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1 tel/fax Ingegneria\Edilizia n o s in v a D Le fibre di carbonio, il sistema FRP e FRCM negli eventi sismici

2 La tecnologia FRP - Utilizzo nei dissesti sismici (Fibre e lamelle di carbonio ed aramide) Uno dei principali vantaggi di un sistema di rinforzo strutturale in fibra di carbonio è la sua grande leggerezza. Le caratteristiche meccaniche della fibra di carbonio con i sistemi epossidici conferiscono alle strutture un altissima resistenza a trazione, senza l apporto di massa e di spessore, quindi di rigidezza, tipica dei sistemi tradizionali. Soprattutto in caso di sisma, è estremamente importante sugli edifici esistenti eseguire interventi che non modifichino la massa e la rigidezza, ma incrementino la resistenza, e tutto ciò può essere ottenuto utilizzando per il consolidamento strutturale degli edifici esistenti i materiali compositi FRP. Le fibre di carbonio possono rivelarsi di grande validità e utilità, tant è che a L Aquila ormai sono di uso quasi generale, e nelle linee guida di tutte le Regioni d Italia oggi troviamo capitolati di applicazione delle fibre sia per il rinforzo strutturale sia per il miglioramento o addirittura per l adeguamento sismico. Stabilizzazione di fabbricato di 9 piani a Rosignano Marittimo Questo non vuol dire che le fibre di carbonio siano sufficienti da sole a risolvere tutti i problemi: ciascun caso va esaminato nel suo complesso, attraverso la costruzione di modelli che consentano le verifiche di comportamento sismico e la progettazione di interventi di altra natura, come, per esempio, l introduzione di setti di contrasto o la creazione di giunti elastici, da affiancare all applicazione delle fibre.

3 Museo Bardini Firenze - consolidamento travi in legno Acciaierie di Piombino - Fabbricato fatiscente Gucci Scandicci FI - consolidamento strutturale Livorno - rinforzo statico di un solaio Capannori LU - consolidamento volte Museo Bardini Firenze - consolidamento volte laterizio

4 Tra le modalità di intervento per la messa in sicurezza, I connettori in fibra di aramide il miglioramento e/o l adeguamento sismico delle strutture esistenti, una posizione di notevole rilievo ed importanza riveste l uso dei materiali compositi (FRP) e delle fibre di carbonio in particolare. Le Norme Tecniche per le Costruzioni, nella loro ultima e definitiva versione del 2008 recepiscono e ritengono coerente con le stesse Norme, il contenuto dei Documenti Tecnici del CNR n 200/2004, 201 e 202 del 2005, 203/2006 e 205/2007, considerati le autentiche linee guida per la progettazione e l uso degli FRP. Il pericolo maggiore durante e dopo un terremoto è dato dal crollo degli edifici progettati senza il rispetto delle normative sismiche o perché danneggiati durante il sisma e che quindi immediatamente dopo risultano pericolanti e non agibili. Principalmente i maggiori danni si riscontrano in quelle tipologie di edifici la cui struttura portante è in muratura; questa tecnologia costruttiva infatti è la meno indicata per costruire in zone sismicamente attive in quanto intrinsecamente non resistente alle forze di taglio tipiche caratterizzanti i terremoti. Purtroppo la cultura architettonica italiana fin da sempre ha usato questa tecnica costruttiva che è tra le più antiche e risalente addirittura al tempo dei Romani. E' banale quindi capire perché oggi giorno possediamo ancora innumerevoli monumenti, chiese e palazzi realizzati in muratura portante. Sicuramente il crollo di una chiesa

