In questo articolo andremo a definire la gerarchia delle resistenze (in inglese capacity design) in funzione delle norme tecniche per le costruzioni NTC 2018.
Progettare tenendo conto della gerarchia delle resistenze, ovvero usare la progettazione in capacità come scritto nelle NTC 2018, significa premiare un comportamento complessivamente duttile, dissipando una grande quantità di energia in caso di sisma.
Per duttilità si intende la capacità di deformarsi in campo plastico, dissipando una grande quantità di energia, senza che vi siano cali drastici di resistenza.
L’obbiettivo finale della progettazione in capacità consiste nell’evitare, per quanto possibile, delle rotture fragili, le quali non danno segnali di preavviso prima di verificarsi.
Il concetto di duttilità è presente in diversi campi della progettazione, ovvero nel materiale da costruzione, nella sezione dell’elemento resistente, nella tipologia di elemento e nella struttura.
Per ciascun di questi aspetti è associato un parametro, ovvero:
- Materiale (parametro: Deformazione)
- Sezione (parametro: Curvatura)
- Elemento (parametro: Rotazione)
- Struttura (parametro: Spostamento)
Per quanto riguarda il materiale, per esempio, il parametro d’interesse è la deformazione ed in particolare il rapporto deformazione ultima/deformazione di snervamento.
Nell’acciaio questo rapporto assume un valore pari 5,52, mentre nel calcestruzzo un valore pari a 1,75. Conseguentemente l’acciaio è molto più duttile del calcestruzzo.
Dal punto di vista della progettazione invece, il concetto di capacity design o gerarchia delle resistenze entra in gioco in diversi ambiti. I principali sono:
- Le travi, per dissipare meglio l’energia, devono plasticizzarsi prima a flessione e non rompersi a taglio.
Di conseguenza, è opportuno una volta valutata l’armatura longitudinale, progettare l’armatura a taglio in funzione anche della capacità resistente flessionale della trave.
- I pilastri si devono plasticizzare a flessione e non rompersi a taglio.
Di conseguenza, è opportuno una volta valutata l’armatura longitudinale, progettare l’armatura a taglio in funzione anche della capacità resistente flessionale della trave.
- Le cerniere plastiche si devono formare prima nelle travi e successivamente nei pilastri.
Il momento flettente dei pilastri deve essere definito anche in funzione della capacità resistente delle estremità delle travi che convergono nel pilastro (meccanismo pilastro forte – trave debole).
Bibliografia:
Aurelio Ghelfi e Pietro Lenza. (2017). Edifici antisismici in cemento armato. Dario Flaccovio editore.
