Calcoli Cemento Armato Anni 60

Calcola la resistenza e i parametri strutturali del cemento armato secondo gli standard degli anni ’60

Guida Completa ai Calcoli del Cemento Armato Anni ’60

Il calcolo delle strutture in cemento armato realizzate negli anni ’60 richiede una particolare attenzione agli standard normativi dell’epoca, che differivano significativamente da quelli attuali. Questa guida approfondita esplora i metodi di calcolo, i materiali tipici e le considerazioni progettuali specifiche per le costruzioni di quel periodo.

Contesto Storico e Normative di Riferimento

Negli anni ’60 in Italia, la progettazione delle strutture in cemento armato era regolamentata principalmente dalle seguenti normative:

• D.M. 16/11/1962 – Norme tecniche per le costruzioni in conglomerato cementizio armato, normale e precompresso, e per le strutture metalliche
• Circolare LL.PP. n. 1685/1965 – Istruzioni relative alle norme tecniche per le costruzioni in conglomerato cementizio armato
• UNI 6507-1965 – Calcestruzzo – Determinazione della resistenza a compressione

Queste normative introducevano il metodo delle tensioni ammissibili, che era il principale approccio di calcolo dell’epoca, diverso dal metodo agli stati limite utilizzato oggi.

Caratteristiche dei Materiali negli Anni ’60

Calcestruzzo

Le classi di resistenza del calcestruzzo erano espresse in kg/cm² (R_ck) e tipicamente variavano tra:

• R_ck 150 (15 N/mm²)
• R_ck 180 (18 N/mm²)
• R_ck 200 (20 N/mm²) – la più comune
• R_ck 250 (25 N/mm²)
• R_ck 300 (30 N/mm²) – per strutture speciali

La resistenza di calcolo (R_b) si otteneva dividendo R_ck per un coefficiente di sicurezza pari a 2.5:

R_b = R_ck / 2.5

Acciaio

Gli acciai da cemento armato erano classificati secondo la loro tensione di snervamento caratteristica (σ_s):

• FeB 32k (σ_s = 3200 kg/cm²)
• FeB 38k (σ_s = 3800 kg/cm²) – il più utilizzato
• FeB 44k (σ_s = 4400 kg/cm²)

La tensione ammissibile (σ_amm) si otteneva dividendo σ_s per un coefficiente di sicurezza pari a 1.8:

σ_amm = σ_s / 1.8 ≈ 2100 kg/cm² per FeB 38k

Metodo di Calcolo delle Tensioni Ammissibili

Il metodo delle tensioni ammissibili si basa sul principio che le tensioni indotte nei materiali dai carichi di esercizio non devono superare determinati valori limite (tensioni ammissibili), ottenuti dividendo le resistenze caratteristiche per opportuni coefficienti di sicurezza.

I passaggi fondamentali sono:

1. Determinazione dei carichi: calcolo dei carichi permanenti (G) e variabili (Q)
2. Combinazione dei carichi: tipicamente G + Q senza coefficienti di maggiorazione
3. Calcolo delle sollecitazioni: momento flettente (M) e taglio (T)
4. Verifica delle tensioni: confronto tra tensioni indotte e tensioni ammissibili

Progettazione delle Travi in Cemento Armato

Per una trave semplicemente appoggiata con carico uniformemente distribuito, il momento massimo si calcola con:

M_max = (q × L²) / 8

dove:

• q = carico totale per metro lineare (kg/m)
• L = luce della trave (m)

L’altezza utile (d) si ottiene sottraendo il copriferro (c) e metà diametro delle barre (Φ/2) dall’altezza totale (h):

d = h – c – Φ/2

Calcolo dell’Armatura Longitudinale

L’area dell’armatura richiesta (A_s,req) si calcola con la formula:

A_s,req = M_max / (0.9 × d × σ_amm)

Dove 0.9 è il braccio delle forze interne (tipico per le travi)

La percentuale meccanica di armatura (ρ) è data da:

ρ = (A_s,prov / (b × d)) × 100

I valori tipici per ρ negli anni ’60 erano:

• ρ_min = 0.2% (armatura minima)
• ρ_max = 3% (per evitare la rottura fragile)

Verifica a Taglio

La verifica a taglio nelle travi in cemento armato degli anni ’60 veniva effettuata con la formula:

τ = T / (b × d) ≤ τ_c0 + (ρ × σ_amm / 10)

Dove:

