VULNERABILITA SISMICA DEGLI EDIFICI ESISTENTI: DIAGNOSI E CONSOLIDAMENTO ESEMPI DI ADEGUAMENTO SISMICO DI EDIFICI ESISTENTI ing. Giacomo Iannis (TECNOCHEM ITALIANA SpA)
210 210.000 compressive strength flexural tensile strength ductility 200 190 180 200 200.000 182 200.000 190.000 180.000 170 170.000 160 150 140 RESISTENZA A COMPRESSIONE: 130 MPa 160.000 150.000 140.000 compressive strength MPa flexural tensile strength MPa 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 RESISTENZA A FLESSO- TRAZIONE: 32 MPa DUTTILITA : 32.500 N/m 50 70 30 130 32.500 32 65.000 50 130.000 120.000 110.000 100.000 90.000 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 ductility (fracture energy) N/m 20 20.000 22 20.000 10 5 100 calcestruzzo HPFRCC HPECC REFOR-tec HFE-tec VALORI LIMITE 10.000 HPECC HPECC REFOR-tec GF5 REFOR-tec GF3 FORMULATI INTERMEDI
primo esempio applicativo: PROGETTO DI ADEGUAMENTO SISMICO DELL OSPEDALE COTUGNO DI BARI Oggetto: Ospedale Cotugno Località: Bari Ripristino: Adeguamento sismico Rinforzo di solai in laterocemento con cappa collaborante Quantità: 22 000 m 2 (15 mm) Materiale: Microcalcestruzzo fibrorinforzato HPFRCC
PROBLEMA NECESSITÀ DI ADEGUAMENTO SISMICO DELLA STRUTTURA IL PROGETTO PREVEDEVA LA REALIZZAZIONE DI SETTI IN C.A. DESTINATI AD INCASSARE LE AZIONI ORIZZONTALI DOVUTE AL SISMA. PROBLEMA: TRASFERIMENTO DEGLI SFORZI DAL SOLAIO AI SETTI. IL SOLAIO IN LATERO- CEMENTO ESISTENTE, CON UNA CAPPA COLLABORANTE DI 2 cm,non ERA IN GRADO DI ASSOLVERE QUESTA FUNZIONE
PROBLEMA NECESSITÀ DI ADEGUAMENTO SISMICO DELLA STRUTTURA
SOLUZIONE PER OTTENERE L EFFETTO DIAFRAMMA E STATA REALIZZATA SUI SOLAI IN LATERO-CEMENTO UNA CAPPA COLLABORANTE A BASSO SPESSORE (15 mm) IN CALCESTRUZZO FIBRORINFORZATO AD ELEVATE PRESTAZIONI MECCANICHE FORMULATO AD HOC IN BASE ALLE ESIGENZE STRUTTURALI
Caratteristiche fisico-meccaniche del calcestruzzo fibrorinforzato REFOR-tec GF5/ST HS Tempo di lavorabilità Pedonabilità Agibilità a traffico leggero Agibilità con massime sollecitazioni Densità Resistenza alla compressione Resistenza alla trazione diretta Resistenza alla flessotrazione Resistenza al taglio Modulo Elastico Energia di frattura Ritiro endogeno Profondità di carbonatazione 1 h 12 h a 20 C 24 h a 20 C 3 gg. a 20 C 2.450 Kg/m 3 130 MPa 8,5 MPa 32 MPa 16 MPa 38 GPa 32.500 N/m < 0,05 % 0
Caratteristiche fisico-meccaniche del calcestruzzo fibrorinforzato REFOR-tec GF5/ST HS Tempo di lavorabilità Pedonabilità Agibilità a traffico leggero Agibilità con massime sollecitazioni Densità Resistenza alla compressione Resistenza alla trazione diretta Resistenza alla flessotrazione Resistenza al taglio Modulo Elastico Energia di frattura Ritiro endogeno Profondità di carbonatazione 1 h 12 h a 20 C 24 h a 20 C 3 gg. a 20 C 2.450 Kg/m 3 130 MPa 8,5 MPa 32 MPa 16 MPa 38 GPa 32.500 N/m < 0,05 % 0
Caratteristiche fisico-meccaniche del calcestruzzo fibrorinforzato REFOR-tec GF5/ST HS Tempo di lavorabilità Pedonabilità Agibilità a traffico leggero Agibilità con massime sollecitazioni Densità Resistenza alla compressione Resistenza alla trazione diretta Resistenza alla flessotrazione Resistenza al taglio Modulo Elastico Energia di frattura Ritiro endogeno Profondità di carbonatazione 1 h 12 h a 20 C 24 h a 20 C 3 gg. a 20 C 2.450 Kg/m 3 130 MPa 8,5 MPa 32 MPa 16 MPa 38 GPa 32.500 N/m < 0,05 % 0
