Scopri la nuova generazione dell'Eurocodice 2 con IDEA StatiCa

Il nuovo Eurocodice ha lo scopo di migliorare la facilità d'uso e di aggiornare le conoscenze obsolete. Allo stesso tempo, la norma ha ampliato il proprio campo di applicazione, in parte perché le parti esistenti EN 1992-1-1, EN 1992-2 ed EN 1992-3 sono state unificate. Oltre a queste modifiche, vi sono anche cambiamenti sostanziali nei contenuti. Questo articolo non tratta tutte le modifiche, ma evidenzia alcuni punti chiave relativi ai materiali e alla verifica a taglio.

Materiali e valori di progetto

La determinazione del valore di progetto della resistenza a compressione del calcestruzzo (f_cd) è una modifica che ricorre in tutta la norma. La nuova espressione è:

$\quad \quad f_{cd} = \eta_{cc} \cdot k_{tc} \frac{f_{ck}}{\gamma_c}$; where $\eta_{cc} = \left(\frac{40}{f_{ck}}\right)^{\frac{1}{3}} \leq 1{,}0$

Il fattore $\alpha_{cc}$ viene eliminato e sostituito da due fattori correttivi. $\eta_{cc}$ è un fattore che riduce il valore calcolato della resistenza oltre la classe C40/50. $k_{tc}$ è un fattore che tiene conto dell'influenza della durata del carico.

Inoltre, il diagramma tensione-deformazione bilineare non è più utilizzato e i calcoli devono ora essere eseguiti utilizzando solo il diagramma parabola-rettangolo o il diagramma a blocco costante.

Figura 1: Diagramma tensione-deformazione parabola-rettangolo per il calcestruzzo compresso in IDEA StatiCa Section.

Inoltre, la tabella delle classi di resistenza del calcestruzzo è stata semplificata e tutti i valori di deformazione sono stati eliminati. Allo stesso tempo, è stata aggiunta la classe C100/115 a causa del crescente impiego di calcestruzzo ad alta resistenza.

Resistenza a taglio senza staffe

Sono state introdotte nuove formule per gli elementi senza armatura a taglio. Rispetto all'Eurocodice attuale, l'espressione è cambiata in modo significativo, sia per il taglio sia per il punzonamento. Inoltre, la resistenza è ora espressa come tensione (N/mm²) anziché come forza (kN).

Analizziamo più da vicino la verifica a taglio. Di seguito sono riportate le formule della resistenza a taglio per gli elementi che non richiedono armatura a taglio di progetto, secondo EC2:2004 ed EC2:2023.

EN 1992-1-1:2004, § 6.2.2

$\quad \quad V_{Rd,c} = [ C_{Rd,c} \, k (100 \rho_l f_{ck})^{1/3} ] b_w d$

EN 1992-1-1:2023, § 8.2.2

$\quad \quad \tau_{Rd,c} = \frac{0.66}{\gamma_V} \cdot ( 100 \rho_l \cdot f_{ck} \cdot \frac{d_{dg}}{d} )^{1/3}$

La prima modifica evidente è il nuovo coefficiente parziale per taglio e punzonamento senza armatura a taglio (γ_V = 1,40). Il termine $(100 \rho_l \cdot f_{ck})^{1/3}$, che tiene conto dell'effetto dell'armatura longitudinale e della resistenza a compressione del calcestruzzo , rimane invariato. Un nuovo termine è (d_dg/d), dove d è l'altezza utile e d_dg è il parametro granulometrico.

In EC2:2023, l'altezza utile d è inserita nella formula in modo diverso, per tenere conto più accuratamente dell'effetto scala. Di conseguenza, la resistenza del calcestruzzo è inferiore rispetto a EC2:2004, in particolare per gli elementi con un'altezza utile elevata. Pertanto, l'armatura a taglio deve essere prevista prima.

Oltre all'altezza utile, vi è anche il nuovo parametro d_dg, che descrive la scabrezza della fessura critica. Questo dipende dal tipo di calcestruzzo e dalle proprietà dell'aggregato.

d_dg (mm) può essere assunto pari a:

$d_{dg} = 16\,\text{mm} + D_{\text{lower}} \leq 40\,\text{mm} \quad \quad \quad     \text{for concrete with } f_{ck} \leq 60\,\text{MPa}$ $d_{dg} = 16\,\text{mm} + D_{\text{lower}}\left(\frac{60}{f_{ck}}\right)^2 \leq 40\,\text{mm} \quad \text{for concrete with } f_{ck} > 60\,\text{MPa}$

D_lower è il limite inferiore della dimensione del setaccio superiore della frazione di aggregato più grossolana. Quanto più grossolano è l'aggregato, tanto maggiore è l'attrito a taglio (ingranamento degli inerti) e quindi la resistenza a taglio. La Figura 2 mostra che, per valori maggiori di d_dg (24, 32, 40), è possibile ottenere una resistenza a taglio τ_Rd,c più elevata .

Figura 2: Resistenza a taglio τ_Rd,c in funzione del parametro granulometrico d_dg, per tre rapporti di armatura longitudinale.

Oltre all'aggregato, anche la resistenza a compressione del calcestruzzo e l'armatura longitudinale influenzano direttamente la resistenza a taglio della sezione trasversale. Questi parametri interagiscono e si compensano parzialmente a vicenda. Non è possibile comprendere questa interazione semplicemente leggendo la formula; è necessario anche saper eseguire il calcolo.

IDEA StatiCa Section esegue i calcoli secondo il nuovo Eurocodice 2

Per supportare gli ingegneri strutturali nella transizione alla seconda generazione degli Eurocodici, IDEA StatiCa introduce l'applicazione IDEA StatiCa Section. Questa applicazione supporta la progettazione e la verifica di sezioni trasversali in calcestruzzo armato in conformità alla norma EN 1992-1-1:2023. Section è molto più di uno strumento per verificare le sezioni trasversali in calcestruzzo e ottenere un segno di spunta verde. È anche una risorsa che aiuta a comprendere davvero le nuove regole.

Figura 3: IDEA StatiCa Section mostra ogni verifica secondo EN 1992-1-1:2023 in forma di formula, insieme a tutti i parametri utilizzati.

Variando le grandezze all'interno del software, ad esempio applicando una diversa dimensione dell'aggregato, modificando l'altezza della sezione o cambiando le sollecitazioni interne, l'ingegnere strutturale può vedere immediatamente l'effetto di ciascun parametro sulla resistenza e sull'armatura necessaria. Poiché Section mostra tutte le verifiche sotto forma di formule, ogni risultato può essere ricondotto con precisione al punto specifico della norma. Questa trasparenza facilita la comprensione del nuovo Eurocodice.

Verifica a taglio secondo la nuova Appendice Nazionale olandese

IDEA StatiCa Section è il successore di IDEA StatiCa RCS e introduce la seconda generazione degli Eurocodici. RCS rimane disponibile per la norma attuale. Inoltre, le nuove regole per il taglio della modifica NEN-EN 1992-1-1/ NB+A1:2020+A2:2025 sono già state implementate in RCS. Ciò consente di applicare direttamente le nuove espressioni alla norma attuale, garantendo una transizione graduale.

La marea sta ancora calando. Chi utilizza questo tempo per familiarizzare con le nuove regole vedrà arrivare l'onda, anziché esserne colto alla sprovvista. Con il nuovo progetto a taglio già incluso in RCS e con EN 1992-1-1:2023 disponibile in Section, questa transizione può iniziare oggi stesso.