Esempi Applicazione FRP

7/25/2019 Esempi Applicazione FRP

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I compositi fibrosi vengono impiegati ogni qualvolta vi sia daassorbire uno sforzo di trazione pura o di trazione prodotta

dalla flessione o dal taglio.

Il rinforzo a flessione viene realizzato mediante incollaggio

di lamine o con applicazione di uno o pi strati di tessuto allembo teso dellelemento.

Con tali interventi si ottengono incrementi fino al 40-50% dellaresistenza nominale della sezione di partenza trattata; occorre

tuttavia considerare una sensibile riduzione della freccia e della

duttilit della sezione.Lefficacia dellintervento solo in termini di comportamento

agli stati limite ultimi; in esercizio le fibre presentano, nella

maggior parte dei casi, tassi di lavoro pressoch trascurabili.Per ottenere un efficace intervento di rinforzo con FRP anche

in esercizio, necessario pre-tendere le fibre, mediante appo-

siti sistemi di tensionamento (particolarmente costosi) oppure

cercando di sollevare la struttura mediante martinetti idrau-lici, scaricandola una volta terminata lapplicazione.

Occorre altres verificare che la sezione rinforzata raggiunga

lo stato limite ultimo per schiacciamento del cls e non per rot-tura del FRP e che, in ogni modo, venga scongiurato il feno-

meno di delaminazione.

I rinforzi a taglio si ottengono generalmente applicando uno

o pi strati di tessuto sulle facce dellelemento da rinforzare.

Le strisce cos disposte, analogamente alle staffe, possono es-sere applicate in modo discontinuo o in modo continuo, le une

aderenti alle altre.

Lefficacia del rinforzo maggiore quanto pi le fasce risul-

tano perpendicolari alle fessurazioni; per ragioni pratiche, tut-tavia, lapplicazione avviene generalmente in senso parallelo

alle staffe o, in alcuni casi, con angolazione del rinforzo per

incrementarne lefficacia.La fasciatura pu interessare alcuni lati, oppure pu essere in

completo avvolgimento [fig. 1].

Il rinforzo a taglio viene anche impiegato per ancorare ilrinforzo a flessione onde evitare il rischio di delaminazione.

Il confinamento di pilastri avviene fasciando lelemento conuno o pi strati di tessuto FRP; tale intervento ha come van-

taggio lincremento sia della resistenza ultima a presso-fles-

sione sia la duttilit dellelemento.Per ottenere un efficace confinamento le fibre vanno disposte

perpendicolarmente allasse dellelemento; lintervento pu

essere eseguito in modo continuo sullintero pilastro oppurea tratti, con una riduzione di efficacia del confinamento [fig. 2].

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Esempi di applicazione

24 Consolidamento, risanamento e recupero24.10 I materiali compositi nel rinforzo strutturale

Schemi di rinforzo al taglio con tessuto FRP.Fig. 1 Confinamento di pilastri con tessuti FRP.Fig. 2

b

b

b= 90


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Il rinforzo maggiore quando si interviene su sezioni circolari,

per ridursi via via nel caso in cui si trattino sezioni quadrate o ret-

tangolari (con rapporto dei lati maggiore di 1:2 lintervento non

consigliabile). Dovendo intervenire su sezioni quadrate o ret-

tangolari necessario procedere preliminarmente alla smussa-tura degli spigoli, al fine di evitare la concentrazione di sforzi in

tali punti, in grado di produrre fratture del rinforzo.

Le applicazioni ricorrenti riguardano:

nodi: i nodi trave-colonna risultano spesso sottodimensio-nati, soprattutto rispetto alle azioni sismiche. Lincremento

di resistenza a flessione pu essere ottenuto mediante lin-

serimento di barre in fori o scanalature passanti [fig. 3a,b] efasciatura. Allo stesso modo si pu intervenire per lirrigi-dimento dei nodi tra pilastro e fondazione [fig. 3c].

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Fig. 3

cc u a af c ic a

82 ba rr CFe PR ep r

ias n

nra

rperoof 16

nfoalleeb r

na rco oigag leed l

id o eaz n L > 30 mc

seu

adRPu FCsset

iattd

to la ta etre is s nza

r h = 30 cm

TRAVE DI FONDAZIONE

8ba rr CFe PR

mc03=hr

eratalot

d t ta i

te ss CFu PR da

ue s

aznssi te

uod lo

feu

adRPu FCsset

cead

to la to m

s h = 50 cm

TRAVE DI SOLAIO

RPe FCrrab 8

mc03=hr

eratalot

d t ta i

te ss CFu PR da

ue s

aznssi te

etiss nza

seu

adRPu FCsset

iattd

to la ta re

r h = 30 cm

TRAVE DI SOLAIO

a

b

c


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Travi da ponte: il rinforzo di questa tipologia di travi sirende necessario a causa sia della vetust delle strutture sia

dellazione degradante prodotta sul calcestruzzo dallam-

biente in cui si trovano. Generalmente gli interventi preve-

dono lapplicazione di lamine o tessuti allintradosso e/ofasciature a per il rinforzo a taglio [fig. 4]. In situazioni di

particolare degrado, ove il copriferro debba essere rico-

struito con pi di 3 cm di malta, si possono inserire nellasezione ripristinata alcune barre CFRP.

