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