Con l’avvento delle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC), pubblicate nel supplemento ordinario della Gazzetta Ufficiale del 14.09.2005, si sono ribadite, evidenziate e spesso innovate le responsabilità dei vari organi competenti nel settore delle costruzioni.

In questa sede verranno prese in considerazione le costruzioni in calcestruzzo ed i ruoli delle seguenti figure: il Committente, il Progettista, il Direttore dei Lavori, il Collaudatore, il Laboratorio Ufficiale, l’Appaltatore ed il Produttore di calcestruzzo preconfezionato.


VITA UTILE DI PROGETTO DELLA STRUTTURA (Paragrafo 2.5 NTC)

Secondo le nuove NTC (paragrafo 2.5 del D.M.) il Committente ed il Progettista, di concerto, sotto la loro responsabilità nei riguardi della pubblica incolumità, debbono dichiarare nel progetto la vita utile della struttura. La scelta di questa importante caratteristica – che rappresenta un significativo cambiamento rispetto alle precedenti norme di legge sulle costruzioni in c.a. – è facilitata dalla Tabella 2.5.1 nel testo originale della G.U. e riportata qui come Tabella 1.

A parte le strutture provvisorie ed i componenti strutturali sostituibili di immediata interpretazione, le costruzioni vengono suddivise nelle due classi in base ai seguenti criteri:

• Classe 1: con vita utile di 50 anni include le normali costruzioni viarie o ferroviarie la cui eventuale interruzione non provoca situazioni di emergenza, le costruzioni per industrie con attività non pericolose, edifici e costruzioni con normali affollamenti, costruzioni senza funzioni pubbliche e sociali di rilevante importanza.
• Classe 2: con vita utile di 100 anni include costruzioni con affollamenti significativi in esercizio, reti ferroviarie e viarie le cui interruzioni possono provocare situazioni di emergenza, industrie con attività pericolosa per l’ambiente (Fig. 2).

Le NTC non escludono che in casi straordinari possano essere previste costruzioni con una vita utile maggiore di 100 anni, purché si valutino le azioni con appositi studi considerando periodi di ritorno di almeno 10 volte la vita utile: si pensi ad esempio ad opere come il MOSE a Venezia o il Ponte sullo Stretto di Messina (Fig. 3).

Se il Committente è una pubblica amministrazione, un ente pubblico o un’industria non avrà certo problemi nell’indicare al Progettista con quale Classe debba essere identificata la struttura in corso di progettazione. Se il Committente è, invece, un privato o un’azienda non esperta nel settore delle costruzioni, si deve intendere che sia il Progettista ad intervistare il Committente per interpretarne la volontà circa la vita attesa di servizio in base alle esigenze espresse sull’attività destinata a queste costruzioni.

In ogni caso, alla scadenza della vita utile di servizio dichiarata in progetto valutata a partire dalla fine della costruzione ovvero dalla data del collaudo statico, la struttura dovrà essere sottoposta ad una nuova valutazione della sicurezza così come descritto dettagliatamente nel cap. 9 delle NTC (“Costruzioni esistenti”).

Si può notare come da una parte sia fatto obbligo di dichiarare nel progetto l’appartenenza ad una Classe e ad un Livello di sicurezza, mentre dall’altra è lasciato alla libera responsabilità del Progettista la interpretazione sulla scelta di suddette caratteristiche.

VERIFICA DI SICUREZZA (STATI LIMITE ULTIMI), DI FUNZIONALITA' (STATI LIMITI DI ESERCIZIO),
ROBUSTEZZA E SCELTA DEI MODELLI DI CALCOLO
(Capitolo 2 NTC)

Le strutture e gli elementi strutturali devono essere progettati, eseguiti, collaudati e soggetti a manutenzione ordinaria affinché la loro sicurezza e la prevista funzionalità siano garantite nei confronti dell’insieme degli stati limite ed eventuali azioni eccezionali verosimili che si possano manifestare durante le vita utile di progetto.

