CIRCOLARE 4 luglio 1996 N. 156 AA.GG/STC
(G.U. 16-9-1996, n. 217 - supplemento)

PRIMA PARTE

 MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI
PRESIDENZA DEL CONSIGLIO SUPERIORE

Servizio Tecnico Centrale

ISTRUZIONI PER L'APPLICAZIONE DELLE
"NORME TECNICHE RELATIVE AI CRITERI GENERALI PER LA VERIFICA DI SICUREZZA DELLE COSTRUZIONI E DEI CARICHI E SOVRACCARICHI"

DI CUI AL DECRETO MINISTERIALE 16 GENNAIO 1996

Nei punti che seguono vengono trattati e approfonditi i vari capitoli delle norme di cui al decreto ministeriale 16-1-1996, conservandone la stessa numerazione. Per comodità di uso le presenti istruzioni riportano tra virgolette anche il testo integrale delle norme; le Istruzioni, contrassegnate da una lettera C preposta al numero del paragrafo, sono riportate a complemento di ciascun capitolo del testo normativo.

1. CAMPO DI APPLICAZIONE E CRITERI GENERALI DI VERIFICA
Le presenti norme sono relative alle costruzioni ad uso civile ed industriale. I metodi generali di verifica nonché‚ i valori delle azioni qui previsti sono applicabili a tutte le costruzioni da realizzare nel campo dell'ingegneria civile per quanto non in contrasto con vigenti norme specifiche.
Scopo delle verifiche di sicurezza è garantire che l'opera sia in grado di resistere con adeguata sicurezza alle azioni cui potrà essere sottoposta, rispettando le condizioni necessarie per il suo esercizio normale, e che sia assicurata la sua durabilità.
Tali verifiche si applicano alla struttura presa nel suo insieme ed a ciascuno dei suoi elementi costitutivi; esse devono essere soddisfatte sia durante l'esercizio sia nelle diverse fasi di costruzione, trasporto e messa in opera.
I metodi di verifica ammessi dalle presenti norme sono:
a) il metodo agli stati limite (metodo dei coefficienti parziali);
b) il metodo delle tensioni ammissibili.
Oltre ai metodi a) e b) sono consentiti altri metodi di verifica scientificamente comprovati purché‚ venga conseguita una sicurezza non inferiore a quella ottenuta con l'applicazione dei sopraddetti metodi.

C.1.1. UNITA' DI MISURA
Il sistema di unità di misura adottato è il Sistema Internazionale di unità, denominato con la sigla "SI" di cui alla direttiva comunitaria 76/770/CEE del 27-7-1976.

C.1.2. MATERIALI
Per le proprietà dei materiali e la loro determinazione si rinvia alle prescrizioni di cui alle norme vigenti.

C.1.3. PRINCIPI GENERALI DEL METODO AGLI STATI LIMITE
Secondo il metodo agli stati limite, la sicurezza nei riguardi delle condizioni ritenute pregiudizievoli (stati limite) viene garantita, per quanto possibile, su basi statistiche.
Si definisce "stato limite" uno stato raggiunto il quale, la struttura o uno dei suoi elementi costitutivi, non può più assolvere la sua funzione o non soddisfa più le condizioni per cui è stata concepita.
Gli stati limite si suddividono in due categorie:
a) stati limite ultimi, corrispondenti al valore estremo della capacità portante o comunque al raggiungimento di condizioni estreme;
b) stati limite di esercizio, legati alle esigenze di impiego normale e di durata.

a) Stati limite ultimi
Nei casi usuali si devono considerare gli stati limite ultimi derivanti da:
- perdita di equilibrio di una parte o dell'insieme della struttura, considerata come corpo rigido;
- rottura localizzata della struttura, per azioni statiche;
- collasso per trasformazione della struttura o di una sua parte in meccanismo;
- instabilità per deformazione;
- rottura localizzata della struttura per fatica;
- deformazione plastica o di fluage, o fessurazione o scorrimento di giunti che conducano ad una modifica della geometria, tale da rendere necessaria la sostituzione della struttura o di sue parti fondamentali;
- degrado o corrosione che rendano necessaria la sostituzione della struttura o di sue parti fondamentali.
Non si effettueranno di regola delle verifiche nei riguardi del raggiungimento degli stati limite ultimi per effetto di azioni eccezionali quali uragani, urti, esplosioni, ecc.; tuttavia la concezione strutturale, i dettagli costruttivi ed in materiali usati dovranno essere tali da evitare che la struttura possa essere danneggiata in misura sproporzionata alla causa.
In presenza di cicli di carico di notevole intensità si effettuerà anche la verifica nei riguardi della formazione di meccanismi da collasso incrementale.

