Dal D.M.96 alle NTC2008: ecco cosa cambia per la verifica a flessione

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Se sei un utente di Ver.Sez., l’applicazione del blog per la verifica delle sezioni in cemento armato, avrai notato che nell’applicazione è disponibile un modulo dedicato alla verifica a pressoflessione ai sensi del D.M.96. In questo post ti parlerò della differenza fondamentale fra l’analisi della sezione inflessa o pressoinflessa condotta secondo le prescrizioni del DM96 e delle NTC2008.

In realtà sia le NTC2008 che il D.M.96 prescrivono di eseguire la verifica agli Stati Limite Ultimi. Ciò vuol dire che la resistenza della sezione viene valutata in campo plastico e non più elastico come accadeva nel metodo delle Tensioni Ammissibili. Entrambe le normative prescrivono di considerare un legame costitutivo dei materiali calcestruzzo e acciaio che tenga conto del reale comportamento in fase post-elastica. Quindi cosa cambia in pratica fra le due normative? Non è equivalente eseguire una verifica a pressoflessione di una sezione secondo le NTC2008 o secondo il D.M.96?

Le ipotesi alla base dell’analisi della sezione sollecitata a flessione o a pressoflessione sono praticamente le stesse per entrambe le Normative. Te le elenco di seguito:

  • Conservazione piana della sezione retta
  • Perfetta aderenza fra calcestruzzo e acciaio
  • Calcestruzzo non reagente a trazione (sezione fessurata)

C’è però un’altra ipotesi che non è comune alle due Normative e che determina la differenza fra i due diversi approcci. L’ipotesi differente fra il D.M.96 e le NTC2008 riguarda le deformazioni ultime dei materiali calcestruzzo e acciaio e di conseguenza un andamento differente del diagramma delle deformazioni e delle tensioni a seconda delle diverse posizioni dell’asse neutro.

Ecco cosa prescrive il D.M.96 in merito ai valori delle deformazioni ultime della sezione:

  • deformazione ultima del calcestruzzo compresso pari a 0.35%;
  • deformazione ultima del calcestruzzo compresso variabile fra 0.35% e 0.20% quando l’asse neutro, esterno alla sezione, tende all’infinito;
  • Deformazione ultima dell’armatura tesa pari all’1%;

Le NTC2008 invece impongono le seguenti limitazioni per le deformazioni ultime del calcestruzzo e dell’acciaio:

  • deformazione ultima del calcestruzzo compresso pari a 0.35%;
  • deformazione ultima dell’acciaio infinita se si sceglie di adottare un legame elastico-perfettamente plastico

Come puoi notare sia le NTC2008 che il D.M.96 impongono una deformazione ultima del calcestruzzo compresso pari a 0.35%. Per il D.M.96 però quando la sezione è interamente compressa (asse neutro che non taglia la sezione) la deformazione ultima al lembo compresso varia linearmente da 0.35% a 0.20% man mano che l’asse neutro tende all’infinito.

Secondo le NTC2008 la deformazione ultima del calcestruzzo compresso sarà sempre pari 0.35% e non ci sarà un limite per la deformazione massima dell’acciaio teso se si sceglie un legame elastico perfettamente-plastico. Come puoi vedere infatti nell’immagine riportata nelle NTC2008, il tratto orizzontale del legame costitutivo dell’acciaio termina con un tratteggio che sta ad indicare l’assenza di una deformazione ultima dell’acciaio.

LegameAcciaio

Legame elastico-perfettamente plastico proposto dalle NTC2008

Cosa cambia in pratica?