In particolare, si definisce uno stato limite ultimo (punto 2.2.1 NTC) lo stato al superamento del quale si abbia collasso strutturale, perdita di equilibrio o comunque dissesti irreversibili con gravi conseguenze. Nella tab. 2.5.II. le NTC suddividono le Classi 1 e 2 di cui al paragrafo precedente in ulteriori due livelli di sicurezza possibili a seconda del costo relativo (alto o basso rispetto al costo di costruzione) delle misure migliorative della sicurezza per garantire un certo livello di sicurezza espresso come probabilità di collasso annua. I livelli di sicurezza devono essere scelti dal Committente e dal Progettista di concerto in funzione dell’uso e del tipo della struttura nonché in funzione delle conseguenze del danno o del collasso con riguardo a persone, beni e possibili turbative sociali (punto 2.1 NTC). La scelta di una determinata classe di vita utile con un definito livello di sicurezza, comporterà da parte del progettista l’adozione di diverse combinazioni e diversi periodi di ritorno delle azioni di calcolo nelle verifiche degli Stati Limite Ultimi.

Si definisce invece stato limite di esercizio (paragr. 2.2.2. NTC) lo stato al superamento del quale corrisponde la perdita di una particolare funzionalità che condiziona o limita la prestazione di progetto dell’opera. Ancora una volta il Progettista di concerto con il Committente deve definire gli stati limite di esercizio al superamento del quale corrisponde la perdita di un particolare requisito ritenuti indispensabile per la funzionalità e la durabilità dell’opera (es. formazione di fessure nel calcestruzzo di apertura superiore ad un prefissato valore oppure deformazioni eccessive per l’efficienza della struttura).

Le NTC introducono, inoltre, il concetto di Robustezza (paragr. 6.1.1.) intendendo con essa la capacità della struttura di sopportare danneggiamenti locali provocati da singoli eventi eccezionali (es, urto, scoppio, incendio per i quali vengono suggeriti al cap.4 dei modelli non probabilistici) senza subire un collasso totale ovvero con un degrado di prestazioni non sproporzionato alla causa che lo ha provocato. E’ responsabilità del progettista individuare i possibili scenari prevedibili, la eventuale concomitanza con altre azioni variabili, la scelta degli strumenti per garantire la robustezza ad esempio aumentando l’iperstaticità e la duttilità della struttura (pargr. 5.1.6), compartimentando la struttura oppure prevedendo delle barriere alle azioni a protezione della struttura. Ovviamente è sempre responsabilità del progettista effettuare la verifica strutturale a tali azioni. (paragr. 5.1.4).

Per ogni stato limite da verificare il progetto richiede che vengano preliminarmente fissati del modelli (paragr. 2.3 NTC) che schematizzino le azioni, la geometria degli elementi costruttivi, i materiali ed i terreni nonché dei modelli di calcolo per la trasformazione delle azioni (F) in sollecitazioni (E, effetti delle azioni) e per le trasformazione delle proprietà dei materiali in capacità portanti della struttura (R, resistenza). Il Progettista ed il Committente di concerto sono liberi di adottare i modelli suggeriti dalle NTC nei cap. da 3 a 7, ovvero altri modelli ricavabili da altre normative o da consolidata letteratura tecnica purché si dimostri che vengano rispettati i livelli di sicurezza e di prestazioni attese definiti nelle NTC.

Ancora una volta si deve intendere che se il Committente è un privato o un’azienda non esperta nel settore delle costruzioni, dovrà essere il Progettista ad intervistare il Committente per interpretarne la volontà circa le prestazioni attese dalla struttura.

Ovviamente, la responsabilità delle verifiche agli stati limiti (paragr. 2.2.3) con i modelli definiti in fase di progetto è poi tutta del progettista. In particolare il progettista dovrà effettuare suddette verifiche agli stati limite sia in fase di progetto sulla base delle caratteristiche meccaniche dei materiali presunte da dati di letteratura, delle ipotesi delle varie fasi costruttive e della caratterizzazione del terreno mediante indagini preliminari, sia in fase di esecuzione e collaudo sulla base delle caratteristiche meccaniche dei materiali e dei terreni misurate durante la realizzazione dell’opera.

DURABILITA’ DELLE STRUTTURE IN CALCESTRUZZO
(Paragrafo 11.1.11 NTC)

E’ questo un altro aspetto molto innovativo, se non addirittura rivoluzionario delle NTC (paragrafo 11.1.11), che coinvolge direttamente il Progettista nel fissare le caratteristiche del calcestruzzo da impiegare (composizione e resistenza meccanica), lo spessore del copriferro e le regole di maturazione, per garantire la durabilità delle strutture per la vita attesa di servizio da lui stesso individuata di concerto con il committente.