Caratteristiche fisico-meccaniche del calcestruzzo fibrorinforzato REFOR-tec GF5/ST HS Tempo di lavorabilità Pedonabilità Agibilità a traffico leggero Agibilità con massime sollecitazioni Densità Resistenza alla compressione Resistenza alla trazione diretta Resistenza alla flessotrazione Resistenza al taglio Modulo Elastico Energia di frattura Ritiro endogeno Profondità di carbonatazione 1 h 12 h a 20 C 24 h a 20 C 3 gg. a 20 C 2.450 Kg/m 3 130 MPa 8,5 MPa 32 MPa 16 MPa 38 GPa 32.500 N/m < 0,05 % 0
APPLICAZIONE 1. VERIFICHE DI ADESIONE AL SUPPORTO CAMPIONATURA IN CANTIERE PER VERIFICARE L ADESIONE DEL MATERIALE AL SUPPORTO IN QUESTE SITUAZIONI: CONNETTORI CON RADICI IN REFOR-tec GF5/ST HS, RICAVATE TRAMITE SEMPLICE FORATURA CONNETTORI METALLICI (FORATURA + FISCHER) SENZA CONNETTORE (SUPPORTO SABBIATO E IDROPULITO) SENZA CONNETTORE (SUPPORTO SOLO IDROPULITO)
A STAGIONATURA AVVENUTA, LE PROVE A STRAPPO PER LA VERIFICA DI ADESIONE AL SUPPORTO HANNO DIMOSTRATO: OTTIMA ADESIONE DELLA CAPPA DI REFOR-tec GF5/ST HS DI RINFROZO ANCHE IN ASSENZA DI SISTEMI DI CONNESSIONE, SU SUPPORTO ADEGUATAMENTE PREPARATO
2. VERIFICHE DI INTEGRITA DEL DIAFRAMMA PER LA VERIFICA DELLA CAPACITA RESISTENTE DEL SOLAIO RINFORZATO CON LA CAPPA DI REFOR-tec GF5/ST HS E STATA ESEGUITA UNA MODELLAZIONE NUMERICA CONSIDERANDO IL SISTEMA PILASTRO/TRAVE/SOLAIO DELLA STRUTTURA ESISTENTE
A TAL FINE SI SONO PRESE IN CONSIDERAZIONE: 1.LA DEFORMAZIONE DEL SOLAIO SOTTO I CARICHI ACCIDENTALI APPLICATI DOPO IL RINFORZO 2.IL RITIRO ENDOGENO DEL MATERIALE
VERIFICA DI RESISTENZA A TRAZIONE DELLA CAPPA Risultati della modellazione LA CAPPA SI MANTIENE INTEGRA E GARANTISCE UNA RESISTENZA RESIDUA IDONEA A FRONTEGGIARE LE SOLLECITAZIONI SISMICHE VERIFICA DI ADESIONE Risultati della modellazione BASSO RISCHIO DI DELAMINAZIONE
FASI APPLICATIVE DI CANTIERE SCARIFICA DEL SUPPORTO IDROLAVAGGIO
polvere 1 acqua + additivo 2 fibre 3 additivo MISCELAZIONE DEI COMPONENTI CON MISCELATORE AD ASSE VERTICALE
POSA DEL MATERIALE
PARTICOLARE DELLE RIPRESE DI GETTO
LEGGERA STAGGIATURA IMMEDIATA APPLICAZIONE DI CURING COMPOUND UR 20
CAROTAGGI PER IL CONTROLLO DELL ADERENZA AL SUPPORTO
RISULTATI L APPLICAZIONE DI MIGLIAIA DI METRI QUADRI E AVVENUTA SENZA TAGLIO DI GIUNTI ED IN TOTALE ASSENZA DI FESSURAZIONI. PERFETTA ADESIONE DEL MATERIALE APPLICATO AL SUPPORTO
VANTAGGI RISPETTO AD UNA CAPPA TRADIZIONALE 1. Basso spessore applicativo (15 mm ) 2. Adesione al supporto senza necessità di connettori o resine 3. Nessuna necessità di rete di armatura 4. Elevata duttilità e resistenza a sollecitazioni cicliche 5. Incremento della portanza unita a una riduzione della freccia dell impalcato 6. Velocità di applicazione grazie alle proprietà autolivellanti del materiale Limitato incremento dei carichi
secondo esempio applicativo: RINFORZO STRUTTURALE E ADEGUAMENTO SISMICO DI PILASTRI IN C.A. Oggetto: Centro Servizi Sanitari Condino (TN) Località: Trento Ripristino: Rinforzo strutturale e adeguamento sismico di pilastri in c.a. Materiale: Microcalcestruzzo fibrorinforzato HPFRCC