Le differenze fra questi due approcci si manifestano nella procedura di calcolo per la ricerca della posizione dell’asse neutro che assicura l’equilibrio delle tensioni normali agenti nella sezione retta. Seguendo le ipotesi del D.M.96, il calcolo del momento resistente e dello sforzo normale resistente deve tener conto delle deformazioni ultime nei materiali a seconda della zona in cui cade l’asse neutro. Ti riporto di seguito i tre casi possibili:

D.M.96 – caso 1: deformazione ultima nell’acciaio teso

Quando la sezione è interamente tesa e l’asse neutro di conseguenza è esterno alla sezione oppure quando la sezione è parzialmente compressa e la profondità dell’asse neutro è inferiore al valore che porta al raggiungimento della deformazione ultima nel calcestruzzo, allora il diagramma delle deformazioni ruoterà intorno alla deformazione ultima nell’acciaio teso. Man mano che la profondità dell’asse neutro aumenta, la deformazione ultima nell’acciaio teso resterà costante, mentre aumenterà la deformazione massima nel calcestruzzo compresso, fino a raggiungere la deformazione ultima. Si passa così al caso 2 che trovi di seguitoDM96_SezCompr01

D.M.96 – caso 2: deformazione ultima pari a 0.35% nel calcestruzzo compresso

In questo caso la sezione sarà parzializzata: il diagramma delle deformazioni ruoterà intorno alla deformazione ultima del calcestruzzo compresso.DM96_SezCompr02

D.M.96 – caso 3: deformazione ultima pari a 0.20% nel calcestruzzo compresso

In questo caso la sezione sarà interamente compressa e l’asse neutro sarà esterno alla sezione. La deformazione di 0.20% come prescritto dal DM96 si raggiungerà in corrispondenza della fibra distante 3/7 dell’altezza della sezione dal lembo superiore. Il diagramma delle deformazioni ruoterà intorno alla deformazione appena vista. Quando la profondità dell’asse neutro tende all’infinito, il diagramma delle deformazioni sarà costante e pari allo 0.20%.
DM96_SezCompr03

Esegui una simulazione con Ver.Sez.

Le immagini che ti ho riportato sopra sono state prese dal modulo di Ver.Sez. per la verifica ai sensi del D.M.96. Per semplificarti la comprensione del comportamento della sezione secondo le ipotesi del D.M.96, nel modulo dedicato in Ver.Sez. troverai una barra di scorrimento che ti permetterà di eseguire una simulazione, spostando l’asse neutro lungo la sezione. Potrai vedere come varia il diagramma delle deformazioni e delle tensioni. Il centro di rotazione corrisponderà alla deformazione ultima di volta in volta raggiunta nel calcestruzzo o nell’acciaio a seconda della posizione dell’asse neutro. La deformazione ultima sarà evidenziata da un cerchietto celeste nel diagramma delle deformazioni.

Simulaz_DM96

Simulazione DM96 in Ver.Sez. Esegui una simulazione spostando l’asse neutro manualmente cliccando sulla barra di scorrimento

Se vuoi provare anche tu ad eseguire una simulazione del comportamento della sezione con Ver.Sez. puoi scaricare l’applicazione compilando i campi sottostanti. Riceverai subito un’email con il link per scaricare la risorsa.

Compila_Campi

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Conclusioni

Per il calcolo della resistenza a flessione e pressoflessione, a seconda che si usi il D.M.96 o le NTC2008, il risultato cambia davvero poco Nel caso del D.M.96 la procedura di risoluzione diventa più complessa perchè bisogna tener conto delle diverse zone in cui può cadere l’asse neutro e da cui dipenderà il valore della deformazione ultima raggiunta nei materiali.

Le NTC2008 hanno di fatto introdotto una semplificazione nel procedimento di risoluzione per la ricerca dell’asse neutro, poichè secondo le ipotesi delle NTC2008 la deformazione ultima sarà sempre nel calcestruzzo compresso. Di conseguenza le formule per il calcolo delle deformazioni nel calcestruzzo e nell’acciaio saranno sempre le stesse, non varieranno al variare della posizione dell’asse neutro.

Sapevi della sottile differenza fra DM96 e NTC2008 per la verifica a pressoflessione? Puoi farmelo sapere lasciando un commento in fondo alla pagina. Se hai trovato utile l’articolo e vuoi consigliarlo ai tuoi amici e colleghi, il modo migliore per farlo è cliccare sui tasti di condivisione social in fondo alla pagina.

Al prossimo articolo.

Marco.