Mercoledì 10 Aprile 2013 Sala Conferenza Confindustria di Catanzaro

Mercoledì 10 Aprile 2013Sala Conferenza Confindustria di Catanzaro

Via Eroi 1799, 23 - 88100 Catanzaro

Regione Calabria Provincia Catanzaro Regione Calabria

con il Patrocinio di:

Mercoledì 10 Aprile 2013

Interventi di Consolidamento Statico e Sismico di strutture esistenti

RINFORZO STRUTTURALE CON Fiber Reinforced PolymersPROGETTAZIONE, ESECUZIONE E CONTROLLO

TECNOLOGIE E SISTEMI COMPOSITI

NEL RECUPEROEDILIZIO

S.E.I.CO. srl(Div. CARBON-COMPOSITI)

Nata daIl’unione e dalla collaborazione di tecnici qualificati, con esperienza trentennale nell’ambito dell’edilizia specializzata consolidata con S.E.I.CO., la divisione Carbon-Compositi, rappresenta ad oggi un esempio di edilizia specializzata e composta da materiali di primordine per qualità, caratteristiche e formulazioni, applicata all’unione di sistemi compositi sistemi resine o malte polimeriche e fibre di carbonio, vetro, aramide, basalto tessuti in nastri, reti o lamine pultruse).

TECNOLOGIE E SISTEMI COMPOSITI NEL RECUPERO EDILIZIO

CARBON-COMPOSITI è un marchio registrato dalla società S.E.I.CO srl

Via G. Palatucci 7/6 – 47122 Forlì (FC) – Phone +39 0543.729919 – Fax +39 0543.729955

E-mail: [email protected] – www.seicoedilizia.it

www.carbon-compositi.it – [email protected]

Relatore:

Farneti Geom. Alessandro Responsabile Tecnico e Commerciale

mailto:[email protected]

http://www.seicoedilizia.it/

http://www.carbon-compositi.it/


Via Sacco e Vanzetti, 3 - cap 47922 – Viserba (RN)

Tel. (+39) 0541-734.573 – Fax. (+39) 0541-449.014

E.mail: [email protected]

Web site: www.perazziniepierini.com

Consulenti Ufficio Tecnico:

Dott. Ing. Christian Pierini Libero Professionista

Dott. Ing. Donna Gambetti Collaboratrice

Perazzini & Pierini Studio Associato di Ingegneria



Presentazione 5Programma del Seminario Tecnico

Programma del Seminario Tecnico

Sistemi Compositi in FRP : Componenti , Vantaggi ed Utilizzi

Modalità Applicative (Preparazione dei Supporti ed Applicazione)

Durabilità dei Rinforzi Applicati

Rinforzo per Azioni Statiche

Rinforzo per Azioni Sismiche

Qualificazione, Identificazione, Controllo ed Accettazione del materiale

Esempi Applicativi dei sistemi “CARBON COMPOSITI”



Componenti , Vantaggi e Utilizzi dei Sistemi Compositi in FRP







Presentazione 7Materiali per il Rinforzo Strutturale

FRP: Componenti , Vantaggi ed Utilizzi

Presenza di DUE fasi di diversa natura e MACROSCOPICAMENTE distinguibili

Matrice Polimerica di natura organica:- Fase continua ed isotropa;- Protegge le Fibre dall’ambiente circostante;- Consente il trasferimento delle sollecitazioni esterne agli

elementi resistenti (Fibre);- Mantiene le Fibre in sede rendendone possibile la

collaborazione.

Fibre di Rinforzo:- Fase discontinua ed anisotropa;- Funzione puramente resistente;- Elevata resistenza e rigidezza;- Deformazione a rottura modesta.

LA NATURA DELLE FASI CHE COSTITUISCONO IL COMPOSITO CONTRIBUISCE IN MODO DETERMINANTE ALLE PROPRIETÀ FINALI DEL COMPOSITO.

Presentazione 8


Materiali per il Rinforzo Strutturale: Tessuti

FIBRE Modulo d’Elasticità (GPa)

RESISTENZA A TRAZIONE (MPa)

Deformazione a rottura (%)

Note: Prezzo:

CARBONIO 230 5000 2-2,10 Ottima resistenza a fatica , modulo elastico + alto

***

BASALTO 85-90 3500 3,1 Ottima resistenza agli acidi , alcali , Sali , alle alte temperature. Compatibilità 100% con ogni materiale

**

ARAMIDE 80 2800 3,3 Leggero , ottima resistenza agli urti

****

VETRO 70-73 2000 3,5-4,7 Bassa resistenza a fatica. *

Presentazione 9


FIBRE DI CARBONIO

(CFRP)

Materiali per il Rinforzo Strutturale

FIBRE DI BASALTO (BFRP)

FIBRE DI ARAMIDE (AFRP)

FIBRE DI VETRO (GFRP)

PARAMETRO DISTINTIVO: RESISTENZA SPECIFICA ossia, il rapporto tra la resistenza meccanica a trazione e il peso specifico risulta (per esempio nel Carbonio) da 10 a 40 volte maggiore rispetto all’acciaio.

Presentazione 10Interventi di Ripristino con FRP - Vantaggi


- DURABILITA’ E LEGGEREZZA DEL RINFORZO; - ADATTABILE A FORME COMPLESSE; - INCREMENTO TRASCURABILE DELLA SEZIONE DELLA STRUTTURA; - BASSO IMPATTO ESTETICO; - VELOCITA’ E FACILITA’ D’INSTALLAZIONE; -NON MODIFICA L’INERZIA DEL FABBRICATO.

Principali Vantaggi del rinforzo statico e sismico di strutture esistenti mediante applicazione di materiali compositi fibrorinforzati rispetto alle tecniche tradizionali di intervento:



Interventi tipo con FRP

Incremento di duttilità ai nodi e consolidamento di pilastri mediante fasciatura.



Interventi tipo con FRP

Incremento di duttilità ai nodi mediante rivestimento:-poca-invasività dell’intervento;-Adattabile ad ogni tipo d’intervento;-tempi di intervento rapidi.



Interventi classici

Incremento di duttilità ai nodi mediante incamiciatura



Interventi classici

Incremento di duttilità ai nodi mediante incamiciatura:-invasività dell’intervento;-elevato grado di complessità realizzativa;-tempi di intervento considerevoli.

Presentazione 15


Principali MATRICI disponibili in commercio

Matrici Cementizie FRCM ;

Matrici Polimeriche a base di Resine Termoindurenti: disponibili in forma parzialmente polimerizzata e miscelate successivamente con opportuni reagenti per reticolare (la reazione di polimerizzazione può essere accelerata agendo sulla temperatura). Principali caratteristiche:

-Bassa viscosità allo stato fluido (facilità di impregnazione delle fibre);-Ottime proprietà adesive;-Possibilità di reticolare anche a temperatura ambiente;-Buona resistenza agli agenti chimici e all’umidità in condizioni di esercizio;-Assenza di una temperatura di fusione;-Temperature di esercizio limitate superiormente dalla temperatura di transizione vetrosa (60° circa);-Modesta tenacità a frattura (comportamento “fragile”);-Sensibilità all’umidità in fase di applicazione alla struttura.

-Medesima resistenza al fuoco;

-Permeabilità comparabile (normale scambio termico ed igrometrico con l’ambiente);

-Applicabilità su supporti scabri ed irregolari.

-Applicabilità su supporti anche umidi (non incide sul normale indurimento della malta cementizia);

Materiali per il Rinforzo Strutturale: Matrici

Presentazione 16


FIBRE IN TESSUTI E RETI DI CARBONIO , BASALTO , VETRO ED ARAMIDE


Presentazione 17

Caratteristiche dei Compositi e dei loro Componenti

ELEMENTI PULTRUSI IN CARBONIO , BASALTO , VETRO


Presentazione 19Note per il Ripristino e la preparazione dei supporti

FRP :Modalità applicative

TESSUTI UNIDIREZIONALI – BIDIREZIONALI - MULTIDIREZIONALI

1. Rimozione dell’intonaco, laddove presente, e rimozione corticale con idonei mezzi meccanici non battenti dell’eventuale porzione di c.a. ammalorato sull’intera superficie da rinforzare.

2. Pulizia per la rimozione di ogni residuo di lavorazione.

3. Riprofilatura degli spigoli vivi della sezione in c.a. (pilastro, trave) in corrispondenza delle parti dove sarà applicato il rinforzo in FRP.

La riprofilatura sarà eseguita a mano o con idonei utensili meccanici non battenti per garantire un raggio di curvatura di almeno 25 mm.

