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Il progetto e la verifica di una struttura in cemento armato richiede che l’armatura disposta sia sufficiente a soddisfare le verifiche di resistenza allo Stato Limite Ultimo e che siano rispettati i quantitativi di armatura minima e massima per i pilastri e le travi della struttura.

Le NTC2018 contengono una serie di prescrizioni sui dettagli costruttivi di travi e pilastri riguardanti le limitazioni geometriche della sezione e i quantitativi minimi e massimi di armatura longitudinale e trasversale (staffe). In questo post passeremo in rassegna tutte le limitazioni (all’incirca 30) sui dettagli costruttivi di travi e pilastri in cemento armato per renderle rapidamente consultabili per il progetto strutturale di nuove costruzioni.

armatura minima travi pilastri

Alla fine dell’articolo potrai scaricare gratuitamente il Focus Normativo PDF contenente tutte le prescrizioni delle NTC2018 e Circolare 2019 sull’armatura minima e massima per travi e pilastri in cemento armato. Potrai inoltre scaricare un’utile applicazione per l’analisi di sezioni in cemento armato grazie alla quale potrai automaticamente verificare che siano rispettati tutti i limiti sui quantitativi di armatura. Buona lettura.

Dettagli costruttivi delle NTC2018: limitazioni geometriche e di armatura

Le prescrizioni normative sui dettagli costruttivi possono essere distinti in due categorie:

  • dettagli costruttivi per strutture non sottoposte ad azione sismica (sono contenuti nel capitolo 4 delle NTC2018);
  • dettagli costruttivi per strutture sottoposte ad azione sismica (sono contenuti nel capitolo 7 delle NTC2018).

La distinzione fra zona sismica e non sismica è solo convenzionale dal momento che la totalità del territorio italiano è a rischio sismico. Useremo questa distinzione per distinguere i limiti contenuti nel capitolo 4 delle NTC2018, da quelli contenuti nel capitolo 7 per le costruzioni soggette ad azioni sismiche.

Un’ulteriore distinzione per i dettagli costruttivi in zona sismica riguarda la differenza fra zona dissipativa (ex zona critica definita nelle precedenti NTC2008) della trave o del pilastro e il resto dell’elemento. La lunghezza della zona dissipativa dipende dalla classe di duttilità scelta in fase di progettazione strutturale e sarà pertanto diversa per strutture in CD”A” o CD”B”.

Nel seguito del post ti illustrerò tutti i limiti prescritti dalla Normativa Tecnica sull’armatura minima e massima per travi e pilastri di strutture in cemento armato.

Travi: armatura minima e massima in zona non sismica (cap. 4 NTC2018)

travi in cemento armato

Per le travi esistono limitazioni sulla quantità di armatura longitudinale tesa in zona non sismica. Per l’armatura tesa deve valere la seguente limitazione:

As,min = 0.26 * fctm / fyk * bt * d

  • fctm = valore medio della resistenza a trazione del calcestruzzo
  • fyk = tensione caratteristica di snervamento dell’acciaio
  • bt = larghezza media della zona tesa
  • d = altezza utile della sezione

NTC2018 eq. [4.1.45]

Un ulteriore limite sull’armatura tesa è dato dalla seguente espressione:

As,min = 0,0013 * bt * d

NTC2018 eq. [4.1.45] 

L’armatura tesa minima da disporre deve essere maggiore del valore massimo fra i due limiti riportati sopra.

Un’altra limitazione riguarda il quantitativo di armatura massima tesa o compressa. L’armatura tesa o compressa non deve superare individualmente il seguente limite massimo pari al 4% dell’area della sezione di calcestruzzo:

As,max = 0,04 * Ac

  • Ac = area della sezione di calcestruzzo

NTC2018 par. 4.1.6.1.1 

Anche per l’armatura a taglio delle travi esistono dei limiti massimi e minimi da rispettare per i quantitativi di armatura.

armatura trasversale staffe nelle travi

L’area delle staffe minima da disporre per metro di lunghezza della trave è data dalla seguente formula:

Ast,min = 1,5 * b    [mm^2/m]

  • b = spessore minimo dell’anima in mm

NTC2018 par. 4.1.6.1.1

E’ possibile trasformare il limite minimo sull’area delle staffe in un passo delle staffe massimo, una volta scelto il diametro da utilizzare, applicando le seguenti formule:

nst = Ast,min / ( nb * A1phi )   [1/m]

pst,max = 1 / nst   [m]

  • nst = numero di staffe per metro lineare
  • nb = numero di bracci delle staffe
  • A1phi = area della sezione dei ferri delle staffe

Calcolo del passo delle staffe massimo

Ci sono poi altri tre limiti sui passi massimi delle staffe:

