Strutture e sismica
Progettare strutture dove il sisma è un dato di progetto, non un'ipotesi.
Ivan Nozzi, ingegnere civile a Torrevecchia Teatina (CH), redige il calcolo strutturale delle opere nuove e la valutazione sismica degli edifici esistenti secondo le NTC 2018, e deposita la pratica sismica presso l'ufficio regionale competente.
Il punto di partenza
Quando serve un progetto strutturale
Un progetto strutturale è necessario ogni volta che un intervento modifica il modo in cui l'edificio porta i carichi: una nuova costruzione, l'apertura di un vano in un muro portante, la sostituzione di un solaio, il rifacimento della copertura, lo spostamento di una scala interna, un ampliamento, una sopraelevazione. In Abruzzo si aggiunge un secondo dato: l'azione sismica entra nel calcolo di qualunque struttura e, nella maggior parte dei casi, è il caso di carico che dimensiona l'opera, non il peso proprio.
L'azione sismica di progetto dipende dal sito, non da un'etichetta generica. Le NTC 2018 (D.M. 17 gennaio 2018) la ricavano dalle coordinate del terreno, dalla vita nominale dell'opera, dalla classe d'uso e dalle categorie di sottosuolo e topografica. Due case distanti poche centinaia di metri, su terreni diversi, ricevono azioni di progetto diverse. La classificazione sismica del comune governa invece il procedimento amministrativo: quali pratiche vanno autorizzate prima e quali soltanto depositate.
Il mio ruolo copre il calcolo, le verifiche, gli elaborati esecutivi, la pratica sismica e, se concordata, la direzione dei lavori sulle strutture. Non copre tutto. La relazione geologica è firmata da un geologo iscritto al proprio albo. Le prove sui materiali sono eseguite da un laboratorio autorizzato ai sensi dell'art. 59 del DPR 380/2001: io le prescrivo, le assisto e ne interpreto i risultati, ma non le eseguo.
NTC 2018 · Capitolo 8
Le tre categorie di intervento sulle costruzioni esistenti
Il Capitolo 8 delle NTC 2018 classifica ogni intervento su una costruzione esistente in una di tre categorie. La categoria non si sceglie per preferenza: discende da ciò che l'intervento fa alla struttura portante, e determina l'estensione delle verifiche, il costo dell'opera e ciò che si potrà legittimamente affermare a lavori conclusi.
| Categoria | Che cosa è | Quando si adotta | Che cosa comporta | Che cosa non ottiene |
|---|---|---|---|---|
| Riparazione o intervento locale (§ 8.4.1) | Interessa singoli elementi — un architrave, una porzione di muratura, una trave, un solaio — senza modificare in modo sostanziale il comportamento globale della costruzione. | Riparazione di un danno, rinforzo di un elemento, apertura di un vano contenuta, sostituzione di un solaio senza variazione significativa di rigidezza e massa. | Verifica limitata alla parte interessata: si dimostra che dopo l'intervento la sicurezza locale non è diminuita. Relazione ed elaborati grafici restano obbligatori. | Non produce alcun numero sulla sicurezza sismica dell'edificio nel suo insieme. Dopo un intervento locale l'edificio resta quello che era. |
| Miglioramento sismico (§ 8.4.2) | Insieme di opere che aumenta la sicurezza strutturale esistente senza dover necessariamente raggiungere i livelli richiesti per una costruzione nuova. | Si adotta quando si vuole ridurre la vulnerabilità di un edificio esistente e l'adeguamento non è obbligatorio né economicamente sostenibile. | Valutazione della sicurezza prima e dopo: si calcola nei due stati l'indice ζE — rapporto tra l'azione sismica sopportabile dalla struttura e quella che si assumerebbe per una costruzione nuova sullo stesso sito — e si documenta l'incremento. | Non porta l'edificio al livello di una costruzione nuova e non consente sopraelevazioni né ampliamenti strutturalmente connessi, che ricadono nell'adeguamento. |
| Adeguamento sismico (§ 8.4.3) | Insieme di opere che porta la costruzione a soddisfare i livelli di sicurezza previsti dalle NTC 2018 per l'opera considerata. | Obbligatorio nei casi elencati dalla norma: sopraelevare, ampliare con parti strutturalmente connesse, variare classe d'uso o destinazione con incremento dei carichi globali in fondazione superiore al 10 per cento, trasformare la costruzione con un insieme sistematico di opere che porti a un sistema strutturale diverso dal precedente. | Valutazione estesa all'intero organismo strutturale, fondazioni comprese. Per la sopraelevazione, per l'ampliamento con parti strutturalmente connesse e per la trasformazione in un sistema strutturale diverso, ζE deve raggiungere 1,00. Solo per la variazione di classe o destinazione d'uso con incremento dei carichi verticali in fondazione superiore al 10% la norma ammette ζE non inferiore a 0,80. | Non è una garanzia di assenza di danno. Le NTC 2018 verificano stati limite: non escludono che un terremoto produca danni. |
Riferimento: D.M. 17 gennaio 2018, Capitolo 8, § 8.4. Per le costruzioni di classe III a uso scolastico e di classe IV, dopo un intervento di miglioramento ζE non può comunque essere inferiore a 0,60. Quando un immobile viene descritto come «migliorato sismicamente», è indicata una categoria, non un livello: chiedi quale indice è stato raggiunto, prima e dopo.
