La procedura di controllo da parte degli uffici addetti prevede che i progettisti dimostrino di aver applicato correttamente la normativa, cosa che risulta quasi impossibile da realizzare. E’ difficile valutare il costo dei disguidi e dei ritardi causati da queste difficoltà, e certamente la soluzione a questo problema non è più rinviabile. Per affrontare e risolvere queste problematiche , AIST (Associazione Italiana Software Tecnico) propone una soluzione informatizzata che deriva da un’attenta analisi e dalla cooperazione tra produttori si software, progettisti, enti di controllo.

Norme Tecniche per le Costruzioni – Capitolo 10

PROPOSTA DI RELAZIONE DI CALCOLO

Rev. 1-2013 – 18-1-2013

Premessa

La Relazione di calcolo è un documento che dovrebbe trasferire informazioni sulle strutture da realizzare, tra il Progettista, l’Impresa esecutrice, il Committente e, non ultimi, gli Enti di Controllo deputati all’autorizzazione del progetto. Nei diversi convegni promossi da AIST e dedicati al tema del controllo dei progetti (ad oggi quattro), è sempre emerso che uno dei problemi più urgenti è la Relazione di Calcolo, considerata spesso poco comprensibile, poco maneggevole per la mole di dati spesso inutili, diversa per ogni progettista. Questa genera richieste di integrazione, dilazione dei tempi di approvazione dei progetti con una serie di diseconomie. Considerando che praticamente tutti i progetti sono realizzati con software per il calcolo automatico, i produttori del software giocano un ruolo fondamentale nella soluzione del problema. AIST intende, come ha già fatto in passato, proporre soluzioni concrete, attraverso un esame ragionato del problema. Il presente documento espone una proposta evolutiva rispetto a quella già rilasciata nel 2010, presentata ed apprezzata dal Presidente del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, prof. Francesco Karrer.

L’esame delle criticità

Prima il progetto poi il modello

Il progetto è sintesi delle diverse esigenze (architettoniche, funzionali, estetiche, impiantistiche, realizzative, economiche e ovviamente strutturali) ed è pura opera dell’ingegno: Il progetto rispecchia la professionalità e l’esperienza del progettista. Dal progetto scaturiscono le scelte strutturali: la tipologia, la scelta dei materiali, la valutazione delle fasi operative di costruzione. Progettare non vuole dire solo calcolare, prima delle problematiche relative al calcolo, alle verifiche, in sostanza ai numeri, è necessario dare spazio alle idee e queste idee devono essere ben esposte nella Relazione. In seguita entra in gioco la modellazione delle strutture, come riflesso matematico di una realtà da concretizzare.

Tanti dati, difficili da interpretare

La documentazione del modello strutturale, quasi sempre realizzato con il metodo agli elementi finiti in analisi lineare o non lineare, presenta oggettive difficoltà di esposizione, per la grande quantità di dati numerici difficilmente sintetizzabili. Per questo è necessario avvalersi della rappresentazione grafica della struttura e di tabelle di sintesi che riportano i valori maggiormente significativi. Ancor meglio sarebbe poter consultare e interrogare direttamente il modello attraverso dei lettori, “reader” in grado di accedere a tutti i dati dialogando direttamente alla base di dati del modello. Una soluzione intermedia, per esempio, è la possibilità di creare file PDF con immagini 3D della struttura, sfruttando le funzioni di editing del lettore PDF.

Standardizzazione contro Flessibilità

La definizione di una struttura standard della Relazione è un passaggio fondamentale al fine facilitare la fruizione del documento, in particolare la ricerca dei dati principali del progetto. Si tratta di concordare un ordine logico di presentazione dei dati, un indice sufficientemente flessibile in grado di comprendere i diversi casi. La proposta AIST ne prevede uno, che ovviamente potrà essere discusso e migliorato. Per contro la definizione di uno standard potrebbe penalizzare la flessibilità; le tipologie previste dalla norma sono veramente tante, suddivise per tipo di analisi (statica, dinamica, lineare, non lineare), per tipo di materiale (c.a., muratura, legno, ecc.) La soluzione è creare marco- blocchi di dati logicamente suddivisi, consentendo la necessaria flessibilità per comprendere tutti i casi. Un buon compromesso tra questi due aspetti si può raggiungere attraverso uno studio attento della struttura dei dati. La proposta di Relazione seguente è strutturata a livelli gerarchici, che dovrebbero restare fissi al fine di consolidare lo standard. In alcuni casi l’ultimo livello presenta ancora una elevato grado di discrezione, per esempio una singola voce comprende i risultati dei diversi stati limite.