N.B.: LE PRIME TRE FASI SONO OBBLIGATORIE.

Presentazione 20

FRP:Modalità applicative


4. Trattamento (ove necessario) delle armature originarie degli elementi strutturali in c.a. per inibizione della corrosione con malta cementizia anticorrosiva.REPAR STEEL

5. Riparazione di fessure strutturali in elementi in calcestruzzo armato con utilizzo di resine epossidiche di adeguata viscosità e fluidità (eventuale applicazione di rialcalinizzante silicico per consolidare). EPOFLUID

6. Ripristino dello strato corticale ammalorato di c.a., se presente, con applicazione di malta a ritiro controllato tissotropica. REPAR TIX – REPAR SMSe il ripristino corticale viene eseguito in corrispondenza degli spigoli vivi della sezione in c.a. (pilastro, trave) laddove sarà applicato il rinforzo in FRP si provvederà ad eseguire la riprofilatura con raggio minimo di 25 mm.

Eventuale ricostruzione volumetrica locale del calcestruzzo ammalorato con malta a ritiro compensato.

Note per il Ripristino e la preparazione dei supporti

Presentazione 21



Se previsto dalle specifiche fornite dal produttore, indicato dal progettista o in ogni caso se il substrato risulta composto da cls particolarmente assorbenti o posti in opera in ambienti umidi:

7. Procedere all'imprimitura (primerizzazione) del sottofondo, con la preparazione e la successiva applicazione, a rullo o a pennello, di primer epossidico bicomponente superfluido, avente funzione di appretto sulla superficie di calcestruzzo pulita ed asciutta per una larghezza della fascia trattata pari alla larghezza della fascia di composito da montare. EPOPRIMER

8. Procedere alla rasatura di livellamento mediante riporto diretto di stucco epossidico a consistenza tissotropica, per la regolarizzazione della superficie di supporto in c.a.. L’applicazione del prodotto deve essere eseguita su primer ancora “fresco” (se presente).In questa fase si procederà, utilizzando lo stesso prodotto, ad arrotondare (ove presenti) gli spigoli vivi esterni (rmin = 25 mm) e/o a raccordare gli spigoli vivi interni (concavità) mediante riporto diretto dello stesso prodotto (rmin = 25 mm). Larghezza della fascia trattata pari alla larghezza della fascia di composito da montare.EPOLAMINA


Presentazione 22



9. Applicazione di primo strato di adesivo epossidico di media viscosità. L’applicazione dell’impregnante del tessuto deve essere eseguita a pennello o a rullo a pelo corto, sullo strato di stucco ancora "fresco" (se presente), per uno strato, in spessore uniforme, di circa 0,50 mm. Larghezza della fascia trattata pari alla larghezza della fascia di composito da montare. EPONASTRO GEL

10. Taglio delle fasce di tessuto secco secondo quanto riportato nelle tavole di progetto. Le fasce saranno conservate a piè d’opera ed ordinate secondo la sequenza applicativa, avendo cura di assicurare un’adeguata protezione dal contatto diretto con polveri.

11. Posizionamento delle fasce di tessuto immediatamente dopo l’applicazione del primo strato di impregnante, avendo cura di stenderle senza formare grinze, con le mani protette da guanti di gomma impermeabili.

12. Favorire la penetrazione dell’adesivo e della resina attraverso le fibre (impregnazione) agendo con apposito rullino metallico, in modo da far penetrare l’adesivo nel tessuto.


Presentazione 23

Modalità applicative


13. Applicazione del secondo strato di adesivo epossidico di media viscosità.L’applicazione dell’impregnante del tessuto deve essere eseguita come per il primo strato effettuato favorendo l’impregnazione pressando bene il tessuto. EPONASTRO GEL (EPONASTRO)

14. Ripassare più volte sul tessuto impregnato il rullino metallico per eliminare le eventuali bolle d’aria occluse durante le precedenti lavorazioni e per distendere le fibre della fascia di tessuto secondo la relativa orditura.

15. Ripetere l’applicazione delle fasce di tessuto e degli strati di adesivo per il numero definito in progetto.

16. Qualora sia prevista l’applicazione di successivi strati di finitura e/o protezione, provvedere a “spagliare” della sabbia fine sull’ultimo strato di resina applicato, al fine di assicurare il futuro idoneo aggrappo dei materiali per le successive lavorazioni a completamento. Lo spaglio sarà eseguito a mano o meccanicamente.


Presentazione 24


LAMINE E PROFILI PULTRUSI

1. Preparazione del supporto come nel caso di applicazione di tessuti.

2. Taglio (con flessibile con lama diamantata) della lamina pultrusa secondo quanto riportato nelle tavole di progetto. Prima di procedere alle fasi successive (incollaggio) procedere alla rimozione (se presente sulla lamina) della singola o doppia pellicola protettiva in materiale plastico (peel-ply) in corrispondenza del lato che sarà a contatto con l’adesivo epossidico avente la funzione di protezione dalla polvere e dallo sporco durante la movimentazione e l'operazione di taglio. LAMINA UD

3. Applicazione di uno strato di adesivo epossidico bicomponente tissotropico sulla lamina pultrusa sul lato dal quale è stata rimossa la pellicola protettiva (se presente) ed un altro strato sul sottofondo sul quale si deve incollare la lamina pultrusa (su primer ancora fresco, se presente). EPOLAMINA

4. Posare la lamina pultrusa esercitando una pressione costante su tutta la sua estensione con un rullino di gomma rigida ed eliminare la resina in eccesso con una spatola, facendo attenzione a non spostare la lamina.

N.B.: Se è prevista l'applicazione di una seconda lamina pultrusa in sovrapposizione della prima lamina pultrusa già applicata, prima di procedere alla sovrapposizione attendere l'avvenuto indurimento dell'adesivo già applicato per l'incollaggio della prima lamina e procedere come nel caso precedente.


Presentazione 25

FRCM:Modalità applicative

RETI DI RINFORZO SU STRUTTURE MURARIE

1. Preparazione locale della parete in muratura: esecuzione di lavaggio accurato della superficie muraria con getto di acqua per eliminare polveri ed eventuali detriti, per una fascia larga circa 100 cm a cavallo dellE lesioni. La muratura, in corrispondenza della zona di intervento, deve essere bagnata con supporto portato a saturazione a superficie asciutta, per evitare la sottrazione del lattice alla matrice del sistema di rinforzo da parte delle pietre, pregiudicandone la corretta presa.

2. Preparazione della matrice (malta) e predisposizione della rete (griglia) a maglie quadrate bilanciata (0°, 90°) in fibra di vetro di qualità alcali-resistente (vetro A.R.) o in fibra di basalto. BASALNETContemporaneamente vengono tagliate (cutter, forbici) e predisposte a piè d’opera, le reti delle dimensioni opportune.

3. Esecuzione delle fasce di rinforzo: in corrispondenza della superficie muraria, per una fascia larga circa 70-100 cm a cavallo della lesione, viene applicato un primo strato di malta. Sullo strato di malta ancora “fresco”, viene posizionata la rete, esercitando una leggera pressione.


Presentazione 26

FRCM:Modalità applicative

RETI DI RINFORZO SU STRUTTURE MURARIE

4. Applicazione “a fresco”, con spatola metallica piana, del secondo strato di malta a completa ricopertura della rete e successiva lisciatura della superficie fresca. BETON MATRIX

N.B.: Possibilità di utilizzo anche nel caso di sarcitura di lesioni presenti in corrispondenza dell’intradosso di elementi murari voltati (volte, archi), in quanto il sistema di rinforzo prevede l’utilizzo di matrici (malte) tissotropiche. Linea GROUT


Presentazione 27

COMPONENTI DEI SISTEMI CARBON-COMPOSITI:

TESSUTI DI RINFORZO – Esempio di Schede Tecniche


Presentazione 28


SISTEMI PREFORMATI – Schede Tecniche


Presentazione 29


ADESIVI E PRINCIPI DI INCOLLAGGIO – SCHEDE TECNICHE


Presentazione 30

I materiali fibrorinforzati per uso strutturale trovano riconoscimento nelle vigenti Norme

Tecniche per le Costruzioni (NTC 2008), mediante la Circolare esplicativa del Testo Unico 2008

del 02/02/09 n.617.

Nella stessa circolare si fa riferimento esplicito all’utilizzo degli FRP per interventi sulle strutture

esistenti quali placcature e fasciature di elementi in c.a. e in muratura.