Metodo
Che cosa comporta la valutazione di un edificio esistente
La valutazione della sicurezza di un edificio esistente si costruisce sulla conoscenza del manufatto reale, non su ipotesi di progetto. Le NTC 2018 legano il fattore di confidenza al livello di conoscenza raggiunto: FC 1,35 con LC1, 1,20 con LC2, 1,00 con LC3. Indagare meno non rende l'operazione più economica: penalizza le resistenze di calcolo dei materiali e rende più pesante l'intervento di rinforzo.
- Ricerca documentale in archivio: progetto strutturale originale, denuncia dei lavori depositata all'ufficio sismico, pratiche edilizie successive, certificati sui materiali dell'epoca.
- Rilievo geometrico della struttura, non dell'architettura: spessori e tessitura delle murature, luci e orditura dei solai, sezioni di travi e pilastri, quote di imposta delle fondazioni dove visibili, giunti con gli edifici confinanti.
- Identificazione dello schema strutturale e della sua storia: muratura, cemento armato, acciaio o struttura mista; sopraelevazioni, ampliamenti, demolizioni parziali, dissesti e riparazioni precedenti.
- Caratterizzazione dei materiali: saggi conoscitivi, prove non distruttive e, dove servono, prove distruttive eseguite da un laboratorio autorizzato ai sensi dell'art. 59 del DPR 380/2001. Il numero delle indagini determina il livello di conoscenza e quindi il fattore di confidenza.
- Informazioni su terreno e fondazioni: relazione geologica a firma di un geologo, indagini geotecniche, saggi sulle fondazioni dove sono raggiungibili, quadro fessurativo letto per riconoscere eventuali cedimenti.
- Modellazione e verifica: analisi dei meccanismi locali — nella muratura il ribaltamento fuori piano è di norma il primo a innescarsi — e del comportamento d'insieme, con il calcolo di ζE agli stati limite pertinenti.
- Relazione scritta: che cosa è stato osservato, con quali limiti, quale livello di conoscenza è stato raggiunto, quale indice di sicurezza ne discende e quali interventi lo modificherebbero, indicati per categoria e per ordine di grandezza dell'onere.
Borghi e murature
Comprare una casa in pietra in un borgo abruzzese
Una casa in pietra in un borgo abruzzese può essere un buon acquisto oppure un problema strutturale costoso, e la differenza non si vede quasi mai nelle fotografie dell'annuncio. La decisione si prende di solito in fretta e sulla parola di chi vende. Guardare l'immobile con occhio strutturale prima di firmare il compromesso, e non dopo, è la mossa che cambia di più l'esito.
Contano poche cose concrete. La qualità della muratura: pietra sbozzata o a spacco, presenza di diatoni che collegano i due paramenti, malta ancora coesa oppure polverulenta. Gli angoli, perché è da un cattivo ammorsamento fra due muri che nasce il ribaltamento fuori piano. La presenza o l'assenza di catene e cordoli. Che cosa è stato fatto a solai e tetto: un solaio in latero-cemento o una copertura in cemento armato gettati su murature deboli — un «miglioramento» diffuso negli anni Settanta — aggiungono massa in alto senza aggiungere resistenza. Le lesioni: quelle passanti, inclinate e recenti dicono qualcosa; una crepa dell'intonaco no.