  • minimo 3 staffe al metro: passo delle staffe ≤ 33 cm
  • passo delle staffe < 0.8 * d  (d = altezza utile della trave)
  • almeno il 50% dell’armatura trasversale deve essere costituita da staffe

NTC2018 par. 4.1.6.1.1

Travi: armatura minima e massima in zona sismica (cap. 7 NTC2018)

Le prescrizioni sui dettagli costruttivi per le strutture soggette ad azione sismica sono contenute nel capitolo 7 delle NTC2018. Il primo limite riguarda il rapporto geometrico relativo all’armatura longitudinale tesa. Non ha importanza se l’armatura tesa sia al lembo superiore o inferiore della sezione, in entrambi i casi vale il limite seguente:

 1.4 / fyk < ρ < ρ.comp + 3.5 / fyk

  • ρ =  As(tesa) / (b * h)    [rapporto geometrico relativo all’armatura tesa]
  • ρ.comp = As(comp) / (b*h)    [rapporto geometrico relativo all’armatura compressa]
  • fyk = tensione caratteristica di snervamento dell’acciaio

NTC2018 par. 7.4.6.2.1

La lunghezza della zona dissipativa delle travi dipende dalla scelta progettuale relativa alla classe di duttilità della struttura: classe di duttilità Alta (CD”A”) o Media (CD”B”). Ti riporto di seguito le lunghezze della zona dissipativa prescritte dalla Normativa Tecnica.

Lunghezza della zona dissipativa per le travi, misurata a partire dalla faccia del nodo trave-pilastro, vale:

  • 1.5 * h per CD”A”;
  • 1 * h per CD”B”;
  • 2 * h per travi che sostengono un pilastro in falso.

h = altezza della sezione della trave

NTC2018 par. 7.4.6.1.1

armatura minima travi pilastri: zone dissipative

Nelle zone dissipative della trave deve essere rispettata la seguente limitazione:

ρ.comp ≥ 1/2 ρ  limite valido nella zone dissipative della trave

ρ.comp ≥ 0.25 ρ limite valido al di fuori delle zone dissipative

NTC2018 par. 7.4.6.2.1

All’interno delle zone dissipative delle travi devono essere disposte staffe di contenimento. Per staffa di contenimento si intende una staffa rettangolare, circolare o a spirale, di diametro minimo pari a 6 mm, con ganci a 135° prolungati alle due estremità per almeno 10 diametri e assicurati alle barre longitudinali.

armatura minima travi pilastri: staffe di contenimento

Per l’armatura trasversale di strutture soggette ad azione sismica valgono i seguenti limiti all’interno delle zone dissipative. Il passo delle staffe deve essere inferiore al minimo delle seguenti quantità:

  • 1/4 d (d = altezza utile della sezione)
  • 17,5 cm per CD”A” oppure 22,5 cm per CD”B”
  • 6 volte il diametro delle barre longitudinali per CD”A” oppure 8 volte il diametro delle barre longitudinali per CD”B”
  • 24 volte il diametro delle staffe

NTC2018 par. 7.4.6.2.1

Pilastri: armatura minima e massima in zona non sismica (cap. 4 NTC2018)

pilastri in cemento armato

Per i pilastri valgono una serie di limiti sui quantitativi minimi e massimi di armatura diversi rispetto a quelli appena visti per le travi. Il primo limite riguarda l’area complessiva minima dell’armatura longitudinale.

Per l’armatura minima da disporre bisogna considerare il valore massimo fra i due seguenti limiti:

  • As,min = 0,10 * Ned / fyd    (Ned = sforzo normale agente nel pilastro)
  • As,min = 0,003 * Ac    (Ac = area della sezione di calcestruzzo)

L’armatura massima consentita, al di fuori delle zone di sovrapposizione delle barre, è invece pari a:

As,max = 0,04 * Ac

NTC2018 par. 4.1.6.1.2

Per i pilastri valgono le seguenti limitazioni per l’armatura trasversale:

Il passo delle staffe massimo non deve superare il minimo fra i due limiti seguenti:

  • pst,max = 12 * Ø.long,min
  • pst,max = 25 cm

Il diametro delle staffe deve rispettare i seguenti limiti:

  • Øst ≥ 6 mm
  • Øst ≥ 1/4 Ø.long,max

NTC2018 par. 4.1.6.1.2

Pilastri: armatura minima e massima in zona sismica (cap. 7 NTC2018)

Per i pilastri di strutture sottoposta all’azione sismica valgono i seguenti limiti:

1% ≤ ρ ≤ 4%

  • ρ = As / (b * h)  percentuale geometrica di armatura
  • l’interasse fra le barre longitudinali deve essere minore di 25 cm.

NTC2018 par. 7.4.6.2.2.

