Progettazione | Strutture

Normative antisismiche: il quadro italiano e internazionale

Le normative per le costruzioni in zona sismica costituiscono lo strumento con il quale i governi cercano di perseguire l’obiettivo della garanzia della sicurezza delle strutture e delle infrastrutture in caso di eventi sismici, obiettivo direttamente connesso con la salvaguardia delle comunità amministrate e la continuità delle attività produttive coinvolte.

Le normative per le costruzioni in zona sismica costituiscono lo strumento con il quale i governi cercano di perseguire l’obiettivo della garanzia della sicurezza delle strutture e delle infrastrutture in caso di eventi sismici, obiettivo direttamente connesso con la salvaguardia delle comunità amministrate e la continuità delle attività produttive coinvolte.
Le normative antisismiche sono in genere costituite da due componenti distinte: da una parte la classificazione sismica del sito e dall’altra le regole di progettazione per le strutture.

Figura 1. Evoluzione della mappatura sismica del territorio Italiano, da sinistra a destra: 1970, 1981, 2003.

Figura 1. Evoluzione della mappatura sismica del territorio Italiano, da sinistra a destra: 1970, 1981, 2003.

La classificazione sismica ha l’obiettivo di indicare dove si possono manifestare eventi sismici e quale può essere la loro entità. Le regole di progettazione spaziano da prescrizioni per la corretta concezione e organizzazione della struttura fino ai dettagli costruttivi, passando per le raccomandazioni sui più idonei strumenti di analisi per la previsione del comportamento delle costruzioni durante i terremoti. Ne consegue che le normative antisismiche derivano dagli studi sviluppati e dalle esperienze accumulate in due differenti discipline: la sismologia per la parte legata alla classificazione sismica, l’ingegneria strutturale per la parte relativa alle regole di progettazione.

Cenni storici

Antesignani delle normative antisismiche nazionali sono stati alcuni decreti emanati a partire dal 1600 nel Regno di Napoli e successivamente nello Stato Pontificio in risposta a terremoti distruttivi che avevano colpito le locali popolazioni. Si trattava essenzialmente di indicazioni per la costruzione di sistemi controventati (sistema baraccato alla beneventana) e di imposizioni sulle altezze massime degli edifici e gli spessori minimi delle murature portanti.
E’ il drammatico terremoto di Messina del 1908, uno degli eventi più catastrofici del XX secolo, a spingere l’allora governo del Regno d’Italia all’emanazione delle prime norme antisismiche italiane (Regio Decreto n. 193 del 18 Aprile 1909). Per la prima volta si parla di individuazione delle zone sismiche in Italia, anche se non si trattava altro che della mappa dei territori colpiti da forti terremoti.

Di conseguenza la maggior parte delle zone d’Italia non era classificata come sismica. Tra le varie indicazioni fornite per la progettazione, veniva prescritto che le costruzioni fossero realizzate con una ossatura in legno, di ferro, di cemento armato o di muratura armata, limitando la muratura in mattoni o in blocchi di pietra squadrata o listata, alle costruzioni di un solo piano. Per quanto riguarda le azioni sismiche, la norma prescriveva di considerare forze statiche orizzontali e verticali proporzionali ai pesi. Le azioni statiche dovute al peso proprio ed al sovraccarico dovevano essere aumentate di una percentuale che rappresentasse l’effetto delle vibrazioni sussultorie.
Le azioni dinamiche dovute al moto ondulatorio venivano invece rappresentate attraverso accelerazioni applicate alle masse del fabbricato in due direzioni ortogonali e agenti in entrambi i sensi di ciascuna direzione.

Legge 64/1974

Bisogna attendere alcuni decenni per un diverso approccio al problema della sicurezza sismica, quando nel 1974 viene approvata la legge della Repubblica Italiana n. 64 “Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche”. Tale legge delega il Ministro dei Lavori Pubblici:

  • all’emanazione di norme tecniche per le costruzioni sia pubbliche che private, da effettuarsi con decreto ministeriale, di concerto con il Ministro per l’Interno, sentito il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, e con la collaborazione del Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR);
  • all’aggiornamento della classificazione sismica attraverso appositi decreti ministeriali sulla base di comprovate motivazioni tecnico-scientifiche.

Un’innovazione di metodo molto importante dato che fino al 1974 in Italia i comuni erano stati classificati come sismici e sottoposti a norme restrittive per le costruzioni solo dopo essere stati fortemente danneggiati dai terremoti.
La legge n. 64 del 1974 segue di qualche anno la legge n. 1086 del 1971 “Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e precompresso ed a struttura metallica” che regolamenta le costruzioni in zone non sismiche e che presenta una simile impostazione con delega ai decreti ministeriali per le indicazioni progettuali da aggiornare periodicamente in base al progresso delle conoscenze tecniche e scientifiche.

Figura 2. Ristrutturazione e ampliamento in acciaio della ex sede Poste via Ferrante Aporti, Milano.