Nel caso in cui nell’intervento si faccia uso di materiali compositi (FRP), ai fini delle verifiche di

sicurezza degli elementi rinforzati si possono adottare Norme Tecniche di comprovata validità;

nello specifico le Istruzioni CNR-DT 200/2004 e ss.mm.ii.

Introduzione alla Progettazione

Normativa di riferimento

QUADRO NORMATIVO ATTUALE

Presentazione 31Introduzione alla Progettazione


CNR DT 200/2004

Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo

di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibroronforzati

Materiali, strutture in c.a. e in c.a.p., strutture murarie

Documento nato per rispondere all’esigenza nazionale di conoscenza e di standardizzazione delle applicazioni innovative dei materiali compositi.

PRIMO DOCUMENTO TECNICO ITALIANO CAPACE DI ESSERE GUIDA NELLE APPLICAZIONI TECNICHE E NELLO SVILUPPO DEL SETTORE.

La pubblicazione del documento ha posto l’Italia all’avanguardia nel quadro normativo internazionale

Presentazione 32


CNR DT 200 R1/2012

Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo

di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibroronforzati

Materiali, strutture in c.a. e in c.a.p., strutture murarie

Studi e ricerche hanno accompagnato l’attività di produttori, costruttori e professionisti in questo importante settore, promuovendone l’evoluzione.

Aggiornamento DT 200/2004 in forma di PRIMA REVISIONE.

Il documento è stato sottoposto ad inchiesta pubblica nel periodo dal 01/04/2012 al 30/06/2012 per acquisire contributi da parte di tutti gli interessati.


Presentazione 33


Linee Guida ReLUIS

Linee Guida perRiparazione e Rafforzamento

Di Elementi Strutturali,Tamponature e Partizioni.

Il documento è stato redatto al fine di fornire un supporto alla progettazione degli interventi sulle strutture colpite dal sisma dell’Abruzzo del 6 aprile 2009.

Costituiscono oggetto delle presenti Linee Guida gli interventi per riparazioni locali o interventi di miglioramento/adeguamento di strutture in c.a., c.a.p., muratura e legno.


Presentazione 35

DURABILITA’ DEI RINFORZI APPLICATI

Requisiti fondamentali del progetto di rinforzo

-Soddisfare i requisiti di resistenza, di esercizio e di durabilità

-Il rinforzo sollecitato e dimensionato per resistere a sole azioni di trazione e non di compressione.

-Adeguata cura dei dettagli costruttivi; (Verifica dei supporti e Preparazione)

-Definizione di procedure di controllo per la progettazione, la produzione, l’esecuzione e l’uso nell’ambito di ciascun intervento;

Verifiche condotte sia nei confronti degli SLU che nei confronti degli SLE


Presentazione 36


EVITARE ERRORI DI PREPARAZIONE ED INCOLLAGGIO DELLA MATRICE

Per giunzioni adesive si individuano tre tipologie di frattura:1.Frattura coesiva. Avviene in uno solo dei due materiali che costituiscono il giunto, si riconosce quindi dalla presenza dello stesso materiale su entrambe le facce della frattura (Condizioni ideali di applicazione).

1.Frattura adesiva. Avviene all’interfaccia tra aderendo e adesivo con superfici di frattura usualmente lisce e costituite da diversi materiali (Non corretta applicazione dell’adesivo).

1.Frattura mista. Le superfici di frattura sono decisamente irregolari e caratterizzate dalla coesistenza dei due materiali (Substrato debole e non consolidato e modalità applicative non ideali).

L’efficienza del giunto adesivo dipende da:-Tipo di trattamento superficiale;-Composizione chimica e viscosità dell’adesivo;-Tecnica di applicazione e processo di indurimento o reticolazione dell’adesivo.


Presentazione 37


Considerare le condizioni ambientali

Le condizioni ambientali devono essere identificate in fase di progetto per stimarne l’importanza in relazione agli aspetti di durabilità del rinforzo

Le proprietà meccaniche di alcuni FRP degradano in presenza delle seguenti condizioni ambientali:-ambiente alcalinoL’acqua contenuta nei pori del cls può generare il danneggiamento della resina (necessità di completa maturazione prima dell’esposizione della resina ad ambienti alcalini)

-umidità (acqua e soluzioni saline)Possibilità di plasticizzazione, riduzione della temperatura di transizione vetrosa, riduzione di resistenza e di rigidezza della resina (possibile utilizzo di rivestimenti protettivi in ambienti marini)

-temperature estreme e cicli termiciComportamento viscoso della resina che perde di rigidezza con la temperatura (temperatura di transizione vetrosa)

-cicli di gelo e disgeloPossibili distacchi della superficie di interfaccia e microlesioni

-radiazioni UV


Presentazione 38

DURABILITA’ DEI RINFORZI APPLICATI : LA DELAMINAZIONE

C) Modalità di rottura per delaminazione – strutture in c.a.

Delaminazione. Rottura per perdita di aderenza di lamine o tessuti di materiale composito con il substrato (rottura di tipo fragile)

Gerarchia delle resistenze: il progetto si conduce garantendo che la rottura per delaminazione segua quella per taglio e flessione dell’elemento rinforzato


Presentazione 39


Modalità di rottura per delaminazione – strutture in c.a.

MODALITA’ 1. Delaminazione di estremità.

Concentrazione di tensioni tangenziali di interfaccia in una lunghezza di circa 10-20 cm nelle zone terminali del rinforzo.

Dal legame di aderenza tra composito e calcestruzzo si ricava l’energia specifica di frattura:

0.03Fk b ck ctmk f f


Presentazione 40


Modalità di rottura per delaminazione – strutture in c.a.

MODALITA’ 2. Delaminazione causata da fessure per flessione nella trave.

Concentrazione di tensioni in corrispondenza delle discontinuità con possibile delaminazione parziale o completa del rinforzo.

Il momento sollecitante varia lungo la trave e con esso la tensione nel rinforzo all’atto del distacco. Metodo semplificato: ,2fdd cr fddf k f


Presentazione 42Rinforzo per Azioni Statiche

Interventi di Ripristino per azioni Statiche – Strutture in c.a.

Carenze progettuali e/o incremento dei carichi per modifiche di schema statico

Principali interventi di ripristino su strutture in c.a. esistenti:

-Rinforzo a Flessione di travi in c.a.

-Rinforzo a taglio di travi in c.a.

-Rinforzo a torsione di travi in c.a.

-Confinamento di pilastri in c.a.

-Rinforzo a pressoflessione di pilastri in c.a.

-Rinforzo di solai in latero-cemento.

Presentazione 43

Rinforzo a flessione di travi in c.a. - SLU

Applicazione di tessuti unidirezionali o lamine pultruse in CFRP all’intradosso della trave (eventuale rinforzo a taglio come ancoraggio di estremità).

Rappresentazione schematica del rinforzo.



Presentazione 44


Rinforzo a flessione mediante lamine pultruse Rinforzo a flessione mediante tessuti unidirezionali



Presentazione 45


Ancoraggio con fiocchi in CFRP – Fase 1 Ancoraggio con fiocchi in CFRP – Fase Ultimata

Particolarmente in assenza di rinforzo a taglio è necessario garantire l’ancoraggio di estremità dei tessuti e delle lamine pultruse di rinforzo attraverso idonei ancoraggi.



Presentazione 46

Rinforzo a taglio di travi in c.a. - SLU

Il progetto del rinforzo a taglio deve essere effettuato per i soli SLU, se il taglio di calcolo, eventualmente valutato in base al criterio della gerarchia delle resistenze, risulta superiore rispetto alla corrispondente resistenza di calcolo.

Possibili disposizioni dei rinforzi a taglio

Applicazione di strisce di tessuto in aderenza alla superficie esterna dell’elemento da rinforzare secondo disposizioni continue o discontinue con angolazione variabile.

Sezioni trasversali



Presentazione 47

Rinforzo a taglio di travi in c.a. - SLU

Fioccature di ancoraggio



Presentazione 48

Rinforzo a torsione di travi in c.a. - SLU

Il progetto del rinforzo a torsione si esegue per i soli SLU e richiede il dimensionamento del rinforzo in modo che il momento sollecitante di progetto sia inferiore al momento resistente della sezione rinforzata:

Sd RdM M

Il rinforzo si realizza attraverso strisce di tessuto disposte secondo quanto esposto nel caso di rinforzo a taglio, ma risulta efficace solo con fibre ortogonali all’asse della trave e la sezione rafforzata per avvolgimento completo.



Presentazione 49

Confinamento di pilastri in c.a.