La proposta di Relazione è strutturata come da figura:

Il medium per la presentazione dei dati

Data la grande quantità di dati da trasmettere, la scelta dello strumento per la loro trasmissione è un passaggio estremamente importante. Considerando che buona parte dei dati sono prodotti in automatico, e che la restante parte è digitata mediante programmi di scrittura, la riduzione su carta è certamente un impoverimento in quanto si vengono a perdere tutti i vantaggi della trasmissione elettronica dei dati e la possibilità di ricerca. Per questo si propone di utilizzare la trasmissione dei dati in formato elettronico, e una ipotesi che offre molti vantaggi è il formato XML. Il formato XML è una tecnologia nata per la presentazione dei dati sul web e negli anni si è sempre di più affermato per i vantaggi che offre rispetto ad altri formati.

• 1. Suddivide la forma dal contenuto. Attraverso un sistema di tag, che segnalano l’inizio e la fine di ogni blocco di dati, consente flessibilità e rigore nello stesso tempo. Flessibilità in quanto non si pongono limiti alla lunghezza e al numero dei dati, come avviene per esempio con i moduli in formato PDF, e nello stesso tempo questi possono essere logicamente ordinati, rispondendo all’esigenza di standard indicata sopra.
• 2. È indipendenti dalla piattaforma. Un file XML può essere letto su qualsiasi computer, con i sistemi operativi Windows, Mac, Linus in quanto i dati sono rappresentati in formato ASCII, accettato da ogni sistema.
• 3. I dati possono essere facilmente migrare in database. Questo consente l’archiviazione dei progetti, la possibilità di effettuare statistiche, confronti, estrapolazioni.
• 4. Ogni produttore di software può facilmente compilare i file XML. La tecnologia informatica per la gestione dei file XML è matura e, senza rinunciare alla necessaria distinzione che ogni azienda vuole e deve mantenere, è possibile riversare i dati prodotti nello standard XML.
• 5. Il livello di dettaglio può essere incrementato per l’interscambio dei modelli di calcolo. Il Capitolo 10 impone, in alcuni casi, la necessità di procedere a diverse soluzioni numeriche, e perché i risultati siano confrontabili, i dati di partenza devono essere gli stessi. Attraverso una maggiore definizione di dettaglio è facilmente realizzabile l’interoperabilità dei software scambiando tutti i dati dei modelli di calcolo.

 

Schema di Relazione

IL PROGETTO

DATI GENERALI

FIGURE PRINCIPALI

• Committente
• Progettista
• Direttore dei Lavori
• Collaudatore
• Imprese esecutrici
• Altre Figure
• Note

PARAMETRI GEOGRAFICI

• Ubicazione
• Zona sismica
• Note

DESCRIZIONE DELL’OPERA

• Destinazione d’uso della struttura
• Modellazione Geologica
• Vincoli idrogeologici
• Note ed osservazioni
• Geometria: Disegni sintetici e significativi (piante, prospetti, sezioni, assonometrie con dimensioni in pianta, numero piani, altezza fuori terra, ecc.)
• Note

DEFINIZIONE DEI PARAMETRI DI PROGETTO

• Vita nominale Vn
• Classe d’uso:
• Periodo di riferimento VR
• Categoria del sottosuolo
• Categoria topografica
• Zona sismica del sito
• Coordinate del sito Longitudine Latitudine
• Note

PERICOLOSITÁ SISMICA DI BASE (SLC, SLV, SLD, SLO)
ag, F0, Tc*
Amplificazione Stratigrafica Ss (SLC, SLV, SLD, SLO)
Periodo Tc (SLC, SLV, SLD, SLO)
Amplificazione Topografica ST
Diagrammi Spettri Elastici (SLC, SLV, SLD, SLO)
Note

STRUTTURE NUOVE

DESCRIZIONE DEL PROGETTO

• Individuazione della tipologia secondo il diagramma di flusso
• Elenco delle verifiche necessarie (vedi check list)
• Tipo di costruzione :(es. in calcestruzzo in opera o prefabbricate, acciaio, composte, muratura ordinaria, muratura armata, costruzioni in legno, strutture isolate)
• Tipologia strutturale: (es. a telaio, a pareti, miste telaio-pareti, deformabili torsionalmente, a pendolo inverso, a pannelli, monolitiche a cella, a pilastri isostatici, con controventi concentrici, con controventi eccentrici, intelaiate con controventi concentrici, intelaiate con tamponature, altro)
• Elementi portanti verticali
• Elementi portanti orizzontali
• Copertura
• Fondazioni

 

CARICHI STATICI

• Permanenti strutturali
• Permanenti non strutturali
• Variabili
• Eccezionali
• Definizione dei carichi per piano
• Note

CARICHI SISMICI

• Metodo di calcolo azioni sismiche
• Note

MATERIALI

• Struttura In Elevazione
• Fondazioni
• Note

CRITERI DI PROGETTAZIONE E MODELLAZIONE

• Classe di duttilità
• Regolarità in pianta ed in alzato
• Periodo del modo principale di vibrare della struttura, T1
• Fattore di struttura q e relativa giustificazione
• Giunti di separazione fra strutture contigue
• Criteri per la valutazione degli elementi non strutturali e degli impianti
• Eventuale irregolarità dei tamponamenti in pianta
• Requisiti delle fondazioni e dei collegamenti tra le fondazioni
• Tipologia di analisi (statica lineare/non lineare, dinamica lineare/non lineare)
• Combinazione delle componenti dell’azione sismica
• Combinazione degli effetti derivanti dalle azioni §7.3.5
• Eccentricità accidentali
• Note