• τ = tensione tangenziale di calcolo
• τ_c0 = resistenza a taglio del calcestruzzo (tipicamente 4 kg/cm² per R_ck 200)
• T = forza di taglio massima

Confronto tra Normative Anni ’60 e Attuali

Parametro	Normative Anni ’60	Normative Attuali (NTC 2018)
Metodo di calcolo	Tensioni ammissibili	Stati limite (SLU e SLE)
Coefficiente di sicurezza calcestruzzo	2.5	1.5 (per SLU)
Coefficiente di sicurezza acciaio	1.8	1.15 (per SLU)
Resistenza caratteristica calcestruzzo	Rck (kg/cm²)	fck (N/mm²)
Copriferro minimo	1.5-2 cm	2.5-4 cm (a seconda dell’esposizione)
Diametri minimi barre	Φ 6-8 mm	Φ 10-12 mm
Controllo fessurazione	Non esplicitamente richiesto	Verifica obbligatoria (wmax)

Problemi Comuni nelle Strutture Anni ’60

Le strutture in cemento armato realizzate negli anni ’60 presentano spesso alcune criticità:

1. Corrosione delle armature: dovuta a copriferri insufficienti e assenza di protezioni aggiuntive
2. Degrado del calcestruzzo: carbonatazione e attacco da solfati per la minore qualità dei materiali
3. Inadeguatezza sismica: assenza di criteri antisismici nelle zone non classificate
4. Sottostima dei carichi: i carichi variabili considerati erano spesso inferiori a quelli attuali
5. Dettagli costruttivi scadenti: ancoraggi insufficienti, sovrapposizioni ridotte

Valutazione della Sicurezza delle Strutture Esistenti

Per valutare la sicurezza di una struttura in cemento armato degli anni ’60 secondo gli attuali standard, si possono seguire questi passaggi:

1. Indagine conoscitiva: rilievo geometrico, carotaggi, prove soniche, pacometro per individuare le armature
2. Caratterizzazione dei materiali: prove di compressione su carote, prove di trazione su campioni di armatura
3. Analisi strutturale: modellazione con software agli elementi finiti, considerando i reali dettagli costruttivi
4. Verifiche: applicazione dei coefficienti di sicurezza attuali (γ_M per i materiali, γ_F per i carichi)
5. Eventuali interventi: rinforzo con FRP, incrementi di sezione, aggiunta di nuovi elementi strutturali

Esempio Pratico di Calcolo

Consideriamo una trave di luce L = 5 m, sezione 30×50 cm, con:

• Calcestruzzo R_ck 200 (R_b = 200/2.5 = 80 kg/cm²)
• Acciaio FeB 38k (σ_amm = 3800/1.8 ≈ 2100 kg/cm²)
• Copriferro c = 2 cm
• Carico distribuito q = 1000 kg/m (inclusa la trave)
• 2Φ12 come armatura tesa

Passo 1 – Momento massimo:

M_max = (1000 × 5²) / 8 = 3125 kg·m = 312500 kg·cm

Passo 2 – Altezza utile:

d = 50 – 2 – 1.2/2 ≈ 47.4 cm

Passo 3 – Armatura richiesta:

A_s,req = 312500 / (0.9 × 47.4 × 2100) ≈ 3.56 cm²

Passo 4 – Armatura fornita (2Φ12):

A_s,prov = 2 × (π × 1.2² / 4) ≈ 2.26 cm² (INSUFFICIENTE!)

Questo esempio mostra come molte strutture degli anni ’60 possano risultare sottodimensionate secondo i carichi attuali.

Riferimenti Normativi e Bibliografici

Per approfondimenti sulle normative degli anni ’60:

• Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti – Archivio Normative
• UNI – Norme Tecniche Storiche
• Archivio tecnico delle normative italiane

Per confronti con le normative attuali:

• D.M. 17 gennaio 2018 – Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018)
• Eurocodici – Norme Europee per le Costruzioni

Conclusioni

I calcoli del cemento armato secondo gli standard degli anni ’60 richiedono una profonda conoscenza delle normative dell’epoca e delle loro differenze rispetto agli attuali criteri di progetto. Mentre molte strutture di quel periodo continuano a svolgere la loro funzione, è spesso necessario valutarne la sicurezza con approcci moderni, soprattutto in caso di cambi di destinazione d’uso o aumenti dei carichi.

La corretta interpretazione delle normative storiche, combinata con tecniche moderne di indagine e rinforzo, permette di preservare il patrimonio edilizio esistente garantendo al contempo adeguati livelli di sicurezza.