi i criteri generali di sicurezza, precisano le azioni che devono essere utilizzate nel progetto, definiscono le caratteristiche dei materiali e dei prodotti e, più in generale, trattano gli aspetti attinenti alla sicurezza strutturale delle opere. 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.

3 2 SICUREZZA E PRESTAZIONI ATTESE 2.1 PRINCIPI FONDAMENTALI Le opere e le componenti strutturali devono essere progettate, eseguite, collaudate e soggette a manutenzione in modo tale da consentirne la prevista utilizzazione, in forma economicamente sostenibile e con il livello di sicurezza previsto dalle presenti norme. La sicurezza e le prestazioni di un opera o di una parte di essa devono essere valutate in relazione agli stati limite che si possono verificare durante la vita nominale. Stato limite è la condizione superata la quale l opera non soddisfa più le esigenze per le quali è stata progettata. In particolare, secondo quanto stabilito nei capitoli specifici, le opere e le varie tipologie strutturali devono possedere i seguenti requisiti: - sicurezza nei confronti di stati limite ultimi (SLU): capacità di evitare crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali o parziali, che possano compromettere l incolumità delle persone ovvero comportare la perdita di beni, ovvero provocare gravi danni ambientali e sociali, ovvero mettere fuori servizio l opera; - sicurezza nei confronti di stati limite di esercizio (SLE): capacità di garantire le prestazioni previste per le condizioni di esercizio; - robustezza nei confronti di azioni eccezionali: capacità di evitare danni sproporzionati rispetto all entità delle cause innescanti quali incendio, esplosioni, urti. Il superamento di uno stato limite ultimo ha carattere irreversibile e si definisce collasso. Il superamento di uno stato limite di esercizio può avere carattere reversibile o irreversibile. Per le opere esistenti è possibile fare riferimento a livelli di sicurezza diversi da quelli delle nuove opere ed è anche possibile considerare solo gli stati limite ultimi. Maggiori dettagli sono dati al Cap. 8. La durabilità, definita come conservazione delle caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali e delle strutture, proprietà essenziale affinché i livelli di sicurezza vengano mantenuti durante tutta la vita dell opera, deve essere garantita attraverso una opportuna scelta dei materiali e un opportuno dimensionamento delle strutture, comprese le eventuali misure di protezione e manutenzione. I prodotti ed i componenti utilizzati per le opere strutturali devono essere chiaramente identificati in termini di caratteristiche meccanico-fisico-chimiche indispensabili alla valutazione della sicurezza e dotati di idonea qualificazione, così come specificato al Cap. 11. I materiali ed i prodotti, per poter essere utilizzati nelle opere previste dalle presenti norme, devono essere sottoposti a procedure e prove sperimentali di accettazione. Le prove e le procedure di accettazione sono definite nelle parti specifiche delle presenti norme riguardanti i materiali. La fornitura di componenti, sistemi o prodotti, impiegati per fini strutturali, deve essere accompagnata da un manuale di installazione e di manutenzione da allegare alla documentazione dell opera. I componenti, sistemi e prodotti, edili od impiantistici, non facenti parte del complesso strutturale, ma che svolgono funzione statica autonoma, devono essere progettati ed installati nel rispetto dei livelli di sicurezza e delle prestazioni di seguito prescritti. Le azioni da prendere in conto devono essere assunte in accordo con quanto stabilito nei relativi capitoli delle presenti norme. In mancanza di specifiche indicazioni, si dovrà fare ricorso ad opportune indagini, eventualmente anche sperimentali, o a normative di comprovata validità.

