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Prof. Ing. Antonio Borri

Ordinario di Scienza delle Costruzioni nella Università degli Studi di Perugia

Presidente Centro Studi Sisto Mastrodicasa

V. Presidente AICO – Ass. Italiana Compositi per le Costruzioni

Delegato regionale ASS.I.R.C.CO.

Email:borri@unipg.it

I materiali compositi

negli interventi di consolidamento

ARCIDIOCESI DELL’AQUILAUFFICIO BENI CULTURALI

CORSO SEMINARIALE

“IL TERREMOTO ABRUZZESE DEL 6 APRILE 2009:

DALLA DIAGNOSI DEI DISSESTI ALLA PROGETTAZIONE

DEGLI INTERVENTI SULL’EDILIZIA STORICA”Ricostruire la città, ricostruire la speranza

Con il supporto organizzativo dell’ASSIRCCO (Associazione Italiana Recupero e Consolidamento Costruzioni)

Riferimenti:

• E-mail: borri@unipg.it

• Sito: www.mastrodicasa.com

• “Manuale per la riabilitazione e la ricostruzione post-sismica degli edifici”, Regione Umbria, Ed. DEI, Roma, 1999

• “Trattato sul Consolidamento” Ed. Mancosu, Roma, 2003

• “Manuale del recupero strutturale e antisismico”,Ed. DEI, Roma, 2005

• “Norme Tecniche per le Costruzioni. Guida pratica”, Ed. Il Sole 24Ore

di prossima uscita:

• MMS – Manuale delle Murature Storiche, Ed. DEI, Roma

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MMS - MANUALE DELLE MURATURE STORICHE

Analisi e conoscenza del costruito storico in muratura

Ed. DEI, Roma

Collana Centro Studi MASTRODICASA

Ottobre 2010

(SAIE)

Direttore Scientifico: Antonio Borri

a cura di Chiara Donà, con la collaborazione di Alessandro De Maria

Autori: Angela Baila, Luigia Binda, Emanuele Del Monte, Chiara Donà, Luciano Galano,

Andrea Giannantoni, Barbara Ortolani, Andrea Pagliazzi, Antonella Saisi, Dino Sperandio

Cristina Tedeschi, Andrea Vignoli

Prefazione di Luciano Marchetti

CENTRO STUDI “SISTO MASTRODICASA”

per il consolidamento ed il restauro del patrimonio

strutturale, edilizio e monumentale

Ing. Sisto Mastrodicasa

Sito: www.mastrodicasa.it

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Sito: www.mastrodicasa.it

Sito: www.mastrodicasa.it

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COMPORTAMENTO DEL

COSTRUITO STORICO

COMPORTAMENTO DEGLI

EDIFICI IN AGGREGATO

MECCANICA DELLE MURATURE STORICHE

Tema “interventi con i compositi”: va esaminato nel problema più ampio

del comportamento meccanico del costruito storico

QUALITA’ MURARIA

Linee Guida

per la valutazione e riduzione del rischio sismico

del patrimonio culturale

(con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni)

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PERCORSO DELLA CONOSCENZA

La conoscenza della costruzione storica in muratura, mediante tecniche d’analisi e

di interpretazione adeguate, è il presupposto fondamentale di una attendibile

valutazione della sicurezza sismica attuale e per la scelta di un efficace intervento

di miglioramento.

Fasi:

Identificazione della costruzione

Rilievo geometrico

Analisi storica degli eventi e degli interventi subiti

Rilievo materico costruttivo e stato di conservazione

Caratterizzazione meccanica dei materiali

Terreno e fondazioni

Monitoraggio

Da qui scaturiscono i tre livelli di conoscenza LC1, LC2 e LC3 con relativi fattori di

confidenza FC.

VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E PROGETTAZIONE DEGLI INTERVENTI

SUL SINGOLO MANUFATTO

Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti

Interventi volti a ridurre le spinte di archi e volte ed al loro consolidamento

Interventi volti a ridurre l’eccessiva deformabilità dei solai ed al loro

consolidamento

Interventi in copertura

Interventi volti ad incrementare la resistenza degli elementi murari

Interventi su elementi non strutturali

Interventi in fondazione

(In: 6.3.1 Premesse)

“Ovviamente non sono da considerarsi escluse tecniche di intervento non

citate, metodologie innovative o soluzioni particolari che il professionista

individui come adeguate per il caso specifico. “

Linee Guida BBCC:

riferimenti espliciti all’uso dei compositi

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Riferimento esplicito ai compositiCirc

esplic.