Solai: attraverso lapplicazione di lamine o fasce in tessuto

si ottiene un incremento di resistenza flessionale che, nei

casi pi comuni, pu raggiungere il 20-25% con luso di la-

mine di 1,4 mm di spessore e 5 cm di larghezza [fig. 5].Come nel caso delle travi da ponte, in caso di ricostruzione

del copriferro, si possono inserire nella sezione ripristinata

alcune barre CFRP [fig. 6]. Le malte utilizzate per il ripri-stino, con elevata resistenza e aderenza sia al supporto sia

alle barre integrative allarmatura, consentono il recupero

e/o lincremento della resistenza della struttura trattata. Lebarre CFRP sono inoltre in grado di resistere anche a elevate

temperature in caso di incendio.

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Fig. 5

Fig. 6

zoronfiR co rrab en

iirptlam d ra i s ot ni rab RPr FCe

n enlamiocRi fn or oz

anlam CFi PRi nt osia rdmalt pri i

Rinforzo della mensola di un viadotto.Fig. 4


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Rinforzo di strutture in muratura

Lapplicazione di rinforzi resistenti a trazione su strutture vol-

tate in muratura rappresenta una tecnica assai diffusa, confe-

rendo alla muratura quel tipo di resistenza che congenitamentenon possiede.

I rinforzi sono localizzati sui contorni in trazione e presen-tano una sezione estremamente ridotta, rendendo cos il con-

solidamento scarsamente invasivo, senza alterazione del

comportamento desercizio, limitandosi a collaborare con lamuratura [fig. 7].Per progettare adeguatamente simili interventi occorre tutta-

via considerare che laderenza di un rinforzo alla struttura pro-

duce un campo di trazioni nella struttura stessa.

Quando i rinforzi sono applicati al contorno di una volta, la-

derenza determina un ulteriore campo di trazioni, in quanto le

tensioni tangenziali interne scambiate tra rinforzo e muratura

presentano risultante non nulla, in ragione della curvatura

delle superfici di supporto; quindi lequilibrio del rinforzo im-plica anche uno scambio di tensione (il cui verso dettato dal

segno della curvatura).Il campo tensionale prodotto dalle e dalle al contorno pudeterminare principali di trazione entro la muratura.

Affinch lintervento di rinforzo risulti efficace, indispensa-

bile quindi che il valore di resistenza a trazione della muraturasia determinato e noto prima di procedere.

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Rinforzo di strutture in muratura.Fig. 7


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Rinforzo di elementi di legno

Laccoppiamento tra legno e materiali compositi si presenta

particolarmente interessante in termini di compatibilit e com-plementariet di caratteristiche.

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Consolidamento di una volta con tessuti FRP.Fig. 8

applicazione di barrein zona tesa

applicazione di lamineesterne in zona tesa

applicazione di lamineinterne in zona tesa

applicazione di lamineinterne in zona tesa

e compressa

Fig. 9

Lesigenza principale quella di conferire maggiore resistenza

e rigidezza a elementi strutturali in legno massiccio o lamel-lare, rispetto alle prestazioni che il solo materiale ligneo in

grado di offrire; una delle peculiarit pi apprezzate del legno,

la leggerezza, non viene assolutamente pregiudicata con inter-venti di rinforzo con FRP.

Parimenti, i difetti pi vistosi del legno, come ad esempio lele-

vata disomogeneit meccanica legata alla presenza intrinseca didifetti, risultano notevolmente mitigati dalla sinergia con il com-

posito fibrorinforzato.

Il rinforzo a flessione di strutture in legno pu essere realiz-

zato con barre e/o lamine, incollate sulla superficie o posteallinterno della stessa in appositi alloggiamenti [fig. 9].

Lapplicazione di rinforzi FRP deve essere eseguita su ele-menti murari di adeguate propriet meccaniche; nel caso in

cui questi risultino danneggiati o disomogenei si deve proce-

dere a un pre-consolidamento con tecniche tradizionali (cuci-

scuci, iniezioni consolidanti, ristilatura dei giunti ecc.).Il rinforzo di strutture murarie pu essere eseguito, oltre che

sulle volte, anche su pareti, prestando sempre particolare at-tenzione alladerenza tra struttura e rinforzo [fig. 8].

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