5 Abbiamo avuto riscontri molto positivi in questo senso: le poche strutture rinforzate con il carbonio, come il campanile della chiesa di Lesignana (MO), non hanno subito danni in seguito al sisma. Il sistema FRP consente alla muratura di resistere, prevenendo le criticità delle strutture dovute alla mancanza di resistenza a trazione, mediante un azione di contenimento della fessurazione e del relativo meccanismo fessurativo. Quando una struttura supera la deformazione ultima, si creano fessure che possono provocarne il dissesto. Aumentare la resistenza degli elementi strutturali, conferendo una maggiore capacità di resistere a sollecitazioni di trazione, permette in generale un incremento della capacità della struttura rispetto alle sollecitazioni esterne. Una volta stabilito se si debba procedere ad aumentare o ripristinare la capacità portante degli edifici esistenti, le modalità di intervento sono principalmente due: Teramo - consolidamento sopra l'altare maggiore Il miglioramento sismico Tecnica di consolidamento strutturale atta ad aumentare la sicurezza strutturale esistente, pur senza necessariamente raggiungere i livelli richiesti dalle Norme Tecniche per le Costruzioni. L adeguamento sismico Tipologia di intervento atto a conseguire i livelli di sicurezza previsti dalle Norme Tecniche per le Costruzioni.

6 Terremoto in Lunigiana Proposta di intervento per la messa in sicurezza di edifici colpiti dal sisma. Considerazioni dell Ing. Claudio Ciavattini - strutturista con sede in Pisa L'intervento proposto prevede la posa in opera di nastri in fibra di carbonio a cerchiare l'intero edificio a livello dei solai e del sottogronda; tale intervento ha come obiettivo quello di contrastare lo spanciamento laterale dei muri e di mantenere il comportamento scatolare dell'intero edificio. Si tratta quindi di un primo intervento di emergenza che consente di mettere in sicurezza il fabbricato, scongiurando che, ulteriori scosse, possano far crollare parti di edificio già danneggiate e quindi sicuramente vulnerabili anche a scosse più lievi di quelle già registrate. In particolare occorre intervenire sui cantonali delle molte case vecchie presenti in zona, quasi tutte costruite in pietra e quindi con collegamenti tra muri ortogonali spesso carenti; gli angoli di dette case sono infatti i punti più vulnerabili, dove si concentrano le forze orizzontali indotte dal sisma che tendono a far ribaltare verso l'esterno i cantonali stessi. L'intervento che si propone, di semplice e veloce realizzazione, non comporta aumenti di peso e risulta essere poco invasivo, con l ulteriore

7 vantaggio della semplicità e velocità della lavorazione, consentendo, con idonea programmazione del cantiere, di operare con i minimi ingombri e il minimo disagio. Successivamente, posto questo primo presidio, sarà possibile effettuare un sopralluogo per effettuare un dettagliato rilievo in modo da progettare in maniera adeguata il completamento del rinforzo sul fabbricato, in modo da renderlo sicuro dal punto di vista della sismoresistenza. Il vantaggio di questo tipo di intervento rispetto a quelli tradizionali di messa in sicurezza (puntellamenti fasciature impalcature ecc..) è che questi ultimi sono provvisori ossia hanno un costo per la loro messa in opera e un ulteriore costo per la loro rimozione ; invece, l'intervento proposto con fibre di carbonio, non deve essere rimosso ma rappresenta la prima fase di un più ampio intervento definitivo. In questo modo ci sono molti vantaggi in termini economici e di durata del cantiere. Il ciclo previsto per l'intervento iniziale di messa in sicurezza è il seguente: Spicconatura degli eventuali intonaci e risarcitura delle lesioni mediante malta antiritiro fibrorinforzata realizzazione di binari in malta pozzolanica fibrorinforzata (compatibile con le murature storiche) posa in opera di nastri in fibra di carbonio, in numero e larghezza da valutare caso per caso in base alla tipologia del fabbricato con spolvero al quarzo per l'eventuale intonacatura dei nastri in fibra di carbonio. Ing. Claudio Ciavattini = connettori in barre di carbonio o fibra d'aramide = Fasce in carbonio unidirezionali gr/mq.300 h 20 cm. = Fasce in carbonio unidirezionali gr/mq.300 h 10 cm.

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