MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI
PRESIDENZA DEL CONSIGLIO SUPERIORE
Servizio Tecnico Centrale
ISTRUZIONI PER L'APPLICAZIONE DELLE "NORME TECNICHE RELATIVE AI
CRITERI GENERALI PER LA VERIFICA DI SICUREZZA DELLE COSTRUZIONI
E DEI CARICHI E SOVRACCARICHI" DI CUI AL D.M. 16 GENNAIO 1996.
Nei punti che seguono vengono trattati e approfonditi i
vari capitoli delle norme di cui al decreto ministeriale 16.1.1996,
conservandone la stessa numerazione. Per comodita' di uso le presenti
istruzioni riportano in corsivo anche il testo integrale delle norme;
le Istruzioni, contrassegnate da una lettera C preposta al numero del
paragrafo, sono riportate a complemento di ciascun capitolo del testo
normativo.
1. CAMPO DI APPLICAZIONE E CRITERI GENERALI DI VERIFICA
Le presenti norme sono relative alle costruzioni ad uso
civile ed industriale. I metodi generali di verifica nonche' i valori
delle azioni qui previsti sono applicabili a tutte le costruzioni da
realizzare nel campo dell'ingegneria civile per quanto non in
contrasto con vigenti norme specifiche.
Scopo delle verifiche di sicurezza e' garantire che l'opera
sia in grado di resistere con adeguata sicurezza alle azioni cui
potra' essere sottoposta, rispettando le condizioni necessarie per il
suo esercizio normale, e che sia assicurata la sua durabilita'.
Tali verifiche si applicano alla struttura presa nel suo
insieme ed a ciascuno dei suoi elementi costitutivi; esse devono
essere soddisfatte sia durante l'esercizio sia nelle diverse fasi di
costruzione, trasporto e messa in opera.
I metodi di verifica ammessi dalle presenti norme sono:
a) il metodo agli stati limite (metodo dei coefficienti
parziali);
b) il metodo delle tensioni ammissibili.
Oltre ai metodi a) e b) sono consentiti altri metodi di
verifica scientificamente comprovati purche' venga conseguita una
sicurezza non inferiore a quella ottenuta con l'applicazione dei
sopraddetti metodi.
C.1.1. UNITA' DI MISURA
Il sistema di unita' di misura adottato e' il Sistema
Internazionale di unita', denominato con la sigla "SI" di cui alla
direttiva comunitaria 76/770/CEE del 27-7-1976.
C.1.2. MATERIALI
Per le proprieta' dei materiali e la loro determinazione si
rinvia alle prescrizioni di cui alle norme vigenti.
C.1.3. PRINCIPI GENERALI DEL METODO AGLI STATI LIMITE
Secondo il metodo agli stati limite, la sicurezza nei
riguardi delle condizioni ritenute pregiudizievoli (stati limite)
viene garantita, per quanto possibile, su basi statistiche.
Si definisce "stato limite" uno stato raggiunto il quale, la
struttura o uno dei suoi elementi costitutivi, non puo' piu'
assolvere la sua funzione o non soddisfa piu' le condizioni per cui
e' stata concepita.
Gli stati limite si suddividono in due categorie:
a) stati limite ultimi, corrispondenti al valore estremo della
capacita portante o comunque al raggiungimento di condizioni estreme;
b) stati limite di esercizio, legati alle esigenze di impiego normale
e di durata.
a) Stati limite ultimi
Nei casi usuali si devono considerare gli stati limite ultimi
derivanti da:
- perdita di equilibrio di una parte o dell'insieme della struttura,
considerata come corpo rigido;
- rottura localizzata della struttura, per azioni statiche;
- collasso per trasformazione della struttura o di una sua parte in
meccanismo;
- instabilita' per deformazione;
- rottura localizzata della struttura per fatica;
- deformazione plastica o di fluage, o fessurazione o scorrimento di
giunti che conducano ad una modifica della geometria, tale da rendere
necessaria la sostituzione della struttura o di sue parti
fondamentali;
- degrado o corrosione che rendano necessaria la sostituzione della
struttura o di sue parti fondamentali.
Non si effettueranno di regola delle verifiche nei riguardi
del raggiungimento degli stati limite ultimi per effetto di azioni
eccezionali quali uragani, esplosioni, urti, etc.; tuttavia la
concezione strutturale, i dettagli costruttivi ed i materiali usati
dovranno essere tali da evitare che la struttura possa essere
danneggiata in misura sproporzionata alla causa.
In presenza di cicli di carico di notevole intensita' si
effettuera' anche la verifica nei riguardi della formazione di
meccanismi da collasso incrementale.
b) Stati limite di esercizio
Oltre agli eventuali stati limite di esercizio
specificatamente previsti caso per caso, di regola si dovranno
prendere in esame gli stati limite di esercizio derivati da:
- deformazioni eccessive;
- fessurazioni premature o eccessive;
- degrado o corrosione;
- spostamenti eccessivi (senza perdita dell'equilibrio);
- vibrazioni eccessive.
2. LIVELLI DI SICUREZZA E COMBINAZIONE DEI CARICHI
Con riferimento ad entrambi i metodi di verifica di cui alle
lettere a) e b) del punto 1, i coefficienti da applicarsi sia ai
carichi che alle resistenze sono definiti dalle singole normative in
funzione dei materiali, delle tipologie strutturali, delle modalita'
costruttive, della destinazione e delle durata prevista dell'opera,
al fine di conseguire il necessario livello di sicurezza.
In particolare, in ciascuna verifica le azioni sono combinate
linearmente, mediante opportuni coefficienti che tengono conto della
durata prevista per ciascuna azione, della frequenza del suo
verificarsi e della probabilita' di presenza contemporanea di piu'
azioni.
Per le opere in cemento armato, precompresso e per le
strutture metalliche, i coefficienti sono definiti dalle Norme
Tecniche di cui all'art. 21 della legge 5 novembre 1971, n. 1086.
E' consentito derogare dai valori dei coefficienti di
combinazione previsti dalle Normative, purche' cio' sia giustificato
da approfonditi studi, nel pieno rispetto dei principi e degli
obiettivi sopra enunciati.
C.2.1. APPLICAZIONE DEI CONCETTI PROBABILISTICI
Il raggiungimento di uno stato limite puo' essere provocato
dall'intervento concomitante di vari fattori di carattere aleatorio
derivanti dalle incertezze relative:
- alle resistenze dei materiali impiegati rispetto ai valori assunti
dal progettista, e cio' anche in relazione alle effettive
condizioni realizzate in sito ed ai parametri che influiscono sullo
stato limite considerato (carichi di lunga durata, fatica,
fragilita', etc.);
- all'intensita' delle azioni dirette, indirette e di natura chimico-
fisica ed alla probabilita' della loro coesistenza;
- alla geometria della costruzione;
- alla divergenza tra gli effetti realmente indotti dai carichi e
quelli calcolati.
L'obiettivo delle verifiche di sicurezza e' di mantenere la
probabilita' di raggiungimento dello stato limite considerato entro
il valore prestabilito in relazione al tipo di costruzione preso in
esame, alla sua influenza sulla incolumita' delle persone ed alla sua
prevista durata di esercizio.
Il metodo qui adottato, prevede:
a) l'introduzione dei "valori caratteristici" per tutte le grandezze
delle quali si vuole mettere in conto il carattere aleatorio, e in
ogni caso per:
- le resistenze che definiscono le proprieta' meccaniche dei
materiali;
- l'intensita' delle azioni;
b) la trasformazione di tali valori caratteristici in "valori di
calcolo" adeguati allo stato limite considerato, mediante
l'applicazione di coefficienti parziali (gamma)m o (gamma)f al
fine di coprire gli altri fattori di incertezza di cui sopra.
Le resistenze di calcolo dei materiali si ottengono dividendo
le resistenze caratteristiche per i coefficienti (gamma)m (superiore
1). Le azioni di calcolo si ottengono dalle azioni caratteristiche,
moltiplicando per i coefficienti (gamma)f ( (superiore) 1 o
(inferiore o pari) 1 a seconda che il contributo dell'azione
diminuisca o aumenti la sicurezza).
In casi particolari e' inoltre possibile l'applicazione di
coefficienti (gamma) aggiuntivi, definiti dalle normative specifiche
dei singoli tipi strutturali e per i vari stati limite considerati.
c) Le dimensioni geometriche di norma sono assunte deterministiche.
Le resistenze caratteristiche dei materiali sono, per
definizione, i frattili di ordine 0,05 delle rispettive distribuzioni
statistiche.
Il valore caratteristico delle azioni permanenti e' il
frattile di ordine 0,95 ovvero quello di ordine 0,05 delle relative
distribuzioni statistiche (indicati Fk e F'k rispettivamente), a
seconda che i valori rilevanti ai fini della sicurezza siano quelli
piu' elevati ovvero quelli piu' bassi.
Quando si possono assimilare gli effetti della pre-tensione
ad un insieme di forze esterne, l'intensita' caratteristica delle
forze di pre-tensione Pk e', per definizione, il frattile di ordine
0,95 (oppure 0,05) delle relative distribuzioni.
La forza caratteristica di pre-tensione agente in una data
sezione, sia in corso di esecuzione che in esercizio, e' definita in
base:
- alla forza di pre-tensione iniziale caratteristica;
- al valore caratteristico assunto all'istante considerato dalle
perdite di tensione istantanee e differite nel tempo.
C.2.2. MODIFICA DEI LIVELLI DI SICUREZZA
Parte di provvedimento in formato grafico