Miglioramento sismico NTC 2018: quale incremento di ζE è richiesto?

Nel miglioramento sismico non esiste un unico target di $\zeta_E$ valido per tutti gli edifici. Il §8.4.2 delle NTC 2018 distingue due regole principali: per le costruzioni di classe III ad uso scolastico e di classe IV il valore post-intervento deve essere almeno 0,60; per le rimanenti costruzioni di classe III e per quelle di classe II, $\zeta_E$ deve aumentare di almeno 0,10 rispetto alla situazione ante intervento.

Quindi, per un normale edificio residenziale in classe II con $\zeta_E=0{,}42$, un miglioramento conforme a questo requisito deve portare almeno a $\zeta_E=0{,}52$: non è necessario arrivare automaticamente a 1,00.

Questa regola va però applicata solo dopo aver classificato correttamente l’intervento. Se ricorre uno dei casi di adeguamento obbligatorio del §8.4.3, il problema cambia. Per il quadro generale conviene partire dalla pillar sugli interventi su edifici esistenti secondo NTC 2018 e, nei casi dubbi, dal criterio per distinguere intervento locale e miglioramento sismico.

Che cosa rappresenta ζE

Le NTC utilizzano $\zeta_E$ come rapporto tra l’azione sismica massima sopportabile dalla struttura e l’azione sismica massima che si utilizzerebbe nel progetto di una nuova costruzione sul medesimo sito e con le medesime caratteristiche rilevanti ai fini della domanda sismica.

In forma sintetica:

$$\zeta_E = \frac{a_{\mathrm{cap}}}{a_{\mathrm{dom}}}$$

dove $a_{\mathrm{cap}}$ rappresenta il livello di azione sismica corrispondente alla capacità della costruzione e $a_{\mathrm{dom}}$ quello richiesto per la costruzione nuova di riferimento.

Un valore $\zeta_E=1{,}00$ esprime quindi, rispetto allo stato limite considerato, una capacità pari alla domanda assunta per il nuovo. Un valore inferiore a 1 non significa però, da solo, che un intervento di miglioramento sia normativamente insufficiente: il §8.4.2 ammette esplicitamente valori inferiori a 1,00 entro le condizioni stabilite dalla norma.

Cosa impone il §8.4.2 NTC 2018

La prima distinzione da fare è la classe d’uso della costruzione.

Classe III ad uso scolastico e classe IV

Per le costruzioni di classe III ad uso scolastico e per quelle di classe IV, il valore post-intervento deve soddisfare:

$$\zeta_{E,\mathrm{post}} \ge 0{,}60$$

La norma contempla specifiche eccezioni, tra cui il quadro applicabile ai beni culturali; per questi casi non è corretto trasferire meccanicamente la soglia senza verificare la disciplina pertinente.

La conseguenza pratica è importante: non basta dimostrare un qualsiasi incremento rispetto allo stato di fatto. Se, per esempio, una scuola passa da $\zeta_E=0{,}30$ a $0{,}50$, la sicurezza è aumentata, ma non è ancora raggiunto il requisito minimo di 0,60 previsto dal §8.4.2 per questa categoria.

Classe II e rimanenti costruzioni di classe III

Per le costruzioni di classe II e per le rimanenti costruzioni di classe III, la NTC richiede invece un incremento minimo:

$$\zeta_{E,\mathrm{post}} - \zeta_{E,\mathrm{ante}} \ge 0{,}10$$

oppure, in forma direttamente utilizzabile nel dimensionamento preliminare:

$$\zeta_{E,\mathrm{post}} \ge \zeta_{E,\mathrm{ante}} + 0{,}10$$

Questa è una differenza assoluta dell’indice, non un incremento percentuale del 10%.

Se lo stato ante intervento vale $\zeta_E=0{,}42$:

$$\zeta_{E,\mathrm{target}} = 0{,}42 + 0{,}10 = 0{,}52$$

Interpretarlo come un aumento del 10% porterebbe invece a $0{,}462$, che non soddisfa il requisito.

Tre esempi che evitano gli errori più comuni

Edificio residenziale in classe II: ζE da 0,35 a 0,47

L’incremento è:

$$\Delta\zeta_E = 0{,}47 - 0{,}35 = 0{,}12$$

Sotto il solo profilo del requisito quantitativo del §8.4.2, l’incremento minimo di 0,10 è superato.

Questo non basta, da solo, a dichiarare il progetto conforme: restano da verificare tutte le altre prescrizioni applicabili, la corretta modellazione e le verifiche degli elementi.

Edificio residenziale in classe II: ζE da 0,70 a 0,77

Qui:

$$\Delta\zeta_E = 0{,}07$$

Il valore finale è relativamente elevato, ma l’incremento è inferiore a 0,10. Se l’opera è classificata come miglioramento ai sensi del §8.4.2, non basta osservare che $\zeta_E$ post-intervento è maggiore di 0,60: quella soglia appartiene alla diversa regola prevista per scuole in classe III e costruzioni in classe IV.