Lo sguardo deve andare oltre il confine di proprietà. In un borgo quasi nessun edificio è isolato: la casa è di norma una cellula di un aggregato, condivide muri con i vicini, è stata sopraelevata in epoche diverse ed è condizionata dal comportamento di ciò che le sta accanto. Ne discendono due conseguenze pratiche. Il comportamento sismico si valuta sull'unità strutturale, non sulle quattro mura in vendita. E alcuni interventi di rinforzo richiedono l'accordo dei confinanti: un tema che appartiene alla trattativa sul prezzo, non al tempo successivo.
Prima di aver visto l'immobile e i documenti non esiste una risposta responsabile. Quello che si può dire prima di un sopralluogo è quali domande porre al venditore e quali documenti chiedere all'agenzia. Non costano nulla e restringono molto il campo.
Domande ricorrenti
Strutture e sismica: le domande che ricevo più spesso
Le risposte che seguono riguardano il calcolo strutturale e la valutazione sismica in Abruzzo e valgono in via generale. Un caso concreto richiede i documenti dell'immobile e un sopralluogo.
La mia casa è sicura dal punto di vista sismico?
Nessun tecnico può rispondere a distanza, e chi lo fa sta indovinando. La sicurezza sismica di un edificio esistente si esprime con un numero, l'indice ζE, che si ottiene solo dopo il rilievo della struttura, la caratterizzazione dei materiali e il calcolo. Una valutazione stabilisce quale sia il livello di sicurezza attuale e di quanto lo modificherebbe un determinato intervento. Non stabilisce che l'edificio non subirà danni: le NTC 2018 verificano stati limite e non escludono il danno.
Qual è la differenza tra miglioramento e adeguamento sismico?
Il miglioramento aumenta la sicurezza esistente senza dover raggiungere il livello richiesto per una costruzione nuova; l'adeguamento porta l'edificio a quel livello. La differenza pratica è doppia. L'adeguamento è obbligatorio nei casi tipizzati dalle NTC 2018 — sopraelevazione, ampliamento strutturalmente connesso, incremento dei carichi in fondazione oltre il 10 per cento, trasformazione in un sistema strutturale diverso — e impone verifiche sull'intero organismo, fondazioni comprese. Nel miglioramento il traguardo lo scegli tu, purché sia calcolato e dichiarato.
Ogni ristrutturazione richiede un progetto strutturale?
No. Rifacimento degli impianti, intonaci, pavimenti, bagni e tramezzi leggeri non lo richiedono. Lo richiede qualunque opera che cambi il modo in cui i carichi arrivano a terra: aprire o chiudere un vano in un muro portante, sostituire un solaio, rifare la copertura, spostare una scala, inserire un soppalco. La verifica preliminare è breve e va fatta prima di ordinare i materiali, non a cantiere aperto.
Che cos'è la pratica sismica e quando va presentata?
La pratica sismica è il deposito o l'autorizzazione dell'intervento strutturale presso l'ufficio regionale competente — in Abruzzo il Genio Civile — previsto dagli articoli 93 e 94 del DPR 380/2001. Va presentata prima dell'inizio dei lavori strutturali, insieme al progetto, alla relazione di calcolo e alla relazione sui materiali. Se l'opera è soggetta ad autorizzazione preventiva i lavori non possono iniziare prima del rilascio; per gli interventi di minore rilevanza l'articolo 94-bis rinvia alla disciplina regionale.
Quanto tempo richiede un progetto strutturale?
Dipende da tre variabili verificabili: quanto l'edificio è documentato, se servono indagini sui materiali o sul terreno, e i tempi dell'ufficio sismico competente. Le indagini vanno programmate, eseguite e refertate da un laboratorio esterno, ed è la voce che di solito allunga il calendario. Prima dell'incarico ricevi per iscritto una stima delle fasi e dei tempi, con l'indicazione di quali dipendono da me e quali no.
Primo contatto
Racconta l'edificio e l'intervento che hai in mente
Indica il comune, il tipo di struttura, l'anno di costruzione se lo conosci e che cosa vuoi fare. Ricevi un'indicazione su quale categoria di intervento appare pertinente, su quali documenti servono per esserne certi e su come si articola l'incarico.