Ancoraggio armature in zona sismica e NTC: quando è possibile saldare o giuntare le staffe di rinforzo?

Su LabTecDesign mi sono occupato più volte di ancoraggio delle armature. Una delle domande frequenti riguarda la possibilità di ancorare le barre effettuando la saldatura sul posto o inserendo dispositivi meccanici (manicotti). Sono soluzioni praticabili alla luce delle nuove disposizioni normative?

Introduzione al problema

La messa in opera di ancoraggio delle barre per eseguire rinforzi antisismici su edifici esistenti può diventare problematico. Le soluzioni, oltre l’inghisaggio chimico con iniezioni di resina, sono la saldatura e la giunzione meccanica.

Ancoraggio con saldatura

La giunzione con saldatura ha una modalità di rottura fragile quindi per questo motivo tecnico è da escludere nelle zone critiche (dissipative).

Ancoraggio meccanico

L’ancoraggio meccanico con dispositivi qualificati (manicotti) ha una rottura duttile e in opera mantiene la continuità della barra longitudinale di armatura o delle staffa.

Panoramica sulla normativa precedente e attuale

Vecchie NTC 2008

Le precedenti Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14.01.2008) non fornivano indicazioni sugli ancoraggi per le strutture in zona sismica, ma soltanto per le strutture in c.a. soggette a sole azioni statiche.

Eurocodice (EC8) – Strutture in zona sismica

Successivamente alle NTC2008, sopo state approvate con Decreto del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti del 27.03.2013, le Appendici nazionali agli Eurocodici. Il suddetto DM dispone che gli Eurocodici, con le relative Appendici Nazionali, forniscono il sistematico supporto applicativo delle NTC 2008, sia qualora espressamente richiamati, sia per aspetti tecnici non espressamente o completamente trattati nelle stesse.

Per l’appunto il paragrafo 5.6.3 dell’Eurocodice EC8 che tratta le giunzioni tra barre in acciaio dispone che:

• la giunzione di barre mediante saldatura è vietata in corrispondenza delle zone critiche degli elementi strutturali;
• la giunzione di barre mediante dispositivi meccanici di collegamento è concessa nelle colonne e nei pannelli se questi elementi sono garantiti da sperimentazioni appropriate in condizioni compatibili con la classe di duttilità scelta.

Per consultare l’Eurocodice EC8 (in inglese): https://www.labtecdesign.com/lab/Structural_Eurocodes.html

D.M. 17.01.2018 – Norme Tecniche per le Costruzioni NTC2018

CAP. 7.4.6.2 – Limitazioni di Armatura

Attualmente nelle NTC2018 al paragrafo § 7.4.6.2 «Limitazioni di armatura» si dispone che:

Le giunzioni di barre mediante saldatura o dispositivi meccanici sono vietate in corrispondenza delle zone dissipative degli elementi strutturali.

Nelle colonne e nelle pareti, la giunzione di barre mediante dispositivi meccanici di collegamento è concessa se dispositivi ed elementi, qualificati secondo quanto indicato al § 11.3.2.9, sono oggetto di prove appropriate in condizioni compatibili con la classe di duttilità scelta.

Per consultare le NTC2018: https://www.labtecdesign.com/download/897/

NOTA BENE

• Le Saldature sono ammesse solo in mezzeria;
• Nelle zone dissipative sono concesse solo giunzioni meccaniche (né saldature per ancoraggi nel calcestruzzo);
• L'ancoraggio delle barre per sovrapposizione nei nodi non è nemmeno citato: in sostanza le nuove norme tecniche richiedono in generale di evitare le interruzioni delle armature nelle zone critiche;
• per i soli pilastri e setti consente di usare manicotti purché qualificati (§ 11.3.2.9).

CAP. 11.3.2.9 – Giunzioni Meccaniche

L'assemblaggio o unione di due barre d'armatura può essere effettuato mediante dispositivi, o giunzioni meccaniche, che ne garantiscano la continuità. Tali giunzioni meccaniche devono essere marchiate, tracciabili e messe in opera in accordo alle apposite istruzioni di installazione e, qualora non marcate CE, devono soddisfare i requisiti contenuti nella norma UNI 11240-1:2018. Le prove sulle giunzioni meccaniche devono essere eseguite in accordo alla norma UNI 11240-2:2018.

Ai fini della qualificazione di tali prodotti si applica il caso C) del paragrafo 11.1.

Le prove di accettazione in cantiere devono essere effettuate in conformità alla norma UNI 11240-2:2018, secondo le modalità di cui al §11.3.4.11.3.

Tecniche previste dalle norme tecniche

Per rinforzare gli elementi in c.a. EUROCODICE 8 e CIRCOLARE n.7/2019 (Instruzioni alle NTC2018) prevedono tre tecniche di intervento:

• Incamiciatura in C.A. (Jacketing)
• Incamiciatura in acciaio
• Placcaggio con materiali compositi (FRP, FRCM, SRM)

ATTENZIONE! Per le travi è ammesso solo l'uso di materiali compositi.

Tecnica del Jacketing per il rinforzo antisismico del C.A.

Nel caso di incamiciatura di pilastri e nodi pilastro-trave di strutture in cemento armato si parla del cosiddetto 'jacketing'. Il jacketing è una efficace tecnica di rinforzo ottenuta mediante il ringrosso della sezione originaria del telaio con una camicia di calcestruzzo armato che contribuisce a raggiungere agevolmente l'adeguamento sismico della struttura.

L’aumento della sezione, nel rispetto del criterio progettuale del “Capacity Design“, porta alla correzione dei difetti costruttivi tipici del passato con questi benefici finali:

• intervento uniforme;
• aumento della rigidezza;
• incremento delle resistenze a flessione e a taglio;
• accrescimento della duttilità.

Quando si realizza l’incamiciatura è necessario giuntare le staffe secondo le disposizioni normative e quindi fare riferimento alle indicazioni delle NTC2018.

Fonti e Approfondimenti

• Tecnaria: La tecnica del jacketing per il rinforzo antisismico del C.A.
• Appunti del Convegno “TECNICHE DI RINFORZO DI STRUTTURE ESISTENTI: L'INCAMICIATURA DI TELAI IN C. A. E LA SOLETTA COLLABORANTE” – Chieti/Pescara – Aprile 2019 – Intervento Ing. Antonio Trimboli
• eBook: Tutte le novità NTC2018 + Circolare 7/2019 – Ing. Diego Lallopizzi