Figura 2. Ristrutturazione e ampliamento in acciaio della ex sede Poste via Ferrante Aporti, Milano.

In conseguenza del riordino normativo della materia edilizia, le disposizioni previste dalla legge n. 64 del 1974 sono successivamente confluite, con alcune modifiche, nel DPR 6 giugno 2001, n. 380, Testo unico delle disposizioni legislative e regolamentari in materia edilizia, il cui Capo IV reca “Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche”, con disposizioni specifiche relative alle norme per le costruzioni in zone sismiche, alla relativa vigilanza, nonché alle modalità di repressione delle violazioni.
A tutt’oggi tale legge costituisce il punto di partenza per le prescrizioni in zona sismica.

Dai terremoti in Friuli Venezia Giulia ed Irpinia all’Ordinanza 3274/2003

Gli studi di carattere sismologico effettuati all’indomani del terremoto del Friuli Venezia Giulia del 1976 e di quello in Irpinia del 1980, svolti all’interno del Progetto Geodinamica del CNR, portarono ad un notevole aumento delle conoscenze sulla sismicità del territorio nazionale che consentirono la formulazione di una proposta di classificazione sismica su base probabilistica. Con appositi decreti ministeriali, tra il 1981 ed il 1984, il 45% del territorio nazionale fu classificato sismico (con una suddivisione in tre categorie) e in tali zone divenne obbligatorio il rispetto delle specifiche norme antisismiche per le costruzioni.
Tale classificazione è rimasta in vigore per due decenni fino a quando, dopo il terremoto del 2002 in Puglia e Molise, al fine di fornire una risposta immediata alla necessità di aggiornamento della classificazione sismica e delle norme antisismiche, viene emanata l’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.3274 del 2003. Tale provvedimento legislativo ha riclassificato l’intero territorio nazionale in quattro zone a diversa pericolosità, eliminando le zone non classificate. E’ un punto di svolta importante perché viene riconosciuto che nessuna area dell’Italia può ritenersi non interessata al problema sismico.

Altro aspetto di novità dell’ordinanza è stato quello di pubblicare le norme tecniche di progettazione antisismica che comprendono, per la prima volta in un documento unico, le diverse tipologie di costruzioni (edifici, ponti ed opere di fondazione e di sostegno dei terreni) nei differenti materiali (calcestruzzo armato, acciaio, composte acciaio e calcestruzzo, legno, muratura). Il tutto in forte sintonia con il sistema di normative già definito a livello europeo, di fatto segnando il passaggio dalle norme di vecchia concezione puramente prescrittive a quelle di nuova concezione di impostazione prestazionale.

In tale ambito gli obiettivi della progettazione che la norma si prefigge vengono dichiarati ed i metodi utilizzati allo scopo vengono singolarmente giustificati.

Le Norme Tecniche per le Costruzioni

L’impostazione introdotta con l’ordinanza è stata confermata dall’ultimo aggiornamento attualmente in vigore, ossia il Decreto Ministeriale del 14 gennaio 2008 “Nuove norme tecniche per le costruzioni” successivamente affiancato dalla Circolare del 2 febbraio 2009, n. 617 contenente “Istruzioni per l’applicazione delle Nuove norme tecniche per le costruzioni” di cui al decreto ministeriale del 14/01/2008.
In tale decreto l’azione sismica è descritta nel capitolo 3 insieme alle azioni antropiche e ambientali, la progettazione per azioni sismiche è descritta nel capitolo 7 per i diversi materiali (all’acciaio è dedicato il paragrafo 7.5 e alle strutture composte acciaio e calcestruzzo il paragrafo 7.6), infine il capitolo 8 è rivolto ai problemi specifici delle costruzioni esistenti. A tali regole di progettazione si affianca la possibilità di fare riferimento alla normativa europea sulle strutture (Eurocodici), utile riferimento per tutti gli aspetti non esplicitamente trattati nella normativa italiana.

Eurocodici e futuri sviluppi

Gli Eurocodici forniscono delle regole unificate per la progettazione e la verifica di sicurezza delle strutture e dei prodotti da costruzione nell’ambito dell’ingegneria civile. Sono il frutto della raccolta delle esperienze nazionali dei paesi europei e del contributo di comitati tecnici internazionali così come di organizzazioni scientifiche, il tutto ad opera del Comitato Europeo di Normazione (CEN). Gli Eurocodici forniscono una mole rilevante di informazioni e indicazioni per la progettazione strutturale secondo un approccio prestazionale presentato per obiettivi (principi) e indicazioni per raggiungere gli obiettivi prefissati. Sono suddivisi in dieci volumi e si parte dall’Eurocodice 0 che definisce i concetti di base per la progettazione strutturale a garanzia delle sicurezza delle costruzioni, seguito dall’Eurocodice 1 che introduce le azioni (escluso il sisma) da considerare sulle costruzioni. Gli Eurocodici dedicati ai diversi materiali sono il 2 (calcestruzzo armato), 3 (acciaio), 4 (strutture composte acciaio e calcestruzzo), 5 (legno), 6 (muratura), 9 (alluminio). Vi sono poi l’Eurocodice 7 dedicato alla progettazione geotecnica e l’Eurocodice 8 che si occupa della progettazione strutturale in zona sismica, integrando le indicazioni generali presentate per i singoli materiali negli altri volumi.