Aumento delle prestazioni dell’elemento strutturale a seguito della cerchiatura:-Incremento della resistenza ultima e della corrispondente deformazione ultima-Incremento di duttilità dell’elemento

Il confinamento di pilastri in c.a. viene realizzato con tessuti o lamine pultruse di FRP disposti sul contorno della sezione in modo da avere una fasciatura continua, ricoprimento, o discontinua, cerchiatura.

Il confinamento mediante materiali compositi, caratterizzati da comportamento elastico fino a rottura, esercita una PRESSIONE LATERALE SEMPRE CRESCENTE CON LA DILATAZIONE TRASVERSALE dell’elemento confinato.

N.B.: Possibilità di applicare una pretensione (rinforzo attivo)



Presentazione 50


N.B.: metodo efficace per elementi soggetti a compressione centrata o con piccola eccentricità

Due tipologie di rinforzo:1.Rinforzo eseguito attraverso tessuti con fibre ortogonali all’asse del pilastro o avvolte a spirale;2.Rinforzo eseguito con barre pultruse.

,

1Sd Rcc d c ccd s yd

Rd

N N A f A f

Il progetto del rinforzo viene calcolato per garantire che il valore di progetto dell’azione assiale agente sia inferiore al valore di progetto della resistenza a compressione centrata dell’elemento confinato:



Presentazione 51


N.B.: metodo efficace per elementi soggetti a compressione centrata o con piccola eccentricità

Due tipologie di rinforzo:1.Rinforzo eseguito attraverso tessuti con fibre ortogonali all’asse del pilastro o avvolte a spirale;2.Rinforzo eseguito con barre pultruse.

Confinamento Verticale. Confinamento sezione trasversale: pilastro rettangolare e pilastro circolare.



Presentazione 52


Confinamento discontinuo di pilastro rettangolare. Confinamento continuo di pilastro rettangolare.



Presentazione 53

Rinforzo a pressoflessione di pilastri in c.a.

Il progetto del rinforzo a pressoflessione richiede il dimensionamento del rinforzo in modo che il momento sollecitante di progetto sia inferiore al momento resistente della sezione rinforzata in presenza dello sforzo assiale sollecitante di calcolo:

Sd Rd SdM M NMetodi di calcolo semplificati che non richiedono l’adozione ed il calcolo di domini di interazione.

Rinforzo eseguito attraverso l’applicazione di tessuti o lamine con fibre disposte nella direzione dell’asse del pilastro.

Possibilità di contenere l’entità del rinforzo mediante aumento della resistenza a flessione del pilastro con incremento di resistenza a compressione del cls (confinamento pilastro).



Presentazione 54

Rinforzo a flessione di solai in latero-cemento

Rinforzo eseguito mediante applicazione di tessuti unidirezionali o lamine pultruse in CFRP all’intradosso dei travetti del solaio.

Rinforzo di solai in latero-cemento.



Presentazione 55

Carenze progettuali e/o incremento dei carichi per modifiche di schema statico

Principali finalità degli interventi di ripristino su strutture in muratura esistenti:

-Trasmissione di sforzi di trazione all’interno di singoli elementi strutturali o tra elementi

contigui (rinforzo a flessione, taglio, ecc.)

-Collegamenti tra elementi che collaborano a resistere all’azione esterna (catene di volte

e di pareti, connessioni tra pareti ortogonali, ecc.)

-Irrigidimenti di solai di piano per conseguire un comportamento a diaframma rigido

degli stessi

-Limitazione dell’apertura di fessure

-Confinamento di colonne al fine di incrementare la resistenza del materiale


Interventi di Ripristino per azioni Statiche – Strutture in muratura



Ripristino per azioni statiche di strutture in muratura

Aspetti peculiari del rinforzo di strutture murarie:-Applicazione dei rinforzi SOLO su elementi strutturali con adeguate proprietà meccaniche;-la scelta del tipo di FRP deve considerare le proprietà fisiche e chimiche della muratura;-necessità di considerare l’assenza di traspirabilità dei rinforzi;-presidi e non stravolgimenti del normale funzionamento strutturale.

Modalità di crisi:-Fessurazione per trazione della muratura;-schiacciamento della muratura;-taglio-scorrimento della muratura;-crisi del composito;-delamninazione del rinforzo dalla muratura.

Ruolo fondamentale della qualità muraria.



Rinforzo a pressoflessione e taglio nel piano per strutture in muratura

La portanza a pressoflessione nel piano di un pannello murario può essere incrementata prevedendo l’applicazione di rinforzi in FRP verticali disposti simmetricamente sulle due superfici esterne del pannello, in zona tesa.

Il rinforzo a taglio di un pannello murario può essere effettuato mediante predisposizione di tessuti in FRP disposti ortogonalmente alla direzione di apertura delle lesioni.

Tipiche lesioni da taglio.

N.B.: L’aumento di resistenza a taglio del pannello richiede anche la predisposizione di rinforzi capaci di assorbire la trazione dovuta alla flessione.


Rinforzo a pressoflessione e taglio nel piano per strutture in muratura

Due meccanismi resistenti:1.In presenza di compressione la muratura trasmette taglio per attrito;

2.In presenza di rinforzi resistenti a trazione si attiva un traliccio reticolare che trasmette taglio per equilibrio interno.

Schema del rinforzo a taglio e flessione nel piano

, , ,maxmin ,Rd Rd m Rd f RdV V V V



Rinforzo di architravi e fasce di piano in strutture in muratura

Due elementi resistenti:1.Sostegno della muratura gravante in luce alle aperture (architrave);2.Vincolo dei maschi contigui ad assumere deformate congruenti per effetto di azioni orizzontali (fascia di piano).

Lesioni per cedimento architrave

Effetto dei carichi verticali:-La zona di muratura sovrastante l’apertura non è in grado di autoportarsi e grava sull’architrave;-Se i maschi murari a lato dell’apertura sono snelli l’architrave deve fungere anche da catena.

IL RINFORZO APPARE EFFICACE SIA PER AZIONI STATICHE (1) CHE PER AZIONI SISMICHE (2)




VERIFICA PER FUNZIONAMENTO AD ARCHITRAVE

Schema di calcolo a tensoflessione

Rinforzo con tessuti in FRP -Funzione: trave + catena-Creazione di una trave di muratura rinforzata al di sopra della muratura

Disposizione schematica del rinforzo

Rinforzo con lamine in FRP / profili pultrusi in FRP-Funzione: trave + catena-Applicazione all’intradosso del vano e non sui fianchi della parete muraria avendo cura di estendere il rinforzo oltre la luce dell’apertura in zona compressa all’interno dei maschi murari.




VERIFICA PER FUNZIONAMENTO A FASCIA DI PIANO

Il rinforzo deve essere verificato per sollecitazioni flettenti, taglianti ed assiali nelle sezioni di connessione con i maschi murari.

Rinforzi posizionati con asse parallelo a quello delle fasce di piano ad una quota prossima a quella dei solai o nelle zone superiori ed inferiori delle fasce stesse.

N.B.: I rinforzi sono applicati sia sulle pareti esterne che su quelle interne, fungendo anche da cerchiatura per la scatola muraria.

Disposizione schematica del rinforzo



Rinforzo di elementi strutturali a semplice e doppia curvatura – archi

Gli archi perdono la loro funzionalità per formazione di cerniere che attivano meccanismi di collasso a causa della scarsa resistenza a trazione delle murature.

Il rinforzo con FRP contrasta l’apertura dei cigli fessurativi e quindi la formazione di cerniere.

L’applicazione di tessuti o lamine all’intradosso dell’arco evita la formazione delle cerniere all’estradosso dello stesso (e viceversa).

Cinematismo di collasso dell’arco per azioni verticali.

N.B.: RISULTA PREFERIBILE APPLICARE IL RINFORZO ALL’ESTRADOSSO DELL’ARCO IN MODO DA MOBILITARE TENSIONI NORMALI DI COMPRESSIONE ALL’INTERFACCIA FRP-ARCO.



Rinforzo di elementi strutturali a semplice e doppia curvatura – archi

E’ preferibile l’utilizzo di tessuti alle lamine con applicazione del rinforzo sull’intera superficie di estradosso e non sue porzioni.

N.B.: ANCORAGGI FINO AL PIEDRITTO MIGLIORANO IN MODO SENSIBILE IL COMPORTAMENTO DELL’ARCO RINFORZATO

VERIFICHE:-MECCANISMO DI CRISI-PRESSOFLESSIONE Schiacciamento muratura Trazione FRP-TAGLIO-DELAMINAZIONE



Rinforzo di elementi strutturali a semplice e doppia curvatura – volte a botte

N.B.: Le volte a botte sono riconducibili ad archi ripetuti nella direzione delle generatrici

Il rinforzo si esegue disponendo tessuti in FRP lungo la direttrice ad un idoneo interasse e predisponendo rinforzi lungo la generatrice per cucire gli archi ideali formati (10-25%).