4 2.2 STATI LIMITE STATI LIMITE DI ESERCIZIO (SLE) I principali Stati Limite di Esercizio, di cui al 2.1, sono elencati nel seguito: a) danneggiamenti locali (ad es. eccessiva fessurazione del calcestruzzo) che possano ridurre la durabilità della struttura, la sua efficienza o il suo aspetto; b) spostamenti e deformazioni che possano limitare l uso della costruzione, la sua efficienza e il suo aspetto; c) spostamenti e deformazioni che possano compromettere l efficienza e l aspetto di elementi non strutturali, impianti, macchinari; d) vibrazioni che possano compromettere l uso della costruzione; e) danni per fatica che possano compromettere la durabilità; f) corrosione e/o eccessivo degrado dei materiali in funzione dell ambiente di esposizione; Altri stati limite sono considerati in relazione alle specificità delle singole opere; in presenza di azioni sismiche, gli Stati Limite di Esercizio sono quelli precisati nel

5 4 COSTRUZIONI CIVILI E INDUSTRIALI 4.1 COSTRUZIONI DI CALCESTRUZZO Formano oggetto delle presenti norme le strutture di: - calcestruzzo armato normale (cemento armato) - calcestruzzo armato precompresso (cemento armato precompresso) - calcestruzzo a bassa percentuale di armatura o non armato, con riferimento a calcestruzzi di peso normale e con esclusione di quelle opere per le quali vige una regolamentazione apposita a carattere particolare. Al sono date inoltre le norme integrative per le strutture in calcestruzzo di inerte leggero. Ai fini della valutazione del comportamento e della resistenza delle strutture in calcestruzzo, questo viene titolato ed identificato mediante la classe di resistenza contraddistinta dai valori caratteristici delle resistenze cilindrica e cubica a compressione uniassiale, misurate rispettivamente su provini cilindrici (o prismatici) e cubici, espressa in MPa ( 11.2). Per le classi di resistenza normalizzate per calcestruzzo normale si può fare utile riferimento a quanto indicato nelle norme UNI EN 206-1:2006 e nella UNI 11104:2004. Sulla base della denominazione normalizzata vengono definite le classi di resistenza della Tab.4.1.I. I calcestruzzi delle diverse classi di resistenza trovano impiego secondo quanto riportato nella Tab. 4.1.II, fatti salvi i limiti derivanti dal rispetto della durabilità. Per classi di resistenza superiore a C70/85 si rinvia al 4.6. Per le classi di resistenza superiori a C45/55, la resistenza caratteristica e tutte le grandezze meccaniche e fisiche che hanno influenza sulla resistenza e durabilità del conglomerato devono essere accertate prima dell inizio dei lavori tramite un apposita sperimentazione preventiva e la produzione deve seguire specifiche procedure per il controllo di qualità.

6 Verifica agli stati limite di esercizio Generalità Si devono effettuare le seguenti verifiche: verifiche di deformabilità, verifiche di vibrazione, verifiche di fessurazione, verifiche delle tensioni di esercizio, verifiche a fatica per quanto riguarda eventuali danni che possano compromettere la durabilità, per le quali sono definite le regole specifiche nei punti seguenti Verifica di fessurazione Per assicurare la funzionalità e la durata delle strutture è necessario: realizzare un sufficiente ricoprimento delle armature con calcestruzzo di buona qualità e compattezza, bassa porosità e bassa permeabilità; non superare uno stato limite di fessurazione adeguato alle condizioni ambientali, alle sollecitazioni ed alla sensibilità delle armature alla corrosione; tener conto delle esigenze estetiche Definizione degli stati limite di fessurazione In ordine di severità decrescente si distinguono i seguenti stati limite: a) stato limite di decompressione nel quale, per la combinazione di azioni prescelta, la tensione normale è ovunque di compressione ed al più uguale a 0; b) stato limite di formazione delle fessure, nel quale, per la combinazione di azioni prescelta, la tensione normale di trazione nella fibra più sollecitata è: dove fctm è definito nel ; c) stato limite di apertura delle fessure, nel quale, per la combinazione di azioni prescelta, il valore limite di apertura della fessura calcolato al livello considerato è pari ad uno dei seguenti valori nominali: w1 = 0,2 mm w2 = 0,3 mm w3 = 0,4 mm Lo stato limite di fessurazione deve essere fissato in funzione delle condizioni ambientali e della sensibilità delle armature alla corrosione, come descritto nel seguito.