Come al solito, queste Norme Tecniche per le Costruzioni mentre impongono al Progettista di stabilire i criteri di durabilità in base anche al sito dove sorgerà l’opera ed alle condizioni di impiego, sono molto permissive nella scelta delle norme tecniche per controllare le specifiche di durabilità. Per esempio il Progettista può fare utile riferimento alle norme UNI EN 206-1 ed UNI 11104 per individuare la classe di resistenza capace di garantire la durabilità in funzione della classe di esposizione ambientale. Oppure può determinare la impermeabilità del calcestruzzo all’acqua adottando la norma UNI EN 12390-8 come criterio aggiuntivo per valutare la durabilità.

D’altra parte il Progettista può anche far riferimento alla letteratura tecnica consolidata o ad altre normative (per esempio ACI, ASCE, o altre norme internazionali) per la garanzia della durabilità delle struttura purché ne faccia esplicita menzione nel progetto (paragrafi 12.1 e 12.2 delle NTC).

SPECIFICHE DEL CALCESTRUZZO E CLASSI DI RESISTENZA
(Paragrafo 11.1.11 E 5.1 NTC)

Il Progettista (o il Direttore tecnico di stabilimento per elementi prefabbricati in serie) deve indicare la resistenza convenzionale a compressione caratteristica misurata su provini cubici (R_ck) nonché altre indicazioni sulla composizione del calcestruzzo in funzione delle classi di esposizione e del requisito di durabilità delle opere. Oltre alla resistenza a compressione caratteristica (riferita a provini cubici maturati a 20°C per 28 giorni), il Progettista potrà indicare anche altri tempi di maturazione a cui riferire la resistenza cubica (ad es. la Rc necessaria al momento della precompressione di un elemento in c.a.p.).

Un’interessante novità di queste Norme Tecniche per le Costruzioni in calcestruzzo (paragrafo 5.1) riguarda l’incremento della resistenza meccanica a compressione (R_ck) consentita per le costruzioni in c.a. e/o c.a.p., rispetto al precedente D.M. del Gennaio 1996. Nella Tabella 2 vengono mostrate le quattro classi di resistenza in funzione della tipologia di costruzioni.

Le novità rispetto alla precedente normativa nazionale consiste nella possibilità che il Progettista specifichi calcestruzzi ad alta classe di resistenza (con R_ck fino a 85 N/mm²) purché prima dell’inizio dei lavori si verifichino, con prove di prequalifica, tutte le grandezze fisico-meccaniche che influenzano la resistenza e la durabilità.

Questa normativa è stata anticipata nella Repubblica di San Marino dove è stata applicata una R_ck fino a 90 N/mm² (Fig. 4).

REGOLE PER L’ESECUZIONE DEL PROGETTO
(Paragrafo 5.1.7 E 11.1.1 NTC)

Un altro compito importante affidato al Progettista (paragrafo 5.1.7 – 11.1.1) riguarda le regole esecutive e cioè cautele da adottare per gli impasti, posa in opera, maturazione dei getti e disarmo degli elementi strutturali (Fig. 5). Queste regole debbono essere descritte nel progetto tenendo conto della particolarità dell’opera, del clima e della tecnologia costruttiva.

Come è consuetudine di queste NTC, mentre viene fatto esplicito obbligo di descrivere nel progetto queste regole esecutive, si lascia alla libertà del progettista la possibilità di far riferimento a norme nazionali o internazionali per i dettagli esecutivi: nel caso specifico il Progettista potrà fare utile riferimento alla norma UNI EN 13670-1 “Esecuzione di strutture in calcestruzzo – Requisiti comuni”. Ciò non esclude tuttavia che il Progettista possa far riferimento a raccomandazioni estere collaudate come per esempio quelle dell’American Concrete Institute.


CONTROLLI SUI MATERIALI PER IL CONFEZIONAMENTO C.A. E C.A.P.
(Capitolo 11 NTC)

Una importante novità (paragr. Generalità cap.11) relativamente ai controlli su materiali e prodotti utilizzati è che il Servizio Tecnico Centrale attiverà un sistema di vigilanza presso i cantieri ed i luoghi di lavorazione per verificare la corretta applicazione delle disposizioni descritte al cap. 11 delle NTC.

Il controllo della qualità dei componenti il conglomerato cementizio (Paragrafo da 11.1.9 NTC)

E’ responsabilità del produttore delle materie prime distribuire materiali o prodotti che siano conformi alle specifiche tecniche europee e/o nazionali in vigore. Nei casi in cui sia prevista la marcatura CE (es. Cementi, Aggregati, Additivi) la relativa attestazione deve essere consegnata alla Direzione Lavori.