b) Stati limite di esercizio
Oltre agli eventuali stati limite di esercizio specificatamente previsti caso per caso, di regola si dovranno prendere in esame gli stati limite di esercizio derivati da:
- deformazioni eccessive;
- fessurazioni premature o eccessive;
- degrado o corrosione;
- spostamenti eccessivi (senza perdita dell'equilibrio);
- vibrazioni eccessive.

2. LIVELLI DI SICUREZZA E COMBINAZIONE DEI CARICHI
Con riferimento ad entrambi i metodi di verifica di cui alle lettere a) e b) del punto 1, i coefficienti da applicarsi sia ai carichi che alle resistenze sono definiti dalle singole normative in funzione dei materiali, delle tipologie strutturali, delle modalità costruttive, della destinazione e della durata prevista dell'opera, al fine di conseguire il necessario livello di sicurezza.
In particolare, in ciascuna verifica le azioni sono combinate linearmente, mediante opportuni coefficienti che tengono conto della durata prevista per ciascuna azione, della frequenza del suo verificarsi e della probabilità di presenza contemporanea di più azioni.
Per le opere in cemento armato, precompresso e per le strutture metalliche, i coefficienti sono definiti dalle Norme Tecniche di cui all'art. 21 della legge 5-11-1971, n. 1086.
È consentito derogare dai valori dei coefficienti di combinazione previsti dalle Normative, purché ciò sia giustificato da approfonditi studi, nel pieno rispetto dei principi e degli obiettivi sopra enunciati.

C.2.1. APPLICAZIONE DEI CONCETTI PROBABILISTICI
Il raggiungimento di uno stato limite può essere provocato dall'intervento concomitante di vari fattori di carattere aleatorio derivanti dalle incertezze relative:
- alle resistenze dei materiali impiegati rispetto ai valori assunti dal progettista, e ciò anche in relazione alle effettive condizioni realizzate in sito ed ai parametri che influiscono sullo stato limite considerato (carichi di lunga durata, fatica, fragilità, ecc.);
- all'intensità delle azioni dirette, indirette e di natura chimico-fisica ed alla probabilità della loro coesistenza;
- alla geometria della costruzione;
- alla divergenza tra gli effetti realmente indotti dai carichi e quelli calcolati.
L'obiettivo delle verifiche di sicurezza è di mantenere la probabilità di raggiungimento dello stato limite considerato entro il valore prestabilito in relazione al tipo di costruzione preso in esame, alla sua influenza sulla incolumità delle persone ed alla sua prevista durata di esercizio.
Il metodo qui adottato, prevede:
a) l'introduzione dei "valori caratteristici" per tutte le grandezze delle quali si vuole mettere in conto il carattere aleatorio, e in ogni caso per:
- le resistenze che definiscono le proprietà meccaniche dei materiali;
- l'intensità delle azioni;
b) la trasformazione di tali valori caratteristici in "valori di calcolo" adeguati allo stato limite considerato, mediante l'applicazione di coefficienti parziali o al fine di coprire gli altri fattori di incertezza di cui sopra.
Le resistenze di calcolo dei materiali si ottengono dividendo le resistenze caratteristiche per i coefficienti (>1). Le azioni di calcolo si ottengono dalle azioni caratteristiche, moltiplicando per i coefficienti (>1 o £ 1 a seconda che il contributo dell'azione diminuisca o aumenti la sicurezza).
In casi particolari è inoltre possibile l'applicazione dei coefficienti aggiuntivi, definiti dalle normative specifiche dei singoli tipi strutturali e per i vari stati limite considerati.
c) le dimensioni geometriche di norma sono assunte deterministiche.
Le resistenze caratteristiche dei materiali sono, per definizione, i frattili di ordine 0,05 delle rispettive distribuzioni statistiche.
Il valore caratteristico delle azioni permanenti è il frattile di ordine 0,95 ovvero quello di ordine 0,05 delle relative distruzioni statistiche (indicati F_k e F rispettivamente), a seconda che i valori rilevanti ai fini della sicurezza siano quelli più elevati ovvero quelli più bassi.
Quando si possono assimilare gli effetti della pre-tensione ad un insieme di forze esterne, l'intensità caratteristica delle forze di pre-tensione P, per definizione, il frattile di ordine 0,95 (oppure 0,05) delle relative distribuzioni.
La forza caratteristica di pre-tensione agente in una data sezione, sia in corso di esecuzione che in esercizio, è definita in base
- alla forza di pre-tensione iniziale caratteristica;
- al valore caratteristico assunto dall'istante considerato dalle perdite di tensione istantanee e differite nel tempo.

C.2.2. MODIFICA DEI LIVELLI DI SICUREZZA
Le normative specifiche assegneranno ai coefficienti valori tali che, in unione ai valori dei coefficienti , ne risultino livelli usualmente accettati di probabilità di raggiungimento degli stati limite ultimi per il previsto periodo di utilizzo della struttura.
Qualora per certe strutture il raggiungimento di tale stato limite ultimo possa apportare particolare pericolo alla comunità, può essere richiesto un livello di sicurezza maggiore. Analogamente in altri casi può essere sufficiente un livello di sicurezza inferiore.
Nel prospetto seguente, a titolo di esempio, sono riportati i valori dei coefficienti g_f per il livello di rischio L e per livelli di rischio 10L e L/10.

Ogni eventuale modifica dei livelli di sicurezza dovrà essere espressamente autorizzata caso per caso dal Servizio Tecnico Centrale sentito il Consiglio Superiore dei LL.PP.

3. AZIONI SULLE COSTRUZIONI - GENERALITA'
Le azioni da considerare nelle costruzioni comprendono in genere: pesi propri degli elementi costituenti la struttura, carichi permanenti, sovraccarichi variabili per gli edifici, variazioni termiche e igrometriche, cedimenti di vincoli, azioni sismiche e dinamiche in genere, azioni eccezionali.
Nel seguito sono indicati i pesi per unità di volume dei principali materiali per la determinazione dei pesi propri strutturali e sono date prescrizioni relativamente ai sovraccarichi variabili per gli edifici, alle azioni della neve e del vento, alle variazioni di temperatura. Nelle verifiche col metodo di cui alla lettera a) del punto 1., tali valori si considerano caratteristici; in quelle col metodo di cui alla lettera b), essi si considerano nominali.
Per le altre azioni si dovrà fare riferimento alle apposite regolamentazioni in vigore.
Nei successivi punti vengono trattati il peso proprio, le azioni di neve e di vento e le variazioni termiche.

C.3.1. TIPI DI AZIONI
Per la determinazione delle sollecitazioni S (^{nota 1}) nei vari stati limite, si deve tener conto delle seguenti azioni F (^{nota 2} ):
a) le azioni dirette (forze): carichi permanenti (peso proprio ed altri carichi fissi) e carichi variabili (carichi di servizio, neve, vento, sisma, spinta delle terre, forze dinamiche, ecc.);
b) le azioni indirette (deformazioni impresse): variazioni termiche, ritiro, pre-tensione, spostamenti di vincoli, difetti di montaggio, ecc.;
c) le azioni di carattere chimico fisico dovute a: agenti aggressivi, gelo, umidità, materiali nocivi, ecc.
In particolare nella determinazione delle sollecitazioni si dovrà tener conto degli effetti dovuti ad eccentricità non voluta, per imperfezioni geometriche, di carico, ecc.

C.3.2. COMBINAZIONI DI CARICO
Indipendentemente dal metodo di verifica adottato, le azioni debbono essere cumulate secondo condizioni di carico tali da risultare più sfavorevoli ai fini delle singole verifiche, tenendo conto della ridotta probabilità di intervento simultaneo di tutte le azioni con i rispettivi valori più sfavorevoli.

C.3.2.1. STATI LIMITE ULTIMI
Le formule di combinazione qui indicate hanno carattere orientativo e possono applicarsi a costruzioni civili o industriali di tipo corrente per le quali non esistono regolamentazioni specifiche.
Si adotteranno le combinazioni espresse simbolicamente come segue:

F_d = _g × G_k + _{p ×} P_k+ _{q ×} Q_lk+ _q (_0i × Q_ik)

dove i segni + e significano l'applicazione concomitante dei rispettivi addendi ed il coefficiente _q (pari a 1,5 oppure a 0) va applicato a ciascun carico Q_ik con il valore appropriato.