7 Condizioni ambientali Le condizioni ambientali, ai fini della protezione contro la corrosione delle armature metalliche, possono essere suddivise in ordinarie, aggressive e molto aggressive in relazione a quanto indicato nella Tab. 4.1.III con riferimento alle classi di esposizione definite nelle Linee Guida per il calcestruzzo strutturale emesse dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici Sensibilità delle armature alla corrosione Le armature si distinguono in due gruppi: - armature sensibili; - armature poco sensibili. Appartengono al primo gruppo gli acciai da precompresso. Appartengono al secondo gruppo gli acciai ordinari. Per gli acciai zincati e per quelli inossidabili si può tener conto della loro minor sensibilità alla corrosione Copriferro e interferro L armatura resistente deve essere protetta da un adeguato ricoprimento di calcestruzzo. Gli elementi strutturali devono essere verificati allo stato limite di fessurazione secondo il Al fine della protezione delle armature dalla corrosione, lo strato di ricoprimento di calcestruzzo (copriferro) deve essere dimensionato in funzione dell aggressività dell ambiente e della sensibilità delle armature alla corrosione, tenendo anche conto delle tolleranze di posa delle armature. Per consentire un omogeneo getto del calcestruzzo, il copriferro e l interferro delle armature devono essere rapportati alla dimensione massima degli inerti impiegati. Il copriferro e l interferro delle armature devono essere dimensionati anche con riferimento al necessario sviluppo delle tensioni di aderenza con il calcestruzzo CRITERI DI DURABILITÀ La durabilità deve assicurare il mantenimento nel tempo della geometria e delle caratteristiche dei materiali della struttura, affinché questa conservi inalterate funzionalità, aspetto estetico e resistenza. Al fine di garantire tale persistenza in fase di progetto devono essere presi in esame i dettagli costruttivi, la eventuale necessità di adottare sovraspessori, le misure protettive e deve essere definito un piano di manutenzione (ispezioni, operazioni manutentive e programma di attuazione delle stesse) DURABILITÀ In relazione alla classe di servizio della struttura e alle condizioni di carico, dovrà essere predisposto in sede progettuale un programma delle operazioni di manutenzione e di controllo da effettuarsi durante l esercizio della struttura.

8 9 COLLAUDO STATICO 9.1 PRESCRIZIONI GENERALI Il collaudo statico riguarda il giudizio sul comportamento e le prestazioni delle parti dell opera che svolgono funzione portante. Il collaudo statico, tranne casi particolari, va eseguito in corso d opera quando vengono posti in opera elementi strutturali non più ispezionabili, controllabili e collaudabili a seguito del proseguire della costruzione. Le opere non possono essere poste in esercizio prima dell effettuazione del collaudo statico. Il collaudo statico di tutte le opere di ingegneria civile regolamentate dalle presenti norme tecniche, deve comprendere i seguenti adempimenti: a) controllo di quanto prescritto per le opere eseguite sia con materiali regolamentati dal DPR n. 380, leggi n. 1086/71 e n. 64/74 sia con materiali diversi; b) ispezione dell opera nelle varie fasi costruttive degli elementi strutturali ove il collaudatore sia nominato in corso d opera, e dell opera nel suo complesso, con particolare riguardo alle parti strutturali più importanti. L ispezione dell opera verrà eseguita alla presenza del Direttore dei lavori e del Costruttore, confrontando in contraddittorio il progetto depositato in cantiere con il costruito. Il Collaudatore controllerà altresì che siano state messe in atto le prescrizioni progettuali e siano stati eseguiti i controlli sperimentali. Quando la costruzione è eseguita in procedura di garanzia di qualità, il Collaudatore deve prendere conoscenza dei contenuti dei documenti di controllo qualità e del registro delle non-conformità. c) esame dei certificati delle prove sui materiali, articolato: - nell accertamento del numero dei prelievi effettuati e della sua conformità alle prescrizioni contenute al Cap. 11 delle presenti norme tecniche; - nel controllo che i risultati ottenuti delle prove siano compatibili con i criteri di accettazione fissati nel citato Cap. 11 ; d) esame dei certificati di cui ai controlli in stabilimento e nel ciclo produttivo, previsti al Cap. 11; e) controllo dei verbali e dei risultati delle eventuali prove di carico fatte eseguire dal Direttore dei lavori. Il Collaudatore, nell ambito delle sue responsabilità, dovrà inoltre: f) esaminare il progetto dell opera, l impostazione generale, della progettazione nei suoi aspetti strutturale e geotecnico, gli schemi di calcolo e le azioni considerate; g) esaminare le indagini eseguite nelle fasi di progettazione e costruzione come prescritte nelle presenti norme; h) esaminare la relazione a strutture ultimate del Direttore dei lavori, ove richiesta; Infine, nell ambito della propria discrezionalità, il Collaudatore potrà richiedere: i) di effettuare tutti quegli accertamenti, studi, indagini, sperimentazioni e ricerche utili per formarsi il convincimento della sicurezza, della durabilità e della collaudabilità dell opera, quali in particolare: - prove di carico; - prove sui materiali messi in opera, anche mediante metodi non distruttivi; -monitoraggio programmato di grandezze significative del comportamento dell opera da proseguire, eventualmente, anche dopo il collaudo della stessa.