COMBINAZIONI DELLE AZIONI

• Approccio progettuale adottato (1, 2)
• Stati limite ultimi (Statici EQU, Statici STR, Statici GEO, SLC, SLV, SLD)
• Coefficienti parziali per le azioni
• Coefficienti di combinazione
• Note

STATI LIMITE DI ESERCIZIO (STATICI EQU, STATICI STR, STATICI GEO, SLD, SLO)

• Coefficienti parziali per le azioni
• Coefficienti di combinazione
• Note

CODICE DI CALCOLO IMPIEGATO

• Nome del Software
• Versione
• Caratteristiche del Software
• Produzione e Distribuzione
• N. licenza d’uso
• Note

DESCRIZIONE DEL MODELLO DI CALCOLO

• Si riportano principalmente immagini che sintetizzano il modello
• Geometria
• Immagini illustrative quotate
• Sezioni
• Carichi per analisi statica
• Carichi per analisi dinamica
• Combinazione analisi modale
• Vincoli esterni
• Vincoli esterni

RISULTATI SINTETICI ANALISI DINAMICA

• Forme modali (sintesi)
• Massa partecipante (tabella riassuntiva)
• Azioni sismiche (tabella riassuntiva)
• Note

RISULTATI ANALISI STATICA

• Sollecitazioni
• Spostamenti
• Azioni combinate
• Note

STRUTTURE ESISTENTI

• DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA ESISTENTE
• Elementi strutturali portanti
• DESCRIZIONE DEL PROGETTO
• Inquadramento normativo
• Tipologia intervento: (es. Adeguamento, Miglioramento, Intervento Locale)
• Elenco delle verifiche necessarie (check list)
• Tipo di costruzione
• Note

MATERIALI

• Descrizione
• Livello di conoscenza
• Fattore di confidenza
• Caratteristiche assunte
• Note

RILIEVO DELLA STRUTTURA ESISTENTE

• Elementi portanti verticali
• Elementi portanti orizzontali
• Fondazioni
• Copertura

PROGETTO SIMULATO

• Note

CARICHI STATICI

• Permanenti strutturali
• Permanenti non strutturali
• Variabili
• Eccezionali
• Definizione dei carichi per piano
• Note

CARICHI SISMICI

• Metodo di calcolo azioni sismiche
• Note

CRITERI DI PROGETTAZIONE E MODELLAZIONE – ANALISI DINAMICA MODALE

• Classe di duttilità
• Regolarità in pianta ed in alzato
• Periodo del modo principale di vibrare della struttura, T1
• Fattore di struttura q e relativa giustificazione
• Criteri per la valutazione degli elementi non strutturali e degli impianti
• Requisiti delle fondazioni e dei collegamenti tra le fondazioni
• Tipologia di analisi: (es. statica lineare/non lineare, dinamica lineare/non lineare)
• Combinazione delle componenti dell’azione sismica
• Combinazione degli effetti derivanti dalle azioni §7.3.5
• Eccentricità accidentali
• Note

COMBINAZIONE DELLE AZIONI

• Approccio progettuale adottato (1, 2)
• Stati limite ultimi (Statici EQU, Statici STR, Statici GEO, SLC, SLV, SLD)
• Coefficienti parziali per le azioni
• Coefficienti di combinazione
• Stati Limite di Esercizio (Statici EQU, Statici STR, Statici GEO, SLD, SLO)
• Coefficienti parziali per le azioni
• Coefficienti di combinazione
• Note

CODICE DI CALCOLO IMPIEGATO

• Nome del Software
• Testo
• Versione
• Testo
• Caratteristiche del Software
• Testo
• Produzione e Distribuzione
• N. licenza d’uso
• Note

VULNERABILITÁ SISMICA ESISTENTE
Testo
VULNERABILITÁ SISMICA DOPO L’INTERVENTO
Testo

LE VERIFICHE

ELEMENTI STRUTTURALI SINTESI (vedere allegati)
ELEMENTI NON STRUTTURALI SINTESI (vedere allegati)
GIUDIZIO MOTIVATO DI ACCETTAZIONE DEI RISULTATI
CONTROLLI DI COERENZA TRA I DATI DI INPUT E I RISULTATI
CONTROLLI TRA I RISULTATI NUMERICI E LE SOLUZIONI ANALITICHE DI RIFERIMENTO

ALLEGATI DI DETTAGLIO

Dati di input del modello

• Coordinate geometriche
• Elementi strutturali
• Vincoli esterni
• Carichi

Risultati

• Spostamenti
• Sollecitazioni
• Elementi elevazione
• Elementi fondazione