Le attuali Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14/01/2008) e l'Eurocodice 8 (EN 1998-1:2005) prescrivono la realizzazione di strutture in c.a. in zona sismica in grado di dissipare l'energia immagazzinata durante il terremoto attraverso la formazione di meccanismi duttili globali; a tal fine, comunemente, si applicano le regole di progettazione del capacity design, consistenti nell'individuazione di specifiche "zone critiche" degli elementi strutturali in cui le deformazioni devono primariamente localizzarsi (i.e. cerniere plastiche) e nell'impiego di forze di taglio di progetto degli elementi strutturali opportunamente sovradimensionate per evitare rotture fragili locali. La capacità dissipativa della struttura è strettamente legata alla capacità rotazionale dell'elemento strutturale (trave o pilastro) in cui si localizzano le plasticizzazioni: a sua volta, questa dipende dalle caratteristiche geometriche e meccaniche della sezione medesima, ed è quindi direttamente influenzata dalla capacità duttile, in termini di deformazioni, delle barre da cemento armato in essa presenti. La valutazione del comportamento a fatica oligociclica delle barre in acciaio da cemento armato è conseguentemente di fondamentale importanza per l'analisi del comportamento strutturale globale degli edifici in zona sismica e deve essere accuratamente studiato. In particolare, due diversi aspetti devono essere presi in considerazione, rispettivamente legati all'individuazione dell'effettivo comportamento meccanico delle barre da c.a. sotto azione di fatica oligociclica (capacità in duttilità) e all'analisi della reale richiesta in duttilità imposta dal sisma alla barra medesima (domanda in duttilità); attualmente infatti, malgrado un'ampia letteratura relativa alla caratterizzazione meccanica a fatica oligociclica delle barre e alla valutazione del comportamento sismico globale di edifici in c.a., non esistono studi specifici che correlino la capacità meccanica della barra alle effettive richieste dell'azione sismica.

Il presente lavoro, sviluppato nell'ambito di un progetto di ricerca europeo denominato Rusteel (2009), mostra i risultati ottenuti da un'accurata analisi del comportamento sismico di edifici in c.a. progettati secondo le attuali normative tecniche per le costruzioni, e la conseguente valutazione dell'effettivo livello di deformazione e di energia dissipata imposti alle barre in presenza di azione sismica.

La valutazione della domanda in duttilità ha richiesto la formulazione di uno specifico legame costitutivo da impiegare per la modellazione delle barre, capace di includere gli scorrimenti relativi tra acciaio e calcestruzzo: il modello utilizzato nelle simulazioni numeriche, denominato hardening slip model, è stato elaborato sulla base di quello precedentemente proposto da Braga et al. (2006) e successivamente modificato al fine di tenere in considerazione i fenomeni di incrudimento, non necessari per gli studi precedenti.

La caratterizzazione meccanica a fatica oligociclica delle più comuni barre da c.a. impiegate ad oggi nelle costruzioni (TempCore, Micro - legati, lavorati a freddo) è stata eseguita impiegando uno specifico protocollo di prova elaborato nell'ambito del progetto di ricerca; i dati così ottenuti sono stati comparati con i risultati delle analisi numeriche sugli edifici caso studio in c.a., permettendo così la valutazione dell'effettivo comportamento sismico delle barre.

Inoltre, dal momento che recenti studi (Apostolopoulos et al. 2006) hanno evidenziato un decadimento delle caratteristiche meccaniche delle barre in acciaio tipo TempCore, comunemente impiegate nelle costruzioni, in termini di resistenza e soprattutto di duttilità, un'accurata campagna di indagini sperimentali su barre artificialmente corrose mediante esposizione in camera a nebbia salina, comprensiva sia di prove monotone sia di prove a fatica oligociclica, ha permesso di valutare l'influenza dei fenomeni di corrosione sul comportamento duttile di barre in acciaio da c.a. e di fornire, se possibile, indicazioni aggiuntive rispetto a quelle attualmente presenti negli Eurocodici per la protezione delle barre nei confronti di ambienti aggressivi di varia natura (corrosione per attacco da cloruri, corrosione per carbonatazione).