Scuola in classe III: ζE da 0,45 a 0,61

Il valore finale supera 0,60. Il requisito quantitativo previsto dal §8.4.2 per questa categoria è quindi raggiunto.

Anche in questo caso la verifica non si esaurisce nel singolo numero: $\zeta_E$ è un indicatore sintetico della sicurezza rispetto all’azione sismica, non un sostituto delle verifiche strutturali richieste.

NTC, Circolare e giudizio del progettista: tre livelli da non confondere

La NTC stabilisce il requisito

Il §8.4.2 definisce la categoria del miglioramento e fissa i requisiti quantitativi appena descritti. È il riferimento prescrittivo da cui partire.

La Circolare chiarisce l’impostazione progettuale

La Circolare 7/2019 accompagna il Capitolo 8 con istruzioni applicative sulla valutazione delle costruzioni esistenti e sulla progettazione degli interventi. Non sostituisce la NTC e non trasforma la soglia numerica in un criterio automatico di scelta dell’intervento: il progetto deve essere coerente con comportamento strutturale, meccanismi vulnerabili e obiettivi dell’opera.

Il progettista deve costruire un intervento coerente

Raggiungere matematicamente il target minimo non significa che qualunque distribuzione dei rinforzi sia una buona soluzione. Il progettista deve verificare che l’intervento non introduca vulnerabilità, irregolarità o meccanismi indesiderati e deve documentare il confronto tra stato ante e post intervento.

Il target di $\zeta_E$ è quindi una condizione necessaria del miglioramento, non l’intero progetto di miglioramento.

Prima di calcolare il target, escludere l’adeguamento

Un errore frequente è partire da $\zeta_{E,\mathrm{ante}}$, aggiungere 0,10 e dimensionare subito i rinforzi. L’ordine corretto è diverso.

Prima bisogna verificare se l’opera ricade in uno dei casi di adeguamento obbligatorio del §8.4.3. Tra i temi che richiedono particolare attenzione ci sono ampliamenti strutturalmente connessi, sopraelevazioni, trasformazioni del sistema strutturale e alcuni cambi d’uso.

Se ricorre l’adeguamento, non è corretto usare il semplice incremento di 0,10 come obiettivo del progetto.

Un metodo operativo in cinque passaggi

1. Definire la classe d’uso

Serve a individuare quale regola quantitativa del §8.4.2 è applicabile.

2. Determinare ζE ante intervento

Il valore deve derivare da una valutazione coerente dello stato di fatto, con conoscenza, modellazione, proprietà dei materiali e fattori di confidenza correttamente definiti.

3. Escludere i casi del §8.4.3

Verificare sopraelevazioni, ampliamenti, variazioni d’uso con incremento dei carichi, trasformazioni del sistema strutturale e cambi di classe d’uso nelle condizioni previste dalla norma.

4. Fissare il target minimo

Per classe II e per le rimanenti costruzioni di classe III:

$$\zeta_{E,\mathrm{target}} \ge \zeta_{E,\mathrm{ante}} + 0{,}10$$

Per scuole in classe III e costruzioni in classe IV:

$$\zeta_{E,\mathrm{target}} \ge 0{,}60$$

5. Verificare lo stato post intervento

Il confronto ante/post deve essere omogeneo: cambiare ipotesi, criteri di modellazione o parametri senza motivazione può rendere poco significativo il confronto numerico.

Il minimo normativo non è necessariamente il target progettuale migliore

La soglia normativa risponde alla domanda: qual è il requisito minimo perché l’intervento classificato come miglioramento soddisfi questa prescrizione?

La scelta progettuale può avere un obiettivo superiore. Costi marginali dei rinforzi, vulnerabilità residue, vita utile attesa, importanza dell’opera, interferenze architettoniche e possibilità di concentrare gli interventi possono rendere razionale puntare oltre il minimo.

L’errore opposto è fissare arbitrariamente $\zeta_E=1{,}00$ per ogni miglioramento. In molti edifici esistenti questo può trasformare senza necessità un problema di miglioramento in un intervento molto più invasivo e costoso, senza che la NTC lo richieda come regola generale.

Cosa deve risultare chiaramente nella relazione

Una relazione tecnica robusta dovrebbe rendere immediatamente leggibili almeno:

• classe d’uso e motivazione;
• $\zeta_{E,\mathrm{ante}}$;
• criterio normativo applicato per il miglioramento;
• $\zeta_{E,\mathrm{target}}$;
• $\zeta_{E,\mathrm{post}}$;
• incremento $\Delta\zeta_E$ quando pertinente;
• esclusione motivata dei casi di adeguamento del §8.4.3;
• coerenza tra vulnerabilità individuate e interventi adottati.

In questo modo il numero finale non appare isolato, ma diventa la conclusione verificabile di un percorso di classificazione, analisi e progetto.