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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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24 Consolidamento, risanamento e recupero24.10 I materiali compositi nel rinforzo strutturale
Fig. 3
cc u a af c ic a
82 ba rr CFe PR ep r
ias n
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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
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te ss CFu PR da
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cead
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s h = 50 cm
TRAVE DI SOLAIO
RPe FCrrab 8
mc03=hr
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etiss nza
seu
adRPu FCsset
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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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Esempi di applicazione
24 Consolidamento, risanamento e recupero24.10 I materiali compositi nel rinforzo strutturale
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].