Il rinforzo strutturale mediante l’utilizzo dei materiali compositi (FRP), rappresenta una realtà consolidata nel panorama tecnico nazionale ed internazionale ed è parte integrante delle opere di recupero degli edifici interessati dai fenomeni sismici che hanno colpito l’Abruzzo e l’Emilia Romagna.
Il volume tratta argomenti legati all’applicazione dei materiali compositi nelle costruzioni civili, industriali e di interesse monumentale. Il testo si sofferma lungamente nella descrizione delle tecnologie adoperate per la realizzazione di manufatti per interventi di ripristino strutturale in monumenti particolari o in semplici strutture comuni. Gli specifici aspetti realizzativi dei rinforzi su strutture in c.a., legno, muratura e acciaio sono approfonditi sia per ciò che riguarda gli aspetti tecnico-progettuali sia per ciò che riguarda le fasi realizzative dell’opera e le successive caratterizzazioni meccaniche dei sistemi posti in opera.
In questa seconda edizione del volume, è stata introdotta l’analisi delle fibre naturali utilizzabili per la realizzazione di compositi biocompatibili come le fibre di lino, agave e canapa.
Schemi di voci di capitolato e particolari costruttivi da utilizzare nell’ambito di documentazioni tecniche, esempi di calcolo e di intervento e descrizioni di modalità di collaudo e monitoraggio degli interventi, rendono il testo un valido strumento per il progettista ma anche per l’utilizzatore finale.
Il volume costituisce una fondamentale guida pratica per l’ingegnere, il progettista, l’architetto o qualsiasi altro tecnico voglia avvicinarsi concretamente a questa innovativa tecnica di consolidamento strutturale.
L’acquisto del volume consente, attraverso il servizio G-cloud di Grafill, il download di un software per la gestione di:
– Confinamento FRP (*.xls): foglio di calcolo per la verifica della resistenza a sforzo normale di pilastri a sezione circolare in c.a. rinforzati con FRP e per la verifica della resistenza a sforzo normale di pilastri a sezione rettangolare in c.a. rinforzati con FRP.
– Flessione FRP (*.xls): foglio di calcolo per la verifica della resistenza a taglio di travi in c.a. rinforzate con FRP.
– Taglio FRP (*.xls): foglio di calcolo per la verifica della resistenza flessionale di travi in c.a. rinforzate con FRP.
– Glossario (principali termini tecnico-normativi utilizzati);
– F.A.Q. (domande e risposte più frequenti sugli argomenti principali);
– Test iniziale (verifica della formazione di base);
– Test finale (verifica dei principali concetti analizzati).
Requisiti minimi hardware e software
Processore a 1.00 GHz; MS Windows XP/Vista/7 (per utenti MS Windows Vista e MS Windows 7 sono necessari i privilegi di “amministratore”); 250 MB liberi sull’HDD; RAM: 256 MB per MS Windows XP, 512 MB per MS Windows Vista/7; MS Excel 2007; Accesso a Internet e browser Web (supportati Firefox 4, Opera 10, Safari 5, Chrome 12, Internet Explorer 7).
