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Supplemento ordinario n. 5 alla GAZZETTA UFFICIALE
Serie generale - n. 35
11-2-2019
Ovviamente, un sistema duttile, costruzione o terreno che sia, mobilita progressivamente la sua capacità a prezzo di
deformazioni crescenti. Ecco dunque l’attenzione delle NTC nei riguardi degli stati limite di esercizio, attenzione che si deve
trasferire al progettista.
Le considerazioni innanzi espresse evidenziano i limiti concettuali, ai fini della valutazione della duttilità necessaria, delle analisi
che fanno riferimento al solo modello di mezzo elastico lineare o al solo modello di mezzo rigido-plastico, mentre tale obiettivo è
perseguibile con modelli non lineari, in grado di descrivere adeguatamente il comportamento duttile di una costruzione. Il
riferimento a modelli non lineari e a comportamento elastoplastico incrudente è ormai consolidato nell’ingegneria strutturale e
geotecnica e i metodi di analisi che incorporano questi modelli sono ormai implementati in programmi di analisi di ampia
diffusione. Peraltro il metodo di analisi più diffuso rimane quello che modella le strutture come elastiche lineari, eventualmente
tenendo conto dei così detti effetti del 2° ordine mediante matrici di rigidezza geometriche. La dimestichezza che con esso hanno
i progettisti, unita all’indubbia facilità d’uso, hanno fatto sì che le revisionate NTC lo utilizzino sistematicamente, favorendone
l’adozione anche in presenza di azioni dinamiche di forte entità (il sisma eccezionale) e di comportamenti dei materiali
fortemente non lineari per eccesso di deformazione, oltre che di tensione.
Da un lato, dunque, modello di analisi elastico lineare, dall’altro materiale deformato fortemente, ben oltre il limite elastico;
questa evidente contraddizione ha motivazioni precise che è bene ricostruire.
Nella continua ricerca di soluzioni sicure e più economiche, l’ingegneria civile è stata, di necessità, costretta a spingersi nel campo
delle deformazioni plastiche, cercando nella plasticità e nella riduzione di rigidezza che essa comporta un modo per favorire la
naturale ridistribuzione della domanda sia sulla singola sezione e sulla singola membratura, sia sull’intera costruzione; un modo,
dunque, per conseguire costruzioni ad un tempo più sicure e più economiche.
Tale processo ha interessato, negli anni, dapprima la sezione e immediatamente dopo l’intera costruzione, sostanziandosi nelle
metodologie tipiche dell’analisi limite (analisi plastica) e dell’analisi non lineare. Nello specifico, si è passati: per la sezione, dal
valutare la capacità riferendosi alle tensioni (metodo delle tensioni ammissibili, non più ammesso dalle revisionate NTC) al
valutarla riferendosi alle resistenze (metodo a rottura), per la costruzione, dal valutare la domanda con analisi lineari elastiche al
valutarla con analisi plastiche o non lineari.
A questo punto, è bene precisare che la ricerca di duttilità non è confinata ai casi in cui l’azione sismica sia dimensionante, anzi
essa è basilare, in tutte le altre situazioni di carico, per conseguire la robustezza, ovvero la “capacità di evitare danni sproporzionati
rispetto all’entità di possibili cause innescanti eccezionali …” e di eventuali errori di progettazione o di esecuzione.
Le accortezze costruttive, utili per conseguire sezioni, elementi, collegamenti, strutture duttili (indipendentemente dalla duttilità
intrinseca del materiale impiegato), si possono dunque utilizzare sistematicamente, qualunque sia l’azione che produce la
domanda; in particolare la progettazione in capacità e i particolari costruttivi illustrati nel Capitolo 7 migliorano il
comportamento locale e d’insieme anche in presenza di azioni gravitazionali o di azioni eccezionali.
In tal senso sono utilmente generalizzabili la distinzione tra sezioni, elementi, collegamenti a comportamento fragile e a
comportamento duttile e le accortezze finalizzate ad accoppiare correttamente gli uni con gli altri e a conseguire un
comportamento duttile sia locale sia globale, evitando i collassi locali.
L’ampia messe di dati sperimentali resasi disponibile, evidenziando la sostanziale aleatorietà dei parametri che caratterizzano sia
i materiali sia le azioni, ha poi costretto a trattare il problema della sicurezza in termini probabilistici, sempre, indipendentemente
dal metodo d’analisi adottato.
La sicurezza viene valutata, co
me recita il
§ 2.1. “Principi fondamentali“, riferendosi a precisi Stati Limite, sia Ultimi (SLU) sia di Esercizio (SLE), : “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 di progetto, di cui al §
2.4”; il “mancato superamento di uno stato limite” (“verifica”) è immediatamente deducibile dalla definizione stessa dello stato limite.
Per alcuni degli Stati Limite Ultimi (SLU) si prefigura la necessità di cogliere il comportamento d’insieme della costruzione al di
là del limite elastico; ciò avviene per gli Stati Limite Ultimi:
a. raggiungimento della massima capacità di resistenza della struttura nel suo insieme;
b. raggiungimento di una condizione di cinematismo;
per la verifica dei quali si deve ricorrere o ad un modello plastico o ad un modello non lineare. È evidente, infatti, che un modello
elastico lineare non sempre consente di leggere il raggiungimento della massima capacità d’insieme o il manifestarsi di una
condizione di cinematismo e, dunque, non sempre consente di progettare sfruttando a pieno la capacità della costruzione.
Da tale constatazione scaturisce l’abbinamento tra analisi elastica lineare e verifica della sezione effettuata accettando che il
materiale si deformi fortemente, ben oltre il limite elastico, con la evidente contraddizione prima segnalata.
Volendo effettuare un’analisi elastica lineare e non potendo “verificare” gli stati limite d) ed e) si rinuncia a utilizzare,
consapevolmente e totalmente, la capacità d’insieme della costruzione (seguendone l’evoluzione al crescere della domanda) e ci
si limita a sfruttare, cautelativamente e a favore di sicurezza, la capacità delle singole sezioni.
Come necessariamente avviene, a fronte di un metodo di “verifica” che opera a favore di sicurezza, la struttura finisce per avere
un eccesso di capacità (sovracapacità) rispetto alla capacità minima ammessa. La significativa sovra capacità conseguita
valutando la domanda con un’analisi elastica lineare e verificando le sezioni a rottura si può leggere, con un’analisi plastica o non
lineare, seguendo la domanda e la sua evoluzione al plasticizzarsi delle sezioni.