Si assumono i coefficienti :

_g = 1,4 (1,0 se il suo contributo aumenta la sicurezza);
_p = 0,9 (1,2 se il suo contributo diminuisce la sicurezza);
_q = 1,5 (0 se il suo contributo aumenta la sicurezza);

ed essendo:

G_k il valore caratteristico delle azioni permanenti;
P_k il valore caratteristico della forza di precompressione;
Q_lk il valore caratteristico dell'azione di base di ogni combinazione;
Q_ik i valori caratteristici delle azioni variabili tra loro indipendenti;
_0i coefficiente di combinazione allo stato limite ultimo, da determinarsi sulla base di considerazioni statistiche; in assenza di queste si assume _0i non inferiore a 0,7 per i carichi variabili di esercizio nei fabbricati per abitazione e uffici e/o non inferiore a 0,7 per neve e vento.
Qualora le deformazioni impresse esercitino una azione significativa sullo stato limite ultimo considerato se ne terrà conto applicando loro un coefficiente pari a 1,2.
Il contributo delle deformazioni impresse, non imposte appositamente, deve essere trascurato se a favore della sicurezza.
Nella espressione di F_d ciascuna azione variabile deve essere di volta in volta assunta come azione di base della combinazione.

C.3.2.1.1. AZIONI ECCEZIONALI
Le azioni eccezionali (uragani, urti, esplosioni, ecc.), da considerare soltanto quando prescritte, si combinano solo con i carichi di carattere permanente. In tal caso alle verifiche di cui alla espressione F_d sopra riportata, si aggiunge la seguente :

F_d = G_k + Q_dk + _ex × Q_ex

espressione in cui Q_dk corrisponde alla frazione dei carichi variabili caratteristici avente una durata di applicazione superiore a 30 giorni all'anno e Q_ex è il valore nominale dell'azione eccezionale considerata.
I valori del fattore _ex nell'applicazione della espressione precedente vengono fissati nell'intervallo 1,0¸ 1,5 in relazione alla importanza dei danni cui potrebbe dar luogo il raggiungimento dello stato limite considerato.

C.3.2.2. STATI LIMITE DI ESERCIZIO
Le formule di combinazione qui indicate hanno carattere orientativo e possono applicarsi a costruzioni civili o industriali di tipo corrente e per le quali non esistano regolamentazioni specifiche. Si prenderanno in esame le seguenti combinazioni:

rare:	Fd = Gk + Pk + Qlk+ (0i × Q)
frequenti:	Fd = Gk + Pk + y li × Qlk + (2i × Qik)
quasi permanenti:	Fd = Gk + Pk + (2i × Qik)

essendo:

_1i: coefficiente atto a definire i valori delle azioni variabili assimilabili ai frattili di ordine 0,95 delle distribuzioni dei valori istantanei;
_2i: coefficiente atto a definire i valori quasi permanenti delle azioni variabili assimilabili ai valori medi delle distribuzioni dei valori istantanei.

In mancanza di informazioni adeguate si potranno attribuire ai coefficienti _0i, _li, _2i i valori minimi seguenti:

C.3.3. CORROSIONE E DEGRADO
In mancanza di specifiche prescrizioni progettuali, sia in fase di costruzione che in esercizio dovranno essere assunte quelle misure che l'esperienza ha dimostrato valide per una accettabile durevolezza dell'opera, nei confronti di tali stati limite.

4. PESI PROPRI DEI MATERIALI STRUTTURALI
I pesi per unità di volume dei più comuni materiali, per la determinazione dei pesi propri strutturali, possono essere assunti pari a quelli riportati nel prospetto 4.1. Sono comunque ammessi accertamenti specifici.

Prospetto 4.1.

Pesi per unità di volume dei principali materiali strutturali

________________________________________________________

(^{nota 1}) Si indica "sollecitazione" o "caratteristica della sollecitazione" S ogni effetto od insieme di effetti interni (forza normale, momento flettente, forza di taglio, ecc.) che, a causa delle azioni, si determinano nella struttura; più in generale si potrà indicare con "S" ogni "effetto od insieme di effetti" (ivi comprese deformazioni, aperture di fessure, ecc. indotte dalle azioni sulla struttura).

(^{nota 2}) Si designa con il termine "azione" F ogni causa o insieme di cause (carichi permanenti, carichi variabili, deformazioni impresse, agenti chimico-fisici...) capaci di indurre stati limite in una struttura.

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