| Prefazione | |
| 1. | I materiali compositi |
| 1.1. | I materiali compositi e loro proprietà |
| 1.2. | Definizione e caratteristiche |
| 1.3. | Le fibre |
| 1.4. | Fibre di carbonio |
| 1.5. | Fibre di vetro |
| 1.6. | Fibre di basalto |
| 1.7. | Fibre aramidiche |
| 1.7.1. Produzione | |
| 1.8. | Fibre di acciaio |
| 1.9. | Tessuti ibridi |
| 1.10. | Altre tipologie di fibre |
| 1.11. | Le matrici |
| 1.12. | Matrici plastiche |
| 1.12.1. Resine poliestere | |
| 1.12.2. Resine epossidiche | |
| 1.12.3. Resine fenoliche | |
| 1.12.4. Resine siliconiche | |
| 1.13. | Matrici a base di malta |
| 1.14. | Altre tipologie di matrici |
| 1.14.1. Matrici metalliche | |
| 1.14.2. Matrici ceramiche | |
| 2. | Processi di fabbricazione |
| 2.1. | Tecnologie di fabbricazione |
| 2.1.1. Processi produttivi dei materiali compositi | |
| 2.2. | Impregnazione manuale senza applicazione di pressione o vuoto |
| 2.3. | Filament Winding |
| 2.3.1. L’avvolgimento | |
| 2.3.2. L’impregnazione | |
| 2.3.3. Il mandrino | |
| 2.3.4. Le macchine | |
| 2.4. | Pultrusione |
| 2.4.1. Alimentazione del rinforzo | |
| 2.4.2. Impregnazione | |
| 2.4.3. Preformatura | |
| 2.4.4. Formatura e polimerizzazione | |
| 2.4.5. Postformatura | |
| 2.4.6. Tiro e taglio | |
| 2.4.7. Controlli | |
| 2.5. | Formatura per iniezione di resina (RTM Resin Transfer Molding) |
| 2.6. | Resin Infusion Under Flexible Tooling (RIFT) |
| 2.7. | Formatura in autoclave |
| 2.7.1. Reti in FRP | |
| 3. | Scelta del sistema composito |
| 3.1. | Vantaggi dei materiali compositi |
| 3.2. | Progettabilità dei materiali compositi |
| 3.3. | FRP (Fiber Reinforced Polymers) |
| 3.4. | SRP (Steel Reinforced Polymers) |
| 3.5. | FRG (Fiber Reinforced Grout) |
| 3.6. | SRG (Steel Reinforced Grout) |
| 3.7. | Scelta del sistema composito |
| 3.8. | Planarità delle superfici delle strutture da rinforzare |
| 3.9. | Influenza della temperatura |
| 3.10. | Comportamento nei confronti dell’umidità |
| 3.11. | Utilizzo di mano d’opera specializzata |
| 3.12. | Utilizzo dei dispositivi di protezione individuale |
| 3.13. | Degrado totale degli attrezzi di lavoro |
| 3.14. | Resistenza al fuoco |
| 3.15. | Resistenza ai raggi ultravioletti |
| 4. | Normativa per il rinforzo di strutture esistenti |
| 4.1. | Quadro normativo nazionale ed internazionale |
| 4.2. | Il documento tecnico italiano CNR-DT 200/04 |
| 4.3. | Bozza Linee Guida – Dipartimento Protezione Civile – ReLUIS |
| 4.4. | Linee Guida dell’Assemblea Generale del Consiglio Superiore dei LL.PP. |
| 5. | Rinforzo di strutture in c.a. e c.a.p. |
| 5.1. | Simbologia |
| 5.2. | Introduzione |
| 5.2.1. I coefficienti parziali | |
| 5.2.2. Coefficienti parziali γm per i materiali ed i prodotti | |
| 5.2.3. Coefficienti parziali γRd per i modelli di resistenza | |
| 5.2.4. Azioni ambientali e fattore di conversione ambientale ηa | |
| 5.2.5. Modalità di carico e fattore di conversione per effetti di lunga durata ηl | |
| 5.3. | Meccanismi di rottura per delaminazione |
| 5.3.1. Verifiche di sicurezza nei confronti della delaminazione | |
| 5.4. | Rinforzo a flessione |