Rinforzo di volta a botte. Rinforzo di volta a botte con frenello in laterizio rinforzato.



Rinforzo di elementi strutturali a semplice e doppia curvatura – volte a padiglione

Le volte a padiglione presentano quadri fessurativi tipici in corrispondenza delle costole che si estendono dall’imposta sino a circa metà altezza.

Il rinforzo si esegue disponendo tessuti in FRP lungo i paralleli formando delle cerchiature e attraverso tessuti lungo le costole.

Deformazioni di volta a padiglione. Quadro fessurativo in volte a padiglione.



Rinforzo di elementi strutturali a semplice e doppia curvatura – volte a crociera

Le volte a crociera sono caratterizzate dalla presenza di due volte a botte intersecatesi formando quattro unghie, il loro comportamento è assimilabile a quello di due archi disposti in corrispondenza delle intersezioni delle unghie stesse.

Rinforzo di volta a crociera. Ausilio con catene in barre pultruse.

Il rinforzo consiste nell’applicazione di tessuti all’estradosso e catene all’imposta per limitarne i cedimenti.



Cerchiatura di colonne in edifici in muratura

Il rinforzo di pilastri in muratura soggetti a prevalente sforzo normale, si effettua predisponendo elementi di rinforzo resistenti a trazione che ne contrastano la dilatazione trasversale (compressione triassiale).

Lesione per schiacciamento in pilastro in muratura.

Possibili rinforzi:-Cerchiature con tessuti in FRP continui o discontinui-Barre all’interno della colonna a realizzate delle cuciture armate



Cerchiatura di colonne in edifici in muratura

Gli aspetti teorici sono analoghi rispetto al caso di confinamento di pilastri in c.a., fatta eccezione per le formule specifiche per il calcolo della pressione di confinamento in relazione al tipo di rinforzo scelto.

Confinamento di elementi di muratura per mezzo di tessuti, senza e con barre in FRP.



Rinforzo per azioni fuori dal piano di strutture in muratura

Per effetto di azioni di coperture spingenti, archi e volte possono innescarsi meccanismi di rottura fuori dal piano della muratura.

Si interviene incatenando o fasciando lateralmente l’edifico all’altezza degli impalcati o della copertura (eventuale riduzione della spinta di strutture spingenti).

Copertura spingente in assenza di cordoli perimetrali



Rinforzo per interazioni dovute al contesto per strutture in muratura

Per effetto di condizioni al contesto, quali strutture affiancate non opportunamente giuntate, possono generarsi meccanismi di rottura locali.

Si interviene incatenando o fasciando lateralmente l’edifico all’altezza degli impalcati o della copertura (soluzioni ad hoc).



Rinforzo statico di solai in legno – Rinforzo a flessione

Il rinforzo a flessione di travi e travetti di solai in legno può seguire tre principali strade:



Rinforzo statico di solai in legno – Irrigidimento di solai nel piano

Rinforzo con nastri in CFRP all’intradosso ed all’estradosso dei solai con collegamento alle murature perimetrali attraverso fiocchi in fibra di arammide passanti.

Disposizione schematica dei tessuti in CFRP e degli ancoraggi alle pareti perimetrali.

N.B.: aumento del pacchetto di solaio trascurabile rispetto all’adozione di un doppio tavolato.


Presentazione 74Rinforzo per Azioni Sismiche

Interventi di Ripristino per azioni Sismiche – Strutture in c.a.

Ripetitività dei meccanismi di danno e di collasso per azioni sismiche

Necessità di interventi volti ad eliminare le carenze originarie di progettazione tipiche degli anni passati (o di non progettazione nel caso degli edifici più datati)

Dall’analisi qualitativa delle carenze strutturali deve derivare un’attenta definizione concettuale degli interventi necessari nell’ottica di un progetto di riparazione volto a eliminare o ridurre le debolezze che possono compromettere un corretto comportamento strutturale d’insieme.

Il progettista deve individuare e adattare l’intervento e la tecnologia più idonea al singolo caso di studio.



Principali cause e meccanismi di collasso

-debolezza dei nodi trave-pilastro esterni;

-fragilità dei collegamenti di tamponature e/o partizioni interne in laterizio al telaio in c.a.;

-presenza di tamponature/partizioni che, per peso e posizione, possono determinare pericolo all’incolumità di persone (anche con struttura priva di danni significativi);

-debolezza collegamenti tra le pareti portanti ortogonali che facilitano l’innesco di meccanismi di ribaltamento;

-inadeguatezza dei collegamenti tra pareti e solai dovuti all’assenza di cordolature perimetrali;

-debolezza del pannello murario in corrispondenza dei solai con possibile meccanismo di punzonamento della muratura;

-meccanismi locali derivanti da costruzioni evolute per aggregazione e sovrapposizione di interventi di ampliamento;

Strutture intelaiate in c.a. Strutture in muratura



Miglioramento del comportamento sismico della struttura attraverso:

Strutture intelaiate in c.a. Strutture in muratura

Riduzione rischio di innesco meccanismi fragili:-rottura del nodo trave-pilastro per prevalente azione tagliante al nodo;-rottura del nodo trave-pilastro a causa dell’azione tagliante della “forza di puntone” trasmessa dal pannello di tamponamento;-rottura del nodo trave-pilastro per scorrimento in corrispondenza della ripresa di getto;-rottura per taglio alle estremità delle travi;-rottura per taglio dei “pilastri corti”;

Incremento di duttilità alle estremità dei pilastri.

Eliminazione dei meccanismi fuori dal piano:-ribaltamento di intere pareti o di significative porzioni con conseguente perdita di appoggio dei solai e crollo parziale o totale dell’edificio;

Eliminazione dei meccanismi locali:-spinte derivanti da orizzontamenti sfalsati;-fragilità delle murature in corrispondenza dei cordoli perimetrali in c.a.



Strutture intelaiate in c.a.

Maggiori richieste di duttilità’ nei nodi dei pilastri esterni: MANCANZA DI CONFINAMENTO

Nodo d’angolo danneggiato dal sisma

Mancanza di confinamento su una faccia (nodo di parete) o su entrambe le facce (nodo d’angolo)

Nodo d’angolo danneggiato dal sisma Nodo di parete danneggiato dal sisma




Maggiori richieste di duttilità’ nei nodi dei pilastri esterni: AZIONE DI SPINTA DELLE TAMPONATURE

Modello “puntone equivalente”

Modello di “puntone equivalente” basato sulla formazione di bielle (puntoni equivalenti) accoppiate all’interno dell’ossatura strutturale secondo le due diagonali (alternativamente efficaci).

Nei nodi d’angolo la spinta di una specchiatura di tamponamento non è compensata dalla presenza della specchiatura opposta rispetto al pilastro.

2 340 min ,0,8 cos

0,6vko k c

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Tipica modalità esecutiva che prevede la realizzazione dei pannelli murari di tamponamento e di tramezzatura solo successivamente al completamento della struttura in c.a.

Nodo d’angolo danneggiato dal sisma

Inefficace collaborazione di tamponature e tramezzature determinati da scarsa/assente connessione dei pannelli murari con la cornice strutturale (lungo il bordo superiore ed i bordi laterali).

Trasferimento della forza resistente della muratura lungo la trave superiore impedito.

Concentrazione di sforzi taglianti all’estremità dei pilastri.





