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PROGETTAZIONE INTERVENTO DI SICUREZZA SISMICA

Miglioramento e adeguamento sismico con fibre di carbonio

La progettazione degli interventi di sicurezza sismica, finalizzati alla riduzione del rischio delle costruzioni esistenti, viene eseguita in conformità alle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC08 di cui al D.M. 14.01.2008) ed alla relativa Circolare n. 617 del 02.02.2009.

Tali Norme prevedono l’impiego di materiali compositi rinforzati con fibre di carbonio (CFRP – Carbon Fiber Reinforced Polymer) tra i criteri di progettazione degli interventi di riparazione, miglioramento ed adeguamento sismico di costruzioni in muratura ed in cemento armato.

Le fibre di carbonio (CFRP) rappresentano la soluzione tecnologica più evoluta negli interventi di rinforzo strutturale finalizzati alla riduzione del rischio sismico. E’ una tecnica altamente innovativa, leggera, non invasiva, di rapida esecuzione, dalle elevatissime caratteristiche meccaniche che consente, ai sensi delle recenti normative, di rinforzare il sistema strutturale di tutti gli edifici, anche quelli prefabbricati ad uso produttivo.

Le fibre di carbonio, che possono essere applicate a tutti i materiali tradizionali, rappresentano la soluzione con il miglior rapporto qualità-prezzo per interventi di adeguamento e miglioramento sismico di strutture esistenti: ottimizzando l’intervento secondo il principio “della giusta misura e del minimo intervento“, la tecnica delle fibre di carbonio risulta la più efficace per il miglioramento sismico di strutture esistenti.

La messa in sicurezza sismica, ossia la riduzione del rischio sismico tramite interventi di rinforzo strutturale di adeguamento e/o miglioramento sismico, prevede che per usufruire degli incentivi fiscali previsti dal SismaBonus 2017 la progettazione dell’intervento strutturale sia integrata con asseverazione di ingegnere abilitato della classe di rischio dell’edificio precedente l’intervento e quella conseguibile a seguito dell’esecuzione dell’intervento progettato.

CARATTERISTICHE TECNICHE DEI COMPOSITI FIBRORINFORZATI

Nei compositi fibrorinforzati le fibre svolgono il ruolo di elementi portanti sia in termini di resistenza che di rigidezza, mentre la matrice, oltre a proteggere le fibre, funge da elemento di trasferimento degli sforzi tra le fibre e tra quest’ultime e l’elemento strutturale a cui il composito è applicato.

I compositi sono costituiti da fibre che posseggono un’elevata resistenza e rigidezza, mentre la loro deformazione a rottura è inferiore a quella della matrice.

Nella seguente figura sono descritti qualitativamente i legami costitutivi di fibre, matrice e corrispondente composito. Quest’ultimo presenta una rigidezza inferiore a quella delle fibre e perviene a rottura in corrispondenza di una deformazione coincidente con quella di rottura delle fibre. Superata tale deformazione, infatti, non è più possibile un completo trasferimento degli sforzi dalle fibre alla matrice.

SFORZO – DEFORMAZIONE

Nel seguente diagramma si propone un confronto del diagramma sforzo-deformazione tra le più comuni fibre di rinforzo in relazione al comportamento a trazione monoassiale.

sforzo deformazione fibre carbonio

RESISTENZA – MODULO ELASTICO

Un ulteriore confronto tra le più comuni fibre di rinforzo può essere effettuato in relazione ai valori del modulo elastico e della resistenza, rapportati alla densità (valori “specifici”).

QUADRO NORMATIVO

Le Norme Tecniche sulle Costruzioni (NTC08 di cui al D.M. 14.01.2008) e della relativa Circolare n. 617 del 02.02.2009, prevedono l’impiego di materiali compositi fibrorinforzati in carbonio o vetro tra i criteri per gli interventi di riparazione, miglioramento ed adeguamento sismico di strutture in muratura e cemento armato.

Al riguardo si vedano:

ORDINANZA P.C.M. N° 3274 DEL 20/3/2003

Testo integrato dell’Allegato 2 – Edifici – come modificato dall’O.P.C.M. 3431 del 3/5/2005

  • Cap. 11.3 – Edifici in cemento armato
      1. § 11.3.3.3 – Placcatura e fasciatura in materiali fibrorinforzati
  • Cap. 11.5 – Valutazione della sicurezza di edifici in muratura
      1. § 11.5.6.2 – Tipo di Intervento

CIRCOLARE N. 617 DEL 2/2/2009

Istruzioni per l’Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008

  • Cap. C8 – Costruzioni Esistenti
      1. § C8.7.1.8 – Criteri per la scelta dell’intervento (costruzioni in muratura)
      2. § C8.7.2.6 – Modelli di capacità per il rinforzo di edifici in cemento armato
  • All. C8A.5 – Criteri per gli interventi di consolidamento di edifici in muratura
    1. § C8A.5.1 – Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti
    2. § C8A.5.2 – Interventi sugli archi e sulle volte
    3. § C8A.5.3 – Interventi volti a ridurre l’eccessiva deformabilità dei solai
  • All. C8A.7 – Modelli di capacità per il rinforzo di elementi in calcestruzzo armato
  1. § C8A.7.3 – Placcatura e fasciatura in materiali compositi

Per la progettazione ed i calcoli dell’intervento di rinforzo mediante l’utilizzo di compositi fibrorinforzati le NTC08 rimandano espressamente ai seguenti documenti redatti dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR):

CNR-DT 200 R1/2013

Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati – Materiali, strutture di c.a. e di c.a.p., strutture murarie

CNR-DT 201/2005

Studi preliminari finalizzati alla redazione di Istruzioni per Interventi di Consolidamento Statico di Strutture Lignee mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati

CNR-DT 202/2005

Studi preliminari finalizzati alla redazione di Istruzioni per Interventi di Consolidamento Statico di Strutture Metalliche mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati

CNR-DT 203/2006

Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture di Calcestruzzo Armato con Barre di Materiale Composito Fibrorinforzato

CNR-DT 205/2007

Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture realizzate con Profili Pultrusi di Materiale Composito Fibrorinforzato (FRP)

Il documento più utilizzato a livello internazionale, sintesi delle varie ricerche e normative, tra cui le Istruzioni giapponesi (JSCE – 1997) e quelle americane (ACI 440 – 2000) è:

FIP-CEB FIB BULLETIN 14/2001

Externally Bonded FRP Reinforcement for RC Structures – Design and use of externally bonded fibre reinforced polymer reinforcement (FRP EBR) for reinforced concrete structures (Task Group 9.3 FRP)



Via G. Galilei, 50 – Brescia

+39.(0)30.66.60.491

+39.339.811.29.22

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