| 5.4.1. Analisi del comportamento allo Stato Limite Ultimo | |
| 5.4.2. Analisi del comportamento agli stati limite di esercizio | |
| 5.5. | Rinforzo a taglio |
| 5.5.1. Resistenza di progetto a taglio dell’elemento rinforzato con FRP | |
| 5.6. | Rinforzo di solai latero-cementizi |
| 5.7. | Rinforzo di pilastri in c.a. |
| 5.7.1. Determinazione della resistenza di progetto a compressione centrata o con piccola eccentricità dell’elemento confinato | |
| 5.7.2. Sezioni circolari | |
| 5.7.3. Sezioni quadrate e rettangolari | |
| 5.7.4. Duttilità di elementi presso-inflessi confinati con FRP | |
| 5.8. | Rinforzo dei nodi trave-pilastro |
| 5.8.1. Criteri per il progetto del rafforzamento locale di nodi non confinati | |
| 5.9. | Interventi in zona sismica |
| 6. | Rinforzo di strutturein muratura |
| 6.1. | Introduzione |
| 6.2. | Obiettivi e criteri di un progetto di rinforzo |
| 6.2.1. Verifiche di sicurezza | |
| 6.3. | Meccanismi di rottura per delaminazione |
| 6.3.1. Resistenza alla delaminazione radente allo Stato Limite Ultimo | |
| 6.4. | Rinforzo di pannelli murari |
| 6.4.1. Verifiche per azioni fuori dal piano | |
| 6.4.2. Verifica per ribaltamento semplice | |
| 6.4.3. Verifica per flessione della striscia muraria verticale | |
| 6.4.4. Verifica per flessione della striscia orizzontale | |
| 6.4.5. Verifiche per azioni nel piano | |
| 6.4.6. Pressoflessione nel piano | |
| 6.4.7. Taglio | |
| 6.5. | Rinforzo di archi e volte in muratura |
| 6.5.1. Volte a semplice curvatura – Volte a botte | |
| 6.5.2. Volte a doppia curvatura su pianta quadrata | |
| 6.6. | Rinforzo di colonne in muratura |
| 6.6.1. Resistenza di progetto a compressione centrata dell’elemento confinato | |
| 6.6.2. Confinamento di colonne circolari | |
| 6.6.3. Confinamento di colonne quadrate o rettangolari | |
| 6.7. | Sistemi di pretensionamento |
| 6.7.1. Sistema di tensionamento per SRG – SRP | |
| 6.8. | Sistemi di ancoraggio |
| 6.9. | Preparazione del substrato |
| 7. | Caratterizzazione e monitoraggio dei sistemi applicati |
| 7.1. | Introduzione |
| 7.2. | I materiali |
| 7.2.1. Laminati pultrusi | |
| 7.2.2. Laminati prodotti in situ | |
| 7.2.3. Controlli di produzione | |
| 7.3. | Prove sperimentali |
| 7.4. | Il collaudo delle opere |
| 7.4.1. Prove semi-distruttive | |
| 7.4.2. Prova di strappo normale | |
| 7.4.3. Prova di strappo a taglio | |
| 7.4.4. Prove non distruttive | |
| 7.4.5. Prove di tipo acustico stimolato | |
| 7.4.6. Prove ultrasoniche ad alta frequenza | |
| 7.4.7. Prove termografiche | |
| 7.4.8. Prove in emissione acustica | |
| 7.4.9. Prove a collasso su elementi, travi e pilastri rinforzati | |
| 7.5. | Gli operatori per l’esecuzione delle prove |
| 8. | Modalità e tecniche di applicazione |
| 8.1. | Introduzione |
| 8.2. | Rinforzo di solai latero-cementizi |
| 8.2.1. Vantaggi del rinforzo di solai latero-cementizi | |
| 8.2.2. Principi generali | |
| 8.2.3. Particolari costruttivi | |
| 8.2.4. Modalità di applicazione | |
| 8.3. | Rinforzo di solai con travi in acciaio |
| 8.3.1. Vantaggi del rinforzo di solai con travi in acciaio | |
| 8.3.2. Principi generali | |
| 8.3.3. Particolari costruttivi | |