Linee

Guida

Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti

Cerchiature esterne X X

Cuciture armate X X

Perfori armati X X

Collegamenti travi solaio-murature X X

Cordoli in sommità X

Interventi volti a ridurre le spinte di archi e volte

Placcaggio archi e volte X X

Interventi volti a ridurre l’eccessiva deformabilità dei solai

Irrigidimento nel piano X X

Interventi volti ad incrementare la resistenza nei maschi murari

Ristilatura armata X

Diatoni armati X

Placcaggio X X (diff)

da non dimenticare ….

• Sequenza metodologica: analisi-diagnosi-terapia

• Conoscenza come base indispensabile per l’intervento

• Particolarità delle costruzioni in muratura …

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Interventi di miglioramento

• Ricerca di una efficacia sul singolo elemento o sul complesso,

non come rinforzo puntuale.

• Impedire il formarsi di fessurazioni che possano portare la

fabbrica muraria alla formazione di meccanismi di collasso.

• Presidi e non stravolgimenti del normale funzionamento

strutturale.

Cinematismi di collasso

A1

S(i+1)/2

N i Psi

CPsi

CFVi

P2

CP2

FHi

FVi

Hi

HF

i

CP1

P1

b2b1

Si

A2

HR

i

R i

Hi

HR

i

HF

i

Si

A

CPi

P i

CFVi

FVi

FHi

Psi

d i

CPsi

N i

B

R i

S(i+1)/2

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Forma della cinturazione

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Cerchiatura come

presidio per i ribaltamenti

G.B. Milani (1910)

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CpCPs

CPs

Nastro in FRP: catena e rinforzo flessionale

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Interventi provvisionali

Interventi provvisionali di messa in sicurezza – Foligno (PG)

- 1999 -

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Interventi provvisionali di messa in sicurezza – Foligno (PG)

- 1999 -

ing. Riccardo Vetturini libero professionista – Foligno

Centro Studi Mastrodicasa

Interventi provvisionali di messa in sicurezza – Foligno (PG)

- 1999 -

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Interventi provvisionali di messa in sicurezza – Foligno (PG)

- 1999 -

SETTEMBRE 2007

14

SETTEMBRE 2007

15

16

Cerchiatura di edifici

Importanza dei cordoli

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Cordolo di sommità

Cordolo di sommità

Obiettivi: connettività, ripartizione carichi

verticali, mantenimento forma, leggerezza.

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19

Cordolo in muratura armata

(Giuffrè, Cangi, 1989)

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cordolo in

laterizio lamellare

nastri in FRP

pancale

perfori armati

Cordolo in laterizio armato con FRP

Prima esperienza: Collelungo (Foligno)Progettista: Ing. Andrea Giannantoni

Impresa Alberto Fagotti - Fibre e resina: Kimia

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22

23

24

Prova in orizzontale

L = 380 cm

Sez.: 50x9 cm

5025

3

Prove sperimentali

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Materiali compositi:

- Trefoli di fili UHTSS (Ultra High Tensile Strength Steel)

- Matrice resinosa o cementizia

12X 3X2 3S 3SX

Filo di acciaio UHTSS

Resina Polimerica o Malta cementizia

Trefoli

Spessore: 0.12 cm

Peso : da 0.5 a 3 Kg/m2

SRP / SRG (Steel Reinforced Polymer / Grout)

Dal catalogo Hardwire - FIDIA srl

material: prestressing strand

diameter: 3/8 “ (9 mm)

material: hardwire 3X2

diameter: 0.89 mm

DIAMETRI (TIPICI):

CAVO

PRECOMPRESSION

E

(minimo)

TREFOLO UHTSS

(tipico)

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1

2

3

MURATURA ARMATA CON SRG

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18L=40

0

27

28

29

30

Trave n. 1 (cemento 325)

38

18

Trave n. 3 (Mapgrout)

18

Mapegrout

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CARICHI DI ROTTURA

(prove di flessione su 4 punti, Luce netta: 3,70 m)

Trave 1 Pu = 35,99 KN (malta cem 325)

Trave 2 Pu = 40,72 KN (Mapegrout)

Trave 3 Pu = 35,90 KN (Mapegrout)

(Nota:

per avere Pu=35 KN per un cordolo in c.a.

occorre una sezione di 38x30 cm con 4f16)

Valori sperimentali:

38

38

30

18

18

Valore previsto: 35 KN

Peso: 350 Kg

(comportamento elastico)

Peso: 1140 Kg

Vantaggi: peso, flessibilità, compatibilità

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Schema di carico e posizionamento trasduttori

Sezione della trave

PROVE DI CARICO CICLICHE

Diagramma carico abbassamento

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Prove di lunga durata

Trave in

laterizio lamellare

carico