I danni derivanti da questo meccanismo sono rappresentati da nodi che presentano (anche in relazione alla sezione di ripresa del getto):

Nodo d’angolo danneggiato dal sismaSchema del meccanismo di crisi

Meccanismo 1:Fessura diagonale sul pannello di nodo

-una fessura diagonale sul pannello di nodo-una lesione pseudo-orizzontale in corrispondenza della sezione di attacco pilastro-pannello di nodo-una lesione diagonale alla testa del pilastro





Nodo d’angolo danneggiato dal sismaSchema del meccanismo di crisi

Meccanismo 2:Fessura pseudo-orizzontale in testa

I danni derivanti da questo meccanismo sono rappresentati da nodi che presentano (anche in relazione alla sezione di ripresa del getto):

-una fessura diagonale sul pannello di nodo-una lesione pseudo-orizzontale in corrispondenza della sezione di attacco pilastro-pannello di nodo-una lesione diagonale alla testa del pilastro

Rinforzo esterno con tessuti in fibra di carbonio inclinati





Nodo d’Angolo – Vista EsternaNodo d’Angolo – Vista EsternaNodo Intermedio – Vista Esterna

In favore di sicurezza si affida al rinforzo l’intera H0

Completamento del rinforzo: fasce ad L di tessuto quadriassiale in fibra di carbonio





Nodo d’Angolo – Vista InternaNodo d’Angolo – Vista InternaNodo Intermedio – Vista Interna

Disposizione di tessuto quadriassiale in carbonio per incrementare la resistenza a taglio del nodo




Maggiori richieste di duttilità’ nei nodi dei pilastri esterni: AZIONI TAGLIANTI

Nodo d’Angolo – Vista EsternaNodo d’Angolo – Vista Esterna

Il tessuto va disposto anche sulla faccia interna delle travi emergenti

Nodo non confinato

Confinamento delle estremità dei pilastri per conferire un incremento della resistenza a taglio e della capacità deformativa mediante fasciatura con tessuto di carbonio unidirezionale





Nodo IntermedioNodo d’Angolo

Nell’estremo superiore del pilastro la cerchiatura conferisce anche un aspetto benefico nei confronti dell’azione tagliante aggiuntiva dovuta al puntone che si forma nella tamponatura

Un’efficace confinamento delle estremità dei pilastri ha un effetto benefico nei riguardi della potenziale instabilità delle barre longitudinali laddove il passo delle staffe sia molto rado





Pilastro non staffato

Confinamento delle estremità dei pilastri per conferire un incremento della resistenza a taglio e della capacità deformativa mediante fasciatura con tessuto di carbonio unidirezionale

Metodo efficace nel caso di calcestruzzo scarso e staffatura carente




Maggiori richieste di duttilità’ nei nodi dei pilastri esterni: DUTTILITA’ DELLE TRAVI

Nodo d’Angolo

Fasciatura ad U con tessuto in carbonio unidirezionale

Nodo Intermedio

Ancoraggio per il rinforzo a taglio del nodo




Danni agli elementi non strutturali: Tamponature e Partizioni interne

Tamponature e tramezzature possono determinare un pericolo non secondario per l’incolumità delle persone, anche se la struttura portante principale (telaio in c.a.) non ha subito danni ingenti.

Edificio lesionato dal sismaEdificio lesionato dal sisma




Danni agli elementi non strutturali: Tamponature e Partizioni interne

Intervento di collegamento perimetrale a pilastri travi emergenti

1. Rimozione intonaco 2. Foratura della tamponatura 3. Applicazione rete 4. Applicazione fiocchi

-nodi interni in pilastri interrotti, quindi con caratteristiche di nodo esterno;

-pilastri e travi corte, quindi soggette ad elevate sollecitazioni taglianti;

-danni nelle travi in corrispondenza della mezzeria a seguito della combinazione dell’azione sismica alla componente verticale.




Richieste concentrate di duttilità per situazioni particolari

Analisi dei danni prodotti dai recenti sismi

Richieste concentrate di duttilità che richiedono interventi ad hoc per migliorare il comportamento locale

Meccanismo locale di Piano Soffice

La presenza di un piano particolarmente debole causa, in caso di sisma, una concentrazione della richiesta di spostamento negli elementi più deboli (pilastri del piano soffice) che giungono facilmente al collasso.





Piano Pilotis

Occorre ripristinare la gerarchia delle resistenze, favorendo la creazione delle cerniere plastiche alle estremità delle travi e non nei pilastri

Cerchiatura dei pilastri del piano soffice e rinforzo locale dei nodi trave-pilastro

Presenza di pilastri e travi corti, soggetti ad elevate sollecitazioni taglianti





Pilastro Corto

Rinforzo a flessione e taglio

Pilastro Corto in corrispondenza della scala

Rotture fragili e pressoché istantanee

Ribaltamento di intere pareti o significative porzioni con conseguente perdita di appoggio dei solai

Crollo parziale o totale dell’edificio

Presentazione 93Interventi di Ripristino – Strutture Muratura

Interventi di Ripristino per azioni Sismiche – Strutture in muratura

Strutture in Muratura Portante

Meccanismi di danneggiamento e collasso fuori dal piano

Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti parete-parete ortogonale e parete-solaio

Interventi volti ad aumentare la resistenza dei maschi murari



Meccanismi di danneggiamento e collasso fuori dal piano

Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti parete-parete ortogonale e parete-solaio




Meccanismi di danneggiamento e collasso fuori dal piano: RIBALTAMENTO SEMPLICE

Nel caso di Ribaltamento Semplice occorre intervenire per garantire un efficace collegamento delle pareti ortogonali

Edificio in muratura lesionato dal sisma

Meccanismo di collasso

Possibili interventi:-cerchiatura della parete;-inserimento di catene.





Rinforzo con nastro unidirezionale in fibra di carbonio

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Ridistribuzione delle tensioni a seguito dell’intervento

N.B: Incremento della resistenza a flessione!





Composizione cordolo perimetrale.

Rinforzo mediante cordoli armati con FRP




Meccanismi di danneggiamento e collasso fuori dal piano: FLESSIONE ORIZZONTALE

Nel caso di Flessione orizzontale occorre intervenire per garantire un efficace collegamento delle pareti ortogonali incrementando la resistenza flessionale delle murature

Edificio in muratura lesionato dal sismaMeccanismo di collasso




Meccanismi di danneggiamento e collasso fuori dal piano: FLESSIONE ORIZZONTALE

Rinforzo realizzato con nastri unidirezionali in fibra di carbonio

Esempio di applicazione FRP

Meccanismo di collasso semplificato

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Massimo carico orizzontale uniformemente ripartito sopportabile dall’arco:




Meccanismi di danneggiamento e collasso fuori dal piano: FLESSIONE VERTICALE

Nel caso di Flessione verticale occorre intervenire per garantire un’adeguata resistenza flessionale dei maschi





Meccanismi di danneggiamento e collasso fuori dal piano: FLESSIONE VERTICALE

Rinforzo con nastro unidirezionale in FRP

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Meccanismi di danneggiamento e collasso fuori dal piano: RIBALTAMENTO FUORI DAL PIANO

Nel caso di Ribaltamento fuori dal piano occorre intervenire per rendere collaboranti le pareti portanti tra di loro e con i solai di piano (opportunamente irrigiditi nel piano se necessario)






Intervento di collegamento di solai in legno alle pareti in muratura

Schema complessivo dell’intervento Particolare unione trave in legno-muratura




Meccanismi di danneggiamento e collasso nel piano: INCREMENTO RESISTENZA MASCHI MURARI

Prima fase: iniezione della lesione-messa a nudo della superficie muraria;

-interasse tra i fori di circa 20-30 cm;

-esecuzione delle perforazioni con attrezzo non battente;

-fori di diametro 32 mm;

-boiacca di iniezione con legante premiscelato idraulico fillerizzato esente da cemento a base di eco-pozzolana e inerti selezionati (legante esente da Sali idrosolubili)

Schema complessivo dell’intervento

Intervento di sarcitura delle lesioni




Meccanismi di danneggiamento e collasso nel piano: INCREMENTO RESISTENZA MASCHI MURARI

Schema complessivo dell’intervento

Seconda fase: applicazione della rete di rinforzo-FRG: rete a maglie quadrate bilanciata (0°-90°) in fibra di vetro di qualità alcali-resistente (vetro AR), apprettata allo scopo di migliorare le capacità fisico-meccaniche di aggrappo ed ingranamento con la matrice (malta);

-In alternativa rete a maglie quadrate bilanciata (0°-90°) in fibra di basalto, apprettata al fine di migliorare le capacità fisico-meccaniche di aggrappo ed ingranamento con la matrice (malta);

-Malta premiscelata bicomponente ad elevata duttilità a base di calce idraulica ed ecopozzolana, rinforzata con l’aggiunta di fibre di vetro

Intervento di sarcitura delle lesioni


Presentazione 108Qualificazione, Identificazione, Controllo, Accettazione

CONTROLLO DEI MATERIALI

QUALIFICAZIONE DEI MATERIALI

I materiali compositi utilizzati negli interventi di ripristino e rinforzo strutturale devono

essere necessariamente:

-IDENTIFICABILI: per risalire univocamente al produttore;

-QUALIFICATI e CONTROLLATI: attraverso procedure applicabili al processo di produzione in

fabbrica e verificati regolarmente da un ente terzo di ispezione abilitato;

-ACCETTATI: il Direttore dei Lavori procede alla verifica della documentazione e delle prove di

accettazione per poter accettare i materiali in cantiere.