| 8.3.4. Modalità di applicazione | |
| 8.4. | Rinforzo di pilastri in c.a. |
| 8.4.1. Vantaggi del rinforzo di pilastri in c.a. | |
| 8.4.2. Principi generali | |
| 8.4.3. Particolari costruttivi | |
| 8.4.4. Modalità di applicazione | |
| 8.5. | Rinforzo a taglio e flessione di travi in c.a. |
| 8.5.1. Vantaggi del rinforzo a taglio e flessione di travi in c.a. | |
| 8.5.2. Principi generali | |
| 8.5.3. Particolari costruttivi | |
| 8.5.4. Modalità di applicazione | |
| 8.6. | Rinforzo di strutture in muratura |
| 8.6.1. Vantaggi del rinforzo di strutture in muratura | |
| 8.6.2. Principi generali | |
| 8.6.3. Particolari costruttivi | |
| 8.6.4. Modalità di applicazione | |
| 8.7. | Rinforzo di archi e volte in muratura |
| 8.7.1. Vantaggi del rinforzo di archi e volte in muratura | |
| 8.7.2. Principi generali | |
| 8.7.3. Particolari costruttivi | |
| 8.7.4. Modalità di applicazione | |
| 8.8. | Rinforzo di strutture portanti in legno |
| 8.8.1. Vantaggi del rinforzo di strutture portanti in legno | |
| 8.8.2. Particolari costruttivi | |
| 8.8.3. Principi generali | |
| 8.8.4. Modalità di applicazione | |
| 9. | Esempi di calcolo |
| 9.1. | Introduzione |
| 9.2. | Rinforzo di una struttura di copertura in c.a. |
| 9.2.1. Normativa di riferimento | |
| 9.2.2. Schema strutturale | |
| 9.2.3. Materiali | |
| 9.2.4. Analisi dei carichi | |
| 9.2.5. Combinazioni di carico | |
| 9.2.6. Verifica allo Stato Limite Ultimo | |
| 9.2.7. Valutazione della resistenza a delaminazione del rinforzo in CFRP | |
| 9.2.8. Valutazione del rinforzo con piastre di acciaio | |
| 9.2.9. Verifiche allo SLU della struttura rinforzata | |
| 9.3. | Rinforzo di una struttura in c.a.p. soggetta a incendio |
| 9.3.1. Normativa di riferimento | |
| 9.3.2. Geometria e materiali esistenti | |
| 9.3.3. Resistenza al fuoco della struttura | |
| 9.3.4. Valutazione della riduzione delle caratteristiche meccaniche | |
| 9.3.5. Materiali impiegati per la riparazione | |
| 9.3.6. Calcolo e verifica degli elementi strutturali | |
| 10. | Compositi Naturali |
| 10.1. | Le fibre naturali |
| 10.2. | Fibre naturali vegetali |
| 10.2.1. Classificazione delle fibre | |
| 10.3. | Caratterizzazione delle fibre |
| 10.4. | Principali tipologie di fibre |
| 10.4.1. Il cotone | |
| 10.4.2. Fibre di lino | |
| 10.4.3. Fibre di juta | |
| 10.4.4. Fibre di agave | |
| 10.4.5. Fibre di canapa | |
| 11. | Esempi di applicazione |
| 11.1. | Real Albergo dei Poveri – Napoli |
| 11.2. | Chiesa di Santa Caterina – Caprioli (SA) |
| 11.3. | Domus Aurea Palazzo Valentini – Roma |
| 11.4. | Hotel Boscolo Exedra a Nizza (FR) |
| 11.5. | Complesso Telecom – Pomezia (Roma) |
| 11.6. | Monumento ai Martiri Napoletani – Napoli |
| 11.7. | Hotel Boscolo Exedra a Roma |
| 11.8. | Stazione radio base sito Le Forna – Ponza (LT) |
| 12. | Il software incluso |
| 12.1. | Introduzione al software incluso |
| 12.2. | Requisiti minimi hardware e software |
| 12.3. | Download del software e richiesta della password di attivazione |
| 12.4. | Procedura per l’installazione e l’attivazione del software |
| 12.5. | Utilizzo del software |