Le NTC2018 impongono un limite anche sullo sforzo normale massimo agente:

  • N ≤ 0,55 * Ac * fcd   per CD”A”
  • N ≤ 0,65 * Ac * fcd   per CD”B”

NTC2018 – par. 7.4.4.2.1

Limiti sull’armatura trasversale dei pilastri:

Diametro minimo delle staffe:

  • Øst,min = max[ 6 mm ; 0.4 dbl,max * √(fyd,l/fyd,st)] per CD”A”
  • Øst ≥ 6 mm per CD”B”

in cui dbl,max = diametro massimo delle barre longitudinali, fyd,l e fyd,st sono la tensione di progetto di snervamento rispettivamente di barre longitudinali e staffe.

Il passo delle staffe di contenimento e delle legature deve essere minore della più piccola delle seguenti quantità:

  • 1/3 del lato minore della sezione per CD”A”; 1/2 del lato minore della sezione per CD”B”
  • 12.5 cm per CD”A”; 17.5 cm per CD”B”
  • 6 Ø.long,min per CD”A”; 8 Ø.long,min per CD”B

NTC2018 – par. 7.4.6.2.2

Le precedenti NTC2008 contenevano un ulteriore limite sul passo delle staffe. Te lo riporto per completezza. Tale limite non è più in vigore, in quanto non presente nelle nuove NTC2018 ed è stato sostituito da una limitazione relativa al rapporto fra il volume delle staffe di confinamento e il volume di calcestruzzo confinato. Trovi tale limite all’interno del Focus Normativo PDF allegato all’articolo.

Nella zona dissipativa del pilastro nel caso di classe di duttilità Alta (CD”A”), il passo delle staffe non deve superare la seguente quantità:

pst ≤ Ast * fyd / (0,12 * fcd * bst)

  • Ast = area complessiva dei bracci delle staffe per metro lineare
  • bst = distanza fra i bracci più esterni delle staffe

Al di fuori della zona dissipativa del pilastro in CD”A” e per tutta la lunghezza del pilastro nel caso di CD”B” vale il seguente limite per il passo massimo delle staffe:

pst ≤ Ast * fyd / (0,12 * fcd * bst)

  • Ast = area complessiva dei bracci delle staffe per metro lineare
  • bst = distanza fra i bracci più esterni delle staffe

NTC2008 – formula (7.4.28)

La lunghezza della zona dissipativa del pilastro è pari al massimo delle seguenti quantità:

  • h della sezione
  • 1/6 dell’altezza libera del pilastro
  • 45 cm
  • l’altezza libera del pilastro se questa è minore di tre volte l’altezza della sezione

NTC2018 par. 7.4.6.1.2

armatura minima travi pilastri: zone dissipative dei pilastri

Controlla l’armatura minima e massima di travi e pilastri con l’app Ver.Sez.

ver.sez. verifica sezioni cemento armato

Tutti i limiti sui dettagli costruttivi elencati in questo post li troverai implementati in Ver.Sez. l’app per il progetto e verifica di sezioni in cemento armato. Sia in fase di progetto che di verifica avrai la certezza di rispettare tutte le prescrizioni normative per travi, pilastri e solai in cemento armato. Compila i campi qui sotto per scaricare l’app Ver.Sez., riceverai all’istante un’email contenente il link per eseguire il download.

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    Tutte le prescrizioni della Normativa Tecnica NTC2018 e della Circolare 2019 riguardanti l’armatura minima e massima per travi e pilastri in cemento armato raccolte in unico documento PDF scaricabile gratuitamente. Compila i campi qui sotto, riceverai all’istante un’email contenente il link per eseguire il download.

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      Conclusioni

      Se sei arrivato fin qui immagino che ti interessa essere certo che la struttura che stai progettando rispetti tutte le prescrizioni normative riguardanti i dettagli costruttivi degli elementi strutturali.

      Ricordare a memoria tutti i limiti sui quantitativi minimi e massimi di armatura per le travi e i pilastri è un’impresa ardua, controllarli manualmente uno per uno non è il massimo della praticità.

      Spero che l’elenco riassuntivo degli oltre 30 limiti sui dettagli costruttivi riportato in questo post possa esserti utile, risparmiandoti la fatica e il tempo necessario per individuarli nei diversi paragrafi e capitoli della Normativa Tecnica. Grazie all’app Ver.Sez. inoltre potrai avere la certezza che tutti i limiti sui quantitativi di armatura siano rispettati, anche i fase di predimensionamento della struttura,

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      Al prossimo post.

      Marco


      Ultimo aggiornamento: 2/5/2021. Pubblicato il 5/9/2016.

      Armatura minima per travi e pilastri in cemento armato: tutti i limiti delle NTC2018

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