Figura 3. Abdi Ibrahim Tower, Istanbul, Turchia.

Figura 3. Abdi Ibrahim Tower, Istanbul, Turchia.

Nello specifico, l’Eurocodice 8 è suddiviso in una parte 1 (regole generali, azioni sismiche e regole per gli edifici), 2 (ponti), 3 (valutazione e adeguamento degli edifici), 4 (silos, serbatoi e condotte), 5 (fondazioni, strutture di contenimento ed aspetti geotecnici), 6 (torri, pali e camini).
L’Eurocodice 8 parte 1 presenta quattro capitoli generali a seguire capitoli specifici per i vari materiali strutturali, dei quali il capitolo 6 e il capitolo 7 contengono le regole specifiche rispettivamente per le costruzioni in acciaio e composte acciaio e calcestruzzo.
Per soddisfare le diverse esigenze e condizioni locali degli stati appartenenti alla Comunità Europea, gli Eurocodici sono organizzati in modo da permettere in modo semplice modifiche nelle prescrizioni tramite l’assegnazione di parametri che possono essere diversi dai valori indicativi riportati. Tali modifiche vengono realizzate per ciascuno stato tramite l’emanazione di documenti di applicazione nazionale.
Con la pubblicazione nel 2007 della corrente versione degli Eurocodici è iniziata la fase di implementazione negli stati membri, aprendo la possibilità ai progettisti delle strutture di diffondere all’interno dell’Europa in modo molto più agevole la propria attività, a tutto vantaggio della libera circolazione delle idee. Parallelamente si è registrato un interesse verso gli Eurocodici in ambito internazionale come standard di riferimento e possibile alternativa alle normative nordamericane che hanno tradizionalmente avuto tale ruolo per diversi decenni, chiaro e lusinghiero dato che conferma l’importanza del grande sforzo di unificazione normativo intrapreso e dei risultati raggiunti. Tuttavia, nonostante l’ampio corpo normativo europeo, le normative nordamericane e statunitensi in particolare rimangono ancora un utile riferimento, soprattutto per l’acciaio in zona sismica vista la consolidata tradizione americana sull’argomento e la maggior rapidità con la quale spesso si passa dalle numerose ricerche applicative finanziate all’aggiornamento e ampliamento delle normative per comprendere nuovi soluzioni e nuovi sistemi strutturali.

Figura 4. California Academy of Sciences, Usa.

Figura 4. California Academy of Sciences, Usa.

Un discorso a parte va fatto quando si parla di interventi su edifici esistenti costituenti il patrimonio storico e artistico. Viste le specificità della situazione italiana, si sentiva l’esigenza di indicazioni che potessero costituire un aiuto al progettista impegnato a lavorare sul patrimonio esistente, indicazioni che non era possibile reperire in normative extra nazionali. In tale situazione, un valido riferimento è dato dalle “Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle Norme tecniche per le costruzioni di cui al decreto del Ministero delle Infrastrutture e dei trasporti del 14 gennaio 2008” pubblicate nel 2011. Nel capitolo 6 di tali linee guida, dedicato ai criteri di intervento per il miglioramento sismico e alle tecniche di intervento, esplicita menzione è fatta agli interventi basati sull’uso di elementi in acciaio che, come già discusso, presentano indubbi vantaggi e potenzialità di impiego.

Gli aggiornamenti

Il quadro normativo italiano, così come quello internazionale, segue un processo continuo di evoluzione e aggiornamento. Al momento sono in corso due azioni che interesseranno a breve il progettista.
La prima riguarda l’evoluzione della norma nazionale, il nuovo testo è stato approvato dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici il 14 novembre 2014 ed al momento è in corso l’iter per l’approvazione definitiva, che comprende il passaggio alla Conferenza Stato-Regioni e la verifica da parte dei Ministeri interessati. La bozza approvata non contiene variazioni significative ma fornisce utili approfondimenti e indicazioni, soprattutto per quanto riguarda gli interventi sulle costruzioni esistenti.
La seconda azione riguarda il processo di revisione degli Eurocodici, iniziato nel 2014 su mandato della Comunità Europea. La revisione di tutti gli Eurocodici prevede un percorso piuttosto articolato e si concluderà nel 2019.

a cura di Prof. Andrea Dall’Asta, Prof. Alessandro Zona
©Fondazione Promozione Acciaio
Architetture in Acciaio #15 “Costruzioni Sicure in Zona Sismica”

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