9 11 MATERIALI E PRODOTTI PER USO STRUTTURALE 11.2 CALCESTRUZZO Le Norme contenute nel presente paragrafo si applicano al calcestruzzo per usi strutturali, armato e non, normale e precompresso di cui al SPECIFICHE PER IL CALCESTRUZZO La prescrizione del calcestruzzo all atto del progetto deve essere caratterizzata almeno mediante la classe di resistenza, la classe di consistenza ed il diametro massimo dell aggregato. La classe di resistenza è contraddistinta dai valori caratteristici delle resistenze cubica Rck e cilindrica fck a compressione uniassiale, misurate su provini normalizzati e cioè rispettivamente su cilindri di diametro 150 mm e di altezza 300 mm e su cubi di spigolo 150 mm. Al fine delle verifiche sperimentali i provini prismatici di base mm e di altezza 300 mm sono equiparati ai cilindri di cui sopra. Al fine di ottenere le prestazioni richieste, si dovranno dare indicazioni in merito alla composizione, ai processi di maturazione ed alle procedure di posa in opera, facendo utile riferimento alla norma UNI ENV :2001 ed alle Linee Guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale e per la valutazione delle caratteristiche meccaniche del calcestruzzo pubblicate dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, nonché dare indicazioni in merito alla composizione della miscela, compresi gli eventuali additivi, tenuto conto anche delle previste classi di esposizione ambientale (di cui, ad esempio, alla norma UNI EN 206-1: 2006) e del requisito di durabilità delle opere Aggregati Sono idonei alla produzione di calcestruzzo per uso strutturale gli aggregati ottenuti dalla lavorazione di materiali naturali, artificiali, ovvero provenienti da processi di riciclo conformi alla norma europea armonizzata UNI EN e, per gli aggregati leggeri, alla norma europea armonizzata UNI EN Il sistema di attestazione della conformità di tali aggregati, ai sensi del DPR n.246/93 è indicato nella seguente Tab II. È consentito l uso di aggregati grossi provenienti da riciclo, secondo i limiti di cui alla Tab III, a condizione che la miscela di calcestruzzo confezionata con aggregati riciclati, venga preliminarmente qualificata e documentata attraverso idonee prove di laboratorio. Per tali aggregati, le prove di controllo di produzione in fabbrica di cui ai prospetti H1, H2 ed H3 dell annesso ZA della norma europea armonizzata UNI EN 12620, per le parti