Il controllo della qualità del calcestruzzo (Paragrafo da 11.1.2 a 11.1.7 NTC)

Secondo le nuove NTC (paragrafo 11.1.2) il controllo della qualità del calcestruzzo si articola in tre fasi:

• Valutazione preliminare della resistenza (paragrafo 11.1.3) da eseguire prima dell’inizio dei lavori a cura dell’Appaltatore, sotto il controllo del Direttore dei Lavori, per identificare la composizione della miscela conforme alla R_ck del progetto; l’Appaltatore rimane responsabile anche in caso in cui il materiale sia fornito da un produttore di calcestruzzo preconfezionato in possesso di obbligatorio sistema di qualità certificato secondo UNI EN 9001.
• Controllo di accettazione (paragrafo 11.1.5 delle NTC) da effettuare a cura del Direttore dei Lavori in corso d’opera al momento del getto del componente strutturale; Il Direttore dei Lavori (o un suo tecnico di fiducia) deve procedere al prelievo dei campioni (secondo i criteri indicati per i prelievi di tipo A o B) indicando in apposito verbale (novità rispetto al precedente DM) la data del prelievo, la posizione e le date di getto delle strutture interessate da ciascun prelievo, le sigle identificative dei provini e le rispettive resistenza caratteristiche di progetto. Il Direttori dei Lavori deve poi sottoscrivere la domanda di prove (pena la non validità del certificato) presso un Laboratorio Ufficiale riconosciuto dal Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti secondo art. 59 DPR n° 380/2001 (punto 11.1.5.3), facendo nella esplicito riferimento ai dati riportati nel verbale di prelievo che poi dovranno comparire anche nel certificato di prova.
• Prove complementari (paragrafo 11.1.7 delle NTC) possono essere richieste dal Direttore dei Lavori a eventuale completamento delle prove di accettazione per stimare la resistenza in particolari fasi della costruzione (diverse dai 28gg) o in particolari condizioni di utilizzo (temperature molto diverse da 20°C).

Il controllo della resistenza del calcestruzzo delle strutture (Paragrafo 11.1.6 NTC)

Nel caso in cui le resistenze meccaniche dei prelievi eseguiti in corso d’opera non soddisfino i criteri di accettazione per la R_ck prevista in progetto, oppure nel caso in cui sorgano dubbi sulla qualità del calcestruzzo rispetto alle prove di prequalifica oppure sulla validità stessa dei controlli di accettazione sulla qualità del calcestruzzo delle strutture, il Direttore Lavori o il Collaudatore devono procedere alla valutazione del calcestruzzo in opera attraverso prove non distruttive (per esempio mediante sclerometria o misura della velocità delle onde ultrasoniche secondo UNI EN 12504-1 e 2) o distruttive consistenti dell’estrazione di provini cilindrici dalla struttura noti come “carote” (paragrafo 11.1.6 delle NTC).

In quest’ultimo caso il valore della rottura a compressione di una carota (f_c) deve prima essere trasformato nel valore cubico Rc. La norma UNI EN 12504-2 (prelievo esame e prove di compressione su carote) e la pr EN 13 791 (valutazione della resistenza a compressione su calcestruzzo messo in opera) raccomandano di eseguire carote con altezza(h)/diametro(d)=1 nel caso in cui il risultato voglia essere confrontato direttamente con un cubo di lato h, ovvero carote con h/d=2 qualora si debba far riferimento a provini cilindrici di uguali dimensioni.

Il valore della resistenza cubica (R_c attuale) ricavato da quello della carota (f_c)¹ estratta dalla struttura, noto anche come resistenza attuale, risulta in genere più basso della resistenza caratteristica convenzionale misurata sui provini (R_ck). Le Norme Tecniche per le Costruzioni al paragrafo 11.1.6 ritengono accettabile un valore medio di R_{c attuale} se esso risulta almeno eguale all’85% della R_ck di progetto²:

R_{c attuale} ≥ 0.85 R_ck

Nel caso non risulti rispettata la formula sopra menzionata possono sorgere problemi circa la responsabilità di questa non conformità al dato progettuale (R_ck). Le possibili situazioni possono essere così riassunte:

• se la R_ck misurata attraverso il controllo di accettazione risulta maggiore o eguale al valore di progetto, deve ovviamente escludersi che la qualità del materiale sia la causa della non conformità del calcestruzzo in opera; conseguentemente, in caso di fornitura del conglomerato cementizio da parte di terzi (preconfezionatore) questi non sono responsabili della non conformità; in questo caso solo l’Appaltatore può essere coinvolto come responsabile della non conformità dovendosi attribuire questa ad una non corretta messa in opera o inadeguata stagionatura;
• se la R_ck misurata attraverso il controllo di accettazione, risulta inferiore a quella di progetto, il fornitore di calcestruzzo viene coinvolto nella non conformità e conseguentemente nelle eventuali operazioni di consolidamento o anche di demolizione e rifacimento stabilite dal Direttore dei Lavori. Se nonostante la Rck risulti inferiore al valore di progetto, ma la R_{c attuale} risulta maggiore di 0.70 R_ck, il Direttore dei Lavori può non eseguire alcun consolidamento.

COMPITI DEL COLLAUDATORE
(Capitolo 8 e Paragrafo 5.1.10 NTC)

Il Collaudatore è addetto al controllo dei documenti attestanti il possesso delle necessarie autorizzazioni, la denuncia di inizio lavori, eventuali variazioni in corso d’opera nonché alla verifica della relazione del DL a fine lavori.

Il Collaudatore deve esaminare il progetto dell’opera ed in particolare i livelli di sicurezza e di durabilità adottati in relazione alla vita utile di progetto dichiarata, il modello geologico, quello dei materiali, delle azioni e di calcolo adottati, nonché le verifiche numeriche condotte nei calcoli strutturali dal progettista ed i piani di manutenzione previsti. Nelle varie fasi costruttive dell’opera e degli elementi strutturali principali, sia costruiti in opera che prefabbricati, il Collaudatore deve ispezionare l’opera alla presenza del Direttore dei Lavori e dell’Appaltatore confrontando il progetto con la costruzione realizzata. Egli deve controllare le certificazioni dei controlli di accettazione su materiali e prodotti, i risultati delle indagini geotecniche, eventuali prove aggiuntive richieste dal DL, il registro delle non conformità curandosi che ognuna di queste ultime sia stata risolta. In caso contrario, o comunque in caso di dubbio sulla sicurezza o sulla durabilità dell’opera, il collaudatore potrà richiedere di effettuare tutti quegli accertamenti, studi, indagini supplementari (es. prove di carico, prove in sito, monitoraggio della struttura) che lo convincano sulla sicurezza, durabilità e collaudabilità della struttura.

Il Collaudatore può predisporre un programma di prove di carico da sottoporre all’accettazione del Progettista, del Direttore Lavori e del Costruttore. Le prove di carico, della cui attuazione è responsabile il Direttore Lavori, dovranno essere condotte con azioni pari ai valori massimi di progetto solo quando i materiali abbiano raggiunto le resistenze attese e la struttura la configurazione finale. Il Collaudatore deve successivamente esaminare i risultati di suddette prove di collaudo. Il giudizio sull’esito delle prove è completa responsabilità del Collaudatore.

CONCLUSIONI

Nelle nuove Norme Tecniche per le Costruzioni emanate con D.M. del 14.09.2005 ci sono molte e significative novità circa le responsabilità attribuite ai vari attori nel campo delle costruzioni in calcestruzzo.

Le più importanti e le più innovative riguardano gli obblighi del Progettista che, oltre al calcolo strutturale degli elementi, deve dare indicazioni sulla posa in opera,sulla stagionatura e sulle caratteristiche del calcestruzzo; in particolare, deve indicare il valore della R_ck che tenga conto anche della durabilità della struttura in relazione all’ambiente dove sorge l’opera e la vita di servizio precisata nel progetto.

Accanto a questi obblighi, le Norme Tecniche per le Costruzioni lasciano al Progettista la responsabilità di scegliere le particolari norme tecniche (UNI EN), Linee Guida Ministeriali, o anche raccomandazioni internazionali come quelle dell’ACI o dell’ASCE (American Society of Civil Engineering).

Insomma le nuove NTC dichiarano chi deve fare che cosa, ma lasciano aperta la scelta sul come fare, ovvero sostituiscono una impostazione essenzialmente prestazionale a quella prevalentemente prescrittiva delle precedenti normative.

1 Nel caso di resistenza f_c su carota h/d =1 si dovrà considerare f_c=R_{c attuale} ≥ 0.85 R_ck; nel caso di carota h/d=2 si avrà f_c(h/d=2)=0.83 R_{c attuale} ≥ 0.70 R_ck.
2 Questo criterio di valutazione si basa sul differente grado di compattazione del calcestruzzo in opera rispetto a quello realizzabile per un provino.