PROBLEMA ESIGENZA DI RINFORZO STRUTTURALE E ADEGUAMENTO SISMICO DI PILASTRI IN C.A. CON CAMICIA IN CLS, MANTENENDO GLI SPESSORI RIDOTTI PER NON INCREMENTARE I CARICHI SULLA STRUTTURA
SOLUZIONE GETTO DI 4 CM DI FORMULATO CEMENTIZIO FIBRORINFORZATO AD ELEVATE PRESTAZIONI Refor-tec GF5/ST-HS CON INTERPOSIZIONE DI RETE DI ACCIAIO ARMONICO
APPLICAZIONE 1) PREPARAZIONE DELLA SUPERFICIE DEI PILASTRI 2) FISSAGGIO DI RETE IN ACCIAIO ARMONICO MEDIANTE SABBIATURA UTILE ALLA RIMOZIONE DEL CON CLS DEGRADATO TASSELLI E DISTANZIATORI; E/O INCOERENTE
3) PREDISPOSIZIONE DI CASSERI A PERFETTA TENUTA
IL GETTO DI RINFORZO E STATO ESEGUITO IN 2 TAPPE DA 1,50 m DI ALTEZZA
MISCELAZIONE DEL REFOR-tec GF5/ST-HS con mescolatori ad asse verticale LIQUIDO
POLVERE
FIBRE
GETTO
LA PARTE ALTA É STATA GETTATA ATTRAVERSO CAROTATURE ESEGUITE NEL SOLAIO
RISULTATO FINALE SUPERFICI FACCIA- VISTA DOPO LO SCASSERO PERFETTAMENTE LISCE ED ASSENZA DI FESSURAZIONI
VANTAGGI RIDUZIONE DEI CARICHI. BASSO SPESSORE DI APPLICAZIONE. NON RISULTA NECESSARIO INTONACARE LE SUPERFICI CHE POSSONO ESSERE DIRETTAMENTE VERNICIATE
Ricerche sperimentali e terzo esempio applicativo: RINFORZO STRUTTURALE DI PILASTRI IN C.A. Oggetto: Scuola Elementare Località: Comune di Zagarolo (RM) Intervento: Rinforzo strutturale di pilastri in c.a. Materiale: Microcalcestruzzo fibrorinforzato HPFRCC
SPERIMENTAZIONE RIPRODUZIONE IN SCALA REALE DI UN PILASTRO CON PROPRIETÁ MECCANICHE CORRISPONDENTI ALLO STATO DI FATTO CLS CON RESISTENZA MEDIA DI 10 MPa
GETTO GETTO DI 4 CM DI FORMULATO CEMENTIZIO FIBRORINFORZATO AD ELEVATE PRESTAZIONI Refor-tec GF5/ST-HS
RISULTATI DELLA SPERIMENTAZIONE Sono stati eseguiti 5 cicli di carico con le sollecitazioni massime di progetto. La prova eseguita ha dimostrato l eccellente risposta strutturale della tecnica di rinforzo, che ha consentito di ottenere significativi incrementi di resistenza e duttilità
POSSIBILI SVILUPPI Il ciclo sperimentale è stato sottoposto ed ha ricevuto l approvazione del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici a cui sono seguite le applicazioni in cantiere. I risultati positivi di questa ricerca ci permettono di proporre ed applicare la stessa tecnologia in tutti gli edifici con le medesime esigenze di rinforzo
APPLICAZIONE IN CANTIERE PROBLEMA ESIGENZA DI RINFORZO STRUTTURALE DI PILASTRI IN C.A. CON CAMICIA IN CLS A BASSO SPESSORE
SOLUZIONE GETTO DI UNA CAMICIA DI 4 CENTIMETRI DI SPESSORE CON Refor-tec GF5/ST-HS
APPLICAZIONE SCARIFICA DEI SUPPORTI PREDISPOSIZIONE DI CASSERI A TENUTA
GETTO A COLARE DI Refor-tec GF5/ST-HS
VERSATILITA DEL MATERIALE per la fabbricazione di elementi strutturali leggeri a sezione sottile per ripristini strutturali con colaggio in cassero od in ambienti confinati per il recupero strutturale a basso spessore su solai per l adeguamento sismico con assorbimento e trasferimento di tensioni a taglio o trazione a fronte di eventi ad elevata sollecitazione dinamica. per il rinforzo strutturale resistente a fuoco di pilastri e travi. per la riparazione di pavimenti con necessità di resistenza ad elevate sollecitazioni statiche e dinamiche unitamente a valori eccezionali di resilienza.
AL DI FUORI DELLE APPLICAZIONI IN CAMPