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01 - QUANDO E’ NECESSARIO IL CONSOLIDAMENTO STRUTTURALE? [Indice]
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Il consolidamento strutturale si rende necessario quando, a seguito di una valutazione della sicurezza di una struttura, non siano soddisfatti i requisiti minimi di stabilità.
LE NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI (DM 14.01.08 e relativa Circolare Applicativa n. 617 del 02-02-09, in breve NTC 08 ) elencano le diverse situazioni in cui è obbligatorio procedere alla "VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA",secondo quanto di seguito descritto:
1. In caso di evidente riduzione della capacità resistente dei materiali o elementi strutturali nel loro insieme;
2. A seguito di azioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura) che abbiano compromesso la capacità resistente della struttura;
3. Per degrado o decadimento delle caratteristiche meccaniche dei materiali dei componenti strutturali della struttura nel suo complesso;
4. In caso di azioni accidentali (urti, incendi, esplosioni), e di situazioni di funzionamento ed uso anomalo;
5. In presenza di distorsioni significative imposte da deformazioni del terreno di fondazione;
6. Per riscontrati errori di progetto o di costruzione;
7. A seguito di trasformazioni delle condizioni d’uso della struttura;
8. A seguito di un cambio della destinazione d’uso della costruzione con variazione dei carichi variabili sulla costruzione;
9. Per aumentato cimento statico delle strutture.
Il fine della "valutazione della sicurezza" è di stabilire se la struttura esistente sia adeguata alle sollecitazioni di progetto derivanti dall’analisi strutturale eseguita con riferimento ai carichi ed alle relative combinazioni previste dalla normativa vigente e quindi se sia necessario procedere ad un intervento di consolidamento, sia esso di miglioramento, di adeguamento o di riparazione.
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02 – QUANDO E’NECESSARIO L’INTERVENTO DI ADEGUAMENTO E QUANDO SI PUO’ PROCEDERE INVECE UNICAMENTE CON UN INTERVENTO DI MIGLIORAMENTO O DI RIPARAZIONE? [Indice]
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Secondo quanto stabilito al punto 8.4.1 delle NTC 08, ricorre l’obbligo di procedere all’adeguamento della costruzione ossia all’accrescimento del livello di sicurezza sino a rendere la struttura compatibile con le sollecitazioni di progetto ottenute da un analisi strutturale eseguita considerando tutti i carichi e le relative combinazioni con il massimo valore stabilito dalle NTC 08, nei seguenti casi:
a) sopraelevazione
b) ampliamento della costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione;
c) variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi
globali in fondazione superiori al 10%; resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla
verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni
limitate della costruzione;
d) esecuzione di interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme
sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.
Qualora non ricorrano le condizioni di cui in precedenza, salvo che non sia specificamente richiesto dal Committente, si può procedere con il Miglioramento, ossia con l’esecuzione di opere e/o interventi che comportino un incremento del livello di sicurezza originario della costruzione, determinando comunque variazioni nel comportamento globale dell'opera nel suo complesso, oltre che delle singole parti (es. provvedimenti strutturali che introducano significative variazioni di rigidezza e/o masse, influenzando la risposta della struttura nei riguardi delle azioni sismiche), e dunque implicando la necessità di procedere alla valutazione della sicurezza.
Gli interventi di Riparazione o Locali, riguarderanno infine singole parti della struttura, e saranno tali da non introdurre significative variazioni di comportamento della costruzione nel suo complesso; in tali casi la valutazione della sicurezza ed il relativo consolidamento saranno limitati alle singole parti oggetto di intervento.
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03 - QUALI ELEMENTI STRUTTURALI SI POSSONO CONSOLIDARE MEDIANTE FRP? [Indice]
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E' possibile rinforzare qualsiasi elemento strutturale: travi (flessione e taglio), solai (flessione), pilastri (pressoflessione, taglio e duttilità), setti murari (taglio e pressoflessione), volte (cinematismo di collasso plastico).
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04 - QUAL E' IL RIFERIMENTO NORMATIVO PER IL PROGETTO, L’ESECUZIONE ED IL CONTROLLO DI INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO CON FRP? [Indice]
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Le Norme Tecniche per le Costruzioni dedicano un apposito capitolo (cap 8) agli interventi sulle costruzioni esistenti indicando come riferimento il Documento tecnico del C.N.R. DT 200/2004 "Istruzioni per la progettazione, l'esecuzione ed il controllo degli interventi di consolidamento statico mediante l'utilizzo di Compositi Fibrorinforzati" e ss.mm.ii. (cfr C8.7.1.8).
Detto documento emesso dal CNR è stato recepito a luglio 2009 dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici con la pubblicazione delle "Linee guida per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Rinforzo di strutture di c.a., c.a.p. e murarie mediante FRP " approvate in data 24-07-09, in seguito Linee Guida FRP, recependo anche alcune più recenti prescrizioni introdotte dalle NTC 08 in materia, come ad esempio l’introduzione dell'obbligatorietà dei controlli di accettazione dei materiali ed il relativo Collaudo (cfr. 5.7 e 5.8), esattamente come avviene per tutti i materiali tradizionali impiegati nelle costruzioni.
Per la salvaguardia del patrimonio culturale sono state infine emanate le Linee Guida del Ministero dei Beni Culturali per l'applicazione al patrimonio culturale della normativa tecnica di cui all'O.P.C.M. 3274/2003.
INTERBAU ha sviluppato a riguardo specifici software scaricabili anche dall’apposita sezione di questo sito, alcuni in versione light, per i quali è previsto un periodico aggiornamento anche in relazione alle eventuali novità normative; i software sono in particolare tarati esclusivamente per consolidamenti da eseguirsi con il sistema CARBOSTRU® di proprietà di Interbau, che prevede l’impiego di materiali di base aventi precise caratteristiche fisiche e meccaniche.
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05 - QUALI SONO I VANTAGGI NELL'ESEGUIRE INTERVENTI DI ADEGUAMENTO SISMICO CON FRP? [Indice]
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Gli interventi di consolidamento strutturale mediante FRP hanno il vantaggio di apportare incrementi di capacità portante e/o duttilità senza modificare sensibilmente le rigidezze degli elementi rinforzati, le dimensioni, e senza introdurre nuove masse sismiche; i compositi FRP non sono inoltre sensibili agli agenti atmosferici e quindi a processi di corrosione o degrado tipici ad esempio di materiali tradizionali tipiche dell’acciaio.
Va infine annoverata la relativa semplicità della posa in opera rispetto a sistemi di intervento eseguiti con materiali tradizionali (es. beton-plaquè per il rinforzo a flessione di travi) che in ogni caso va eseguita da maestranze specializzate ed esperte in linea con quanto indicato nelle premesse del Cap. 2 delle Linee Guida FRP, in quanto una non corretta istallazione del sistema può vanificare l’efficacia dell’intervento.
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06 - PERCHE’ E’ NECESSARIA UNA MANODOPERA SPECIALIZZATA? [Indice]
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L’intervento di rinforzo mediante FRP presenta criticità tali che solo una mano d’opera altamente qualificata è in grado di gestire: la presenza di eventuali fessurazioni non diagnosticate in fase di progetto, la perfetta planarità omogeneità e pulizia delle superfici in calcestruzzo sui cui va applicato il rinforzo, il corretto allineamento e la stratificazione dei tessuti secondo il tailoring di progetto, il dosaggio dei componenti degli adesivi e delle resine epossidiche, il controllo delle condizioni ambientali, il curing dei compositi in fase di polimerizzazione. Interbau esegue gli interventi di consolidamento avvalendosi esclusivamente di proprie maestranze evitando quindi il ricorso a squadre esterne.
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07 - QUANDO E’ PREFERIBILE IL CONSOLIDAMENTO STRUTTURALE CON FRP RISPETTO AD UN INTERVENTO TRADIZIONALE? [Indice]
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In tutti i casi in cui si debba intervenire su elementi di grande luce, ogni qualvolta per necessità architettoniche non è possibile aumentare le dimensioni degli elementi strutturali, quando si deve operare in spazi molto ristretti o in tempi molto brevi e, generalmente, in tutti gli interventi di riparazione locale, adeguamento o miglioramento sismico di strutture in cemento armato.
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08 - QUALI SONO I PARAMETRI DA ACQUISIRE IN SITU PER LA PROGETTAZIONE DEI CONSOLIDAMENTI IN FRP? [Indice]
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Trattandosi di una tipologia di intervento che integra la capacità portante dell’elemento esistente è necessario conoscere al meglio lo stato di fatto della struttura ossia geometrie, caratteristiche meccaniche dei materiali, distribuzione armature per il caso specifico delle strutture in cemento armato, particolari costruttivi e tutto quanto possa risultare significativo sotto l’aspetto strutturale; ciò comporta pertanto l’esecuzione di un adeguato rilievo geometrico-strutturale utile all’acquisizione di tutte le necessarie informazioni.
Nella Fattispecie, l’appendice C8A della circolare applicativa delle NTC 08, da indicazioni, per ciascuna tipologia strutturale circa la tipologia ed il livello di indagini da eseguire anche sulla base delle informazioni disponibili attraverso documenti di progetto e/o certificazioni di prove originari dell’epoca di realizzazione dell’opera, definendo conseguentemente dei Livelli di conoscenza e relativi Fattori di Confidenza di cui va tenuto conto sia nella fase di analisi che in quella di dimensionamento degli eventuali interventi di consolidamento che dovessero risultare necessari.
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09 - QUALI MATRICI E QUALI FIBRE E’ POSSIBILE UTILIZZARE? [Indice]
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Le Linee Guida FRP del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici prevedono esclusivamente compositi aventi fibre (FIBER) di carbonio, vetro o aramide, rinforzate (REINFORCED) con matrici polimeriche (POLYMER); di conseguenza qualsiasi intervento di consolidamento che preveda la presenza di matrici o fibre diverse da queste non è collaudabile.
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10 - E’ POSSIBILE PREVEDERE ALTRI COMPOSITI DIVERSI DAGLI FRP QUALI FRCM? [Indice]
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A prescindere dallo specifico quadro normativo italiano i cosiddetti FRCM non sono di fatto dei compositi in quanto non hanno né le caratteristiche geometriche nè meccaniche dei compositi. Per tali motivi riesce difficile ipotizzare che possano rispettare la fondamentale proprietà che distingue i materiali compositi: LA LEGGE DELLE MISCELE. Poiché le fibre costituiscono una frazione volumetrica molto ridotta rispetto alla malta cementizia è evidente che tali interventi sono in realtà meglio definibili come i RINGROSSI DI SEZIONE e andrebbero dimensionati - ove fosse possibile - come tali.
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11 - QUALI SONO LE PROVE DI ACCETTAZIONE CHE LA DIREZIONE LAVORI DEVE DISPORRE IN CORSO D’OPERA? [Indice]
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Per ogni fornitura di materiali compositi in cantiere, il Direttore dei Lavori ha l’obbligo di disporre una serie di controlli di accettazione sui materiali costituenti il sistema di consolidamento.
Per il prelievo, il controllo e l’accettazione è possibile utilizzare il “Composite Kit Test” di Assocompositi. Il Kit Test consente al D.L. di verificare la rispondenza delle caratteristiche meccaniche di tessuti, laminati e adesivi epossidici.
Presso il Laboratorio Materiali del Politecnico di Milano è possibile effettuare le prove del CO-KIT Assocompositi.
Il composite Kit Test risponde alle richieste riportate nel paragrafo 5.7 delle "Linee guida per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Rinforzo di strutture di c.a., c.a.p. e murarie mediante FRP" sui controlli di accettazione dei materiali che sono obbligatori.
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12 - COME SI COLLAUDANO I CONSOLIDAMENTI CON FRP? [Indice]
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Il paragrafo 5.8 delle "Linee guida per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Rinforzo di strutture di c.a., c.a.p. e murarie mediante FRP" da indicazioni circa il collaudo degli interventi di consolidamento mediante FRP.
Nello specifico, il collaudatore ha l’obbligo di verificare preliminarmente l’avvenuta accettazione dei materiali; inoltre ha facoltà di disporre l’esecuzione di specifiche prove locali non-distruttive/semi-distruttive sui compositi volte a valutare l’efficacia dell’adesione del composito al supporto (Calcestruzzo o muratura costituente la struttura esistente) oltre che usuali prove di carico per la verifica del comportamento degli elementi rinforzati, prevedendo l’impiego di classici mezzi di carico e strumentazioni elettroniche utili al monitoraggio del comportamento tenso-deformativo della struttura durante la prova.
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13 - I SISTEMI DI CONSOLIDAMENTO IN FRP SONO CERTIFICABILI? [Indice]
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Si distinguono 3 diversi livelli di certificazione:
1. Certificazioni dei singoli materiali (schede tecniche fornite dal produttore);
2. Certificazione dei Sistemi di rinforzo (resina + tessuto + adesivo), conseguiti mediante campagne sperimentali (Applicazioni di “tipo A” cfr. Linee Guida FRP § 2.4.1);
3. Certificazione dell’intervento di rinforzo: si certifica che gli elementi strutturali sono stati consolidati mediante un Sistema di rinforzo certificato (Applicazione A), utilizzando i medesimi materiali e seguendo le medesime procedure operative delle campagne sperimentali di validazione. A corredo INTERBAU fornisce certificazione della validità dell’intervento eseguito, tramite esecuzione di prove di carico in situ.
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14 – COME INTERVIENE INTERBAU? [Indice]
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INTERBAU non si limita a fornire i materiali costituenti i compositi di rinforzo bensì:
1. Collabora con il progettista nel dimensionamento dei CFRP fornendo il software e la relativa assistenza tecnica;
2. Controlla in situ le strutture esistenti verificando le ipotesi progettuali;
3. Realizza i compositi in situ esclusivamente con la propria mano d'opera specializzata;
4. Certifica l'intervento di consolidamento in CFRP.
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15 - ESISTONO SPERIMENTAZIONI DELLE DIVERSE TIPOLOGIE DI RINFORZO? [Indice]
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Le sperimentazioni e le ricerche delle applicazioni degli FRP in campo edile nascono nei primi anni '90.L'efficacia dei sistemi di rinforzo strutturale mediante l'utilizzo di materiali fibro-rinforzati è ormai ampiamente consolidata nella letteratura scientifica.INTERBAU, nell'intento di migliorare il know how e mettere a punto degli accorgimenti che aumentino l'efficacia dei rinforzi ha condotto in collaborazione con Istituti Universitari, diverse campagne sperimentali per sviluppare e validare i sistemi di rinforzo Carbostru C-System e Carbostru T-System. Per il Carbostru T-System sono state portate a rottura presso l'università "La Sapienza" di Roma 29 travi in c.a. di dimensioni 300 x 45 x25 cm; per il C-System a partire dal 2000 sono stati realizzati 40 pilastri per i test a compressione semplice e 30 per le prove a pressoflessione. Ulteriori sperimentazioni sono state effettuate su pannelli murari e volte in muratura.
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16 - E’ POSSIBILE PREVEDERE SISTEMI DI ANCORAGGIO MECCANICO DEGLI FRP? [Indice]
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Il CNR DT 200/2004 prevede la possibilità di usare sistemi di ancoraggio degli FRP purché ne sia comprovata l’efficacia. Vengono a tal fine appositamente commercializzati da alcune società dei prodotti tra loro simili, generalmente denominati “fiocchi“ o “barre sfioccate“. Si deve osservare che tali sistemi contraddicono del tutto uno dei principi fondamentali della progettazione dei compositi: il criterio di Tsai Hill, per cui teoricamente non dovrebbero fornire un contributo significativo per migliorare l’adesione composito-calcestruzzo. Questo non esclude a priori il fatto che si possano attivare meccanismi resistenti, ma per giustificarne l’uso sarebbe necessario - ai sensi delle linee guida CNR e CSLLPP - dimostrarne l’efficacia con apposite sperimentazioni che, ad oggi, nessuno ha ritenuto di pubblicare. Visualizza NOTE su ancoraggi FRP (.PDF)
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