Presentazione 109Qualificazione, Identificazione, Controllo, Accettazione

CONTROLLO DEI MATERIALI

QUALIFICAZIONE DEI MATERIALI

Il produttore provvede al processo di qualificazione di un prodotto FRP con le competenti prove sperimentali al fine di perseguire tre obiettivi:1.Assicurare la qualità del prodotto ed il rispetto dei valori minimi richiesti;2.Fornire un numero statisticamente significativo di risultati sperimentali circa le caratteristiche fisiche e meccaniche in modo da rendere tali valori utilizzabili in fase di progetto dell’intervento;3.Fornire eventuali dati sperimentali per caratterizzare il comportamento reologico dei materiali.

Livelli di qualificazione dei prodotti:Livello 1: definizione delle caratteristiche fisiche e meccaniche del composito attraverso idonee analisi statistiche dei risultati di prova;Livello 2: definizione anche delle caratteristiche fisiche e meccaniche del composito a lungo termine per tenere in debito conto i fenomeni di degrado chimico, i fattori ambientali e le modalità di applicazione del carico (costante, creep, o variabile, fatica).

N.B.: E’ necessario fornire le caratteristiche meccaniche in termini di valori caratteristici, corrispondenti frattili, valori medi, scarti quadratici, intervalli di confidenza e numero di campioni esaminati.

I campioni saranno costituiti da spezzoni di barre o lamine, nel caso di sistemi preformati e prodotti in stabilimento, mentre, per laminati in situ occorre realizzare campioni con i medesimi componenti utilizzati in situ in condizioni ambientali definite (almeno 5 campioni per ciascun tipo di prova).

Presentazione 110

CONTROLLI SUI MATERIALI E SULLE APPLICAZIONI

CONTROLLO DI ACCETTAZIONE IN CANTIERE

SCELTA E VERIFICA DEI MATERIALI: compiti e responsabilità.

Produttori e/o fornitoriLa produzione dei materiali per il rinforzo strutturale deve essere costantemente oggetto di controllo della qualità (fibre, matrici, adesivi, compositi preformati e altri componenti).

I produttori devono fornire i certificati di prova dei prodotti per assicurare la rispondenza di ogni lotto con le specifiche dichiarate.

Sui prodotti deve essere riportata una marchiatura o devono essere accompagnati da etichette o cartellini riportanti tutte le informazioni per la loro rintracciabilità.

N.B.: I produttori e/o fornitori in grado di disporre di SISTEMI COMPLETI DI RINFORZO possono fornire anche le caratteristiche meccaniche del SISTEMA COMPLETO indicando il tipo di substrato a cui si fa riferimento. Tali valori devono essere supportati da validazioni sperimentali effettuate in laboratorio o in situ, su strutture in scala reale, e documentate da dettagliati rapporti di prova.

I SISTEMI COMPLETI DI RINFORZO SONO IDENTIFICATI COME APPLICAZIONI DI TIPO A, per distinguerli dalle consuete applicazioni di tipo B.

Qualificazione, Identificazione, Controllo, Accettazione

Presentazione 111




Applicazioni di tipo A: sistemi di rinforzo di cui sono certificati sia i materiali che il sistema completo applicato ad un substrato definito.

Applicazioni di tipo B: sistemi di rinforzo di cui sono certificati solo i materiali.

Il progettistaDeve indicare in fase di progetto la qualità e le caratteristiche dei costituenti il sistema di rinforzo, eventualmente accompagnate dai requisiti minimi di accettazione.

Deve specificare al Direttore dei Lavori:-criteri di accettazione dei materiali: prelievi e prove da effettuare in base all’importanza e all’entità dell’applicazione;-criteri di accettazione dell’applicazione del sistema di rinforzo: eventuali prove di qualità dell’installazione.

Le imprese appaltatrici e gli appaltatoriDevono procurarsi il materiale indicato dal progettista da produttori e/o fornitori che ne curino la qualità dei prodotti verificandone l’idoneità delle schede tecniche (concordando eventuali alternative con il progettista e/o direttore dei lavori).


Presentazione 112

Metodi di Calcolo e di Verifica: concetti base

Valori di Calcolo delle proprietà di resistenza / deformazioneCoefficienti Parziali di progetto

γm: Coefficiente parziale del materiale:

γRd: Coefficiente parziale del modello di calcolo:


Presentazione 113




Il direttore dei lavoriSvolge un ruolo decisionale sull’accettazione dei prodotti, verificandone la rispondenza con le prescrizioni del progettista, la provenienza, le caratteristiche meccaniche e fisiche mediante i certificati di prova in accompagnamento alla fornitura. Ha inoltre il compito di richiedere, in base all’importanza ed all’entità dell’applicazione, l’esecuzione di prove sperimentali per valutare la qualità dei materiali e verificare la corrispondenza dei risultati con i valori forniti dal produttore.Nel caso di APPLICAZIONI DI TIPO A il D.L. ha la facoltà di richiedere prove di accettazione del sistema globale installato.

I laboratori di provaDevono svolgere le prove sperimentali secondo procedure indicate in specifiche norme per materiali fibrorinforzati ed emettere dettagliati rapporti di prova relativi sia alla strumentazione adottata sia ai risultati conseguiti.

Il collaudatoreSe richiesto il collaudo della struttura deve verificare la qualità dei materiali mediante i certificati di accompagnamento, verificarne l’accettazione da parte del D.L. e i rapporti delle eventuali prove sperimentali.


Presentazione 114


CARATTERIZZAZIONE DEL SISTEMA COMPLETO DI RINFORZO “CARBON COMPOSITI”


APPLICAZIONI

DI TIPO A

Presentazione 116


CONTROLLO DI QUALITA’ DELL’ESECUZIONE

PROVE SEMI-DISTRUTTIVESi eseguono su testimoni 1 prova/30m2-50m2di applicazione e comunque non meno di tre prove per tipologia.

PROVA DI STRAPPO NORMALEScopo: accertamento delle proprietà del substrato ripristinatoStrumentazione: piastre circolari di dimensioni normalizzate, cilindro idraulico con stelo forato tipo Pull-Off.

Il rinforzo viene tagliato attorno al bordo della piastra prima della prova (senza surriscaldare il composito) e per una profondità di qualche mm nel substrato.

L’applicazione può ritenersi accettabile se almeno l’80% delle prove (due su tre nel caso di tre sole prove) fornisce una tensione di picco allo strappo non inferiore a 0.9 MPa con crisi al di sotto della superficie di interfaccia composito/substrato, nel caso di supporto in c.a., e non inferiore al 10% della resistenza media a compressione del supporto, nel caso di supporto in muratura, sempre con crisi localizzata al di sotto dell’interfaccia. Nel caso di superficie di strappo coincidente con l’interfaccia l’accettazione è lasciata alla discrezionalità del D.L.

Controlli sulla Qualità dell’Esecuzione e Monitoraggio

Presentazione 117



PROVA DI STRAPPO A TAGLIOLa prova è significativa per l’accertamento della qualità dell’incollaggio e della preparazione del substrato.

Si esegue su testimoni, prova diretta, o su uno dei rinforzi posti in opera, prova indiretta.L’applicazione è accettabile se almeno l’80% delle prove (almeno due su tre nel caso di sole tre prove) fornisce una forza di picco allo strappo non minore all’85% del valore della forza di progetto massima.

PROVE SEMI-DISTRUTTIVESi eseguono su testimoni 1 prova/30m2-50m2di applicazione e comunque non meno di tre prove per tipologia.


Presentazione 118



PROVE NON DISTRUTTIVEOmogeneità dell’applicazione attraverso mappature bidimensionali della superficie rinforzata con risoluzione minima normata nelle CNR DT/200

PROVA DI TIPO ACUSTICO STIMOLATOSi percuote la superficie rinforzata con una bacchetta rigida e si analizzano le caratteristiche del segnale sonoro che ne risulta. Mediante metodi automatizzati èPossibile pervenire a mappe di velocità della superficie rinforzata atte a definirne l’omogeneità dell’applicazione.La velocità dell’impulso sonoro in output risente infatti della presenza di eventuali difetti di interfaccia e bolle di aria alterando il segnale e la sua velocità.


Presentazione 119




PROVA DI TIPO ULTRASONICOSi utilizzano prove in riflessione con frequenze degli impulsi ultrasonici non inferiori a 1 MHz per substrati in muratura e sonde con diametro non superiore a 25 mm (tecnica in variazione dell’ampiezza del primo picco per la localizzazione dei difetti).


Presentazione 120




PROVA IN EMISSIONE ACUSTICATecnica che consente di cogliere e verificare l’evoluzione di un fenomeno di danno all’interno di un elemento strutturale mediante l’analisi delle emissioni acustiche generate dalla formazione di cracks e fenomeni di distacco (propagazione delle fratture come onde elastiche con liberazione di energia).

Metodo efficace per rilevare difetti dell’applicazione del composito o per individuare l’inizio di fenomeni di delaminazione.

PROVA TERMOGRAFICAIn presenza di substrati e materiali di rinforzo caratterizzati da bassa conducibilità termica (metodo sconsigliato per rinforzi in CFRP o mediante fibre metalliche) può risultare un efficace metodo per rilevare difetti dell’applicazione o dell’interfaccia rinforzo-substrato. Occorre tuttavia assicurare il raggiungimento di temperature non troppo elevate in ragione alla temperatura di transizione vetrosa del rinforzo.


Presentazione 122Palacongressi di Rimini (2012)

ESEMPI APPLICATIVI DEI SISTEMI “CARBON COMPOSITI”

Palacongressi di Rimini – Via della Fiera 23, Rimini (RN)

Ripristino di elementi sottodimensionati in c.a. – Pilastri

Palacongressi di Rimini 1. Preparazione del supporto e asportazione rivestimento





2. Levigatura dei pilastri e stondatura degli spigoli. 3. Cerchiatura con tessuti in CFRP unidirezionali.





Rinforzo pilastro interno. Rinforzo Pilastro Esterno.Tessuto Unidirezionale CFRP.





Intervento ultimato – Vista Esterna Intervento ultimato – Vista Interna

Presentazione 126Vasca Ostellato (2012)


Società Due Valli S.r.l. – Valli di Ostellato, Ferrara (FE)

Ripristino di vasca collassata con sistema di cerchiatura con tessuto e profili metallici

Stato di Fatto – Lesioni verticali in corrispondenza degli angoli. Dettaglio lesione con ferri snervati





Particolare barra snervata in corrispondenza della lesione. Ulteriore quadro fessurativo alla base degli spigoli.





1. Preparazione del supporto: idropulizia, cucitura parti disconnesse con malta tixotropica, rasatura, sigillatura microlesioni con iniezioni di resina epossidica





2. Rinforzo interno degli angoli con rete in CFRP. 2. Dettaglio applicazione rete bidirezionale +/- 90°





2. Angolo interno rinforzato. 3. Applicazione di rete metallica zincata per la successiva impermeabilizzazione





4. Rinforzo esterno degli angoli con rete bidirezionale +/- 90° in CFRP. 5. Cerchiatura discontinua con tessuti unidirezionali.





5. Cerchiatura esterna con fasce di tessuto unidirezionale in CFRP.





6. Sistema di profili metallici internei e collaudo in opera della vasca.





Configurazioni deformate in condizioni di vasca piena.





Andamento delle sollecitazioni in condizioni di vasca piena.

Presentazione 136Condominio “Adria”(2012)


Casa di Cura “ Villa Maria” Rimini (Rn)

Ripristino di pilastri a presso-flessione

Ospedale Villa Maria (2013)

Presentazione 137Ospedale Villa Maria (2013)






Condominio “Adria” – Valverde di Cesenatico (FC)






Ripristino di solaio in latero-cemento degradato e rinforzo a flessione dei travetti

1. Preparazione del supporto: idropulizia e ripristino del calcestruzzo. 2. Rinforzo dei travetti con lamine pultruse in CFRP incollate all’intradosso.

Presentazione 142Civile Abitazione a Ferrara (2012)


Civile Abitazione in muratura – Loc. Passo Segni (FE)

Cerchiatura di edificio in muratura mediante tessuti unidirezionali in CFRP

1. Applicazione rasatura di preparazione. 2. Spalmatura di Eponastro gel . 3. Rullatura .





4. Rullatura con rullino metallico. 5. Incollaggio . 6. Vista Laterale.





4. Applicazione del tessuto in CFRP. 5. Spolvero con sabbia di quarzo essiccata. 6. Risultato finale.

Presentazione 145Parrocchia San Raffaele (2012)


Parrocchia San Raffaele – Via Codazzi 28, Rimini (RN)

Rinforzo a flessione di travi e confinamento di pilastri in c.a. per progetto di sopraelevazione

Vista nuovo solaio da sopraelevare.Parrocchia San Raffaele.





Confinamento dei pilastri.Parrocchia San Raffaele.





Confinamento dei pilastri.

Presentazione 148Condominio “Fantaguzzi” (2012)


Condominio “Fantaguzzi” – Via R. Serra 18, Cesenatico (FC)

Rinforzo e confinamento di pilastri degradati per prolungata esposizione in ambienti insalubri

2. Rinforzo degli angoli mediante nastri in CFRP unidirezionali1. Pilastro tipo di intervento: smusso degli angoli.





2. Rinforzo degli angoli mediante nastri in CFRP unidirezionali fissati con fiocchi1. Pilastro tipo di intervento: smusso degli angoli.





3. Cerchiatura dei pilastri ammalorati e successivo spolvero con sabbia di quarzo essiccata.

Presentazione 151Arcangeli Angela(2012)


Arcangeli Angela – Loc. San Patrignano, Coriano (RN)

Intervento di sarcitura delle lesioni in edificio in muratura

1. Quadro fessurativo. 2. Rimozione intonaco e preparazione della superficie.

3. Applicazione della rete bidirezionale +/- 90° in CFRP.

Presentazione 152Arcangeli Angela(2012)


Arcangeli Angela – Loc. San Patrignano, Coriano (RN)

Intervento di sarcitura delle lesioni in edificio in muratura

5. Risultato finito.4. Applicazione “a fresco” dello strato di malta a completa ricopertura della rete e successiva lisciatura della superficie fresca.

Presentazione 153


Stadio Ceravolo – Catanzaro (CZ)

Rinforzo di architravi con lamine pultruse in CFRP

1. Situazione ante-intervento.

Stadio Catanzaro (2012)

Presentazione 154




1. Situazione ante-intervento. 2. Applicazione dell’adesivo.


Presentazione 155




3. Rinforzo dell’architrave con lamine pultruse in CFRP ..


Presentazione 156



Rinforzo di architravi con lamine pultruse e tessuti in CFRP

4. Applicazione del tessuto unidirezionale in CFRP..


5. Spolvero con sabbia di quarzo essiccata.

Presentazione 157


Abitazione Privata , rif. Tartarotti – Forlì (FC)

Cerchiatura di pilastri in pietra con tessuti in CFRP

1. Cerchiature con tessuto unidirezionale in CFRP..

Tartarotti (2011)

Presentazione 158Parrocchia del Santo Spirito (2010)


Parrocchia del Santo Spirito – San Giorgio di Pesaro (PU)

Rinforzo del timpano di facciata mediante tessuti in CFRP unidirezionali

Parrocchia del Santo Spirito Visione del Cantiere





1. Preparazione dei supporti di posa e tracciatura posizionamento rinforzi. 2. Applicazione del primer epossidico mediante rullo.





3. Intelaiatura di rinforzo mediante nastri unidirezionali in CFRP. 4. Particolare dell’intelaiatura.





5. Ancoraggio dei rinforzi verticali mediante tondini e fiocchi. 6. Spolvero dei rinforzi con sabbia di quarzo essiccata.

Presentazione 162Volta Russi(2010)


Consolidamento Volta – Russi (RA)

Intervento di consolidamento di volta a padiglione in edificio in muratura

1. Situazione ante-intervento.

Presentazione 163




2. Cerchiatura interna in tessuto unidirezionale in CFRP . 3. Applicazione di fiocchi d’angolo in CFRP .

Volta Russi(2010)

Presentazione 164




4. Rinforzo degli archi con lamine pultruse in CFRP. 5. Risultato finito.

Volta Russi (2010)

Presentazione 165


Casa Privata: Ravenna , Rif. Baraghini

Intervento di rinforzo di pannello murario

1. Pannello murario da rinforzare. 2. Preparazione della superficie.

Baraghini (2010)

Presentazione 166


Casa Privata: Ravenna , Rif. Baraghini

Intervento di rinforzo di pannello murario

3. Applicazione del tessuto unidirezionale in CFRP.

4. Spolvero con sabbia di quarzo essiccata.

Baraghini (2010)

5. Inserimento dei fiocchi di collegamento.

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Mercoledì 10 Aprile 2013 Sala Conferenza Confindustria di Catanzaro

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