10 rilevanti, devono essere effettuate ogni 100 tonnellate di aggregato prodotto e, comunque, negli impianti di riciclo, per ogni giorno di produzione. Nelle prescrizioni di progetto si potrà fare utile riferimento alle norme UNI :2005 e UNI :2005 al fine di individuare i requisiti chimico-fisici, aggiuntivi rispetto a quelli fissati per gli aggregati naturali, che gli aggregati riciclati devono rispettare, in funzione della destinazione finale del calcestruzzo e delle sue proprietà prestazionali (meccaniche, di durabilità e pericolosità ambientale, ecc.), nonché quantità percentuali massime di impiego per gli aggregati di riciclo, o classi di resistenza del calcestruzzo, ridotte rispetto a quanto previsto nella tabella sopra esposta DURABILITÀ Per garantire la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato ordinario o precompresso, esposte all azione dell ambiente, si devono adottare i provvedimenti atti a limitare gli effetti di degrado indotti dall attacco chimico, fisico e derivante dalla corrosione delle armature e dai cicli di gelo e disgelo. A tal fine in fase di progetto la prescrizione, valutate opportunamente le condizioni ambientali del sito ove sorgerà la costruzione o quelle di impiego, deve fissare le caratteristiche del calcestruzzo da impiegare (composizione e resistenza meccanica), i valori del copriferro e le regole di maturazione. Ai fini della valutazione della durabilità, nella formulazione delle prescrizioni sul calcestruzzo, si potranno prescrivere anche prove per la verifica della resistenza alla penetrazione agli agenti aggressivi, ad esempio si può tener conto del grado di impermeabilità del calcestruzzo. A tal fine può essere determinato il valore della profondità di penetrazione dell acqua in pressione in mm. Per la prova di determinazione della profondità della penetrazione dell acqua in pressione nel calcestruzzo indurito vale quanto indicato nella norma UNI EN :2002. Al fine di ottenere la prestazione richiesta in funzione delle condizioni ambientali, nonché per la definizione della relativa classe, si potrà fare utile riferimento alle indicazioni contenute nelle Linee Guida sul calcestruzzo strutturale edite dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici ovvero alle norme UNI EN 206-1:2006 ed UNI 11104: ACCIAIO PER CEMENTO ARMATO PRECOMPRESSO. È ammesso esclusivamente l impiego di acciai qualificati secondo le procedure di cui al precedente e controllati con le modalità riportate nel

11 Caratteristiche dimensionali e di impiego L acciaio per armature da precompressione è generalmente fornito sotto forma di: Filo: prodotto trafilato di sezione piena che possa fornirsi in rotoli; Barra: prodotto laminato di sezione piena che possa fornirsi soltanto in forma di elementi rettilinei; Treccia: 2 o 3 fili avvolti ad elica intorno al loro comune asse longitudinale; passo e senso di avvolgimento dell elica sono eguali per tutti i fili della treccia; Trefolo: fili avvolti ad elica intorno ad un filo rettilineo completamente ricoperto dai fili elicoidali. Il passo ed il senso di avvolgimento dell elica sono uguali per tutti i fili di uno stesso strato. I fili possono essere tondi o di altre forme; vengono individuati mediante il diametro nominale o il diametro nominale equivalente riferito alla sezione circolare equipesante. Non è consentito l impiego di fili lisci nelle strutture precompresse ad armature pre-tese. Le barre possono essere lisce, a filettatura continua o parziale, con risalti; vengono individuate mediante il diametro nominale. Per quanto riguarda la marchiatura dei prodotti, generalmente costituita da sigillo o etichettatura sulle legature, vale quanto indicato al Per la documentazione di accompagnamento delle forniture vale quanto indicato al Gli acciai possono essere forniti in rotoli (fili, trecce, trefoli), in bobine (trefoli), in fasci (barre). I fili devono essere forniti in rotoli di diametro tale che, all atto dello svolgimento, allungati al suolo su un tratto di 10 m non presentino curvatura con freccia superiore a 400 mm; il produttore deve indicare il diametro minimo di avvolgimento. Ciascun rotolo di filo liscio, ondulato o con impronte deve essere esente da saldature. Sono ammesse le saldature di fili destinati alla produzione di trecce e di trefoli se effettuate prima della trafilatura; non sono ammesse saldature durante l operazione di cordatura. All atto della posa in opera gli acciai devono presentarsi privi di ossidazione, corrosione, difetti superficiali visibili, pieghe. È tollerata un ossidazione che scompaia totalmente mediante sfregamento con un panno asciutto. Non è ammessa in cantiere alcuna operazione di raddrizzamento.

12 Per ulteriori informazioni relative alla durabilità di strutture in acciaio e calcestruzzo armato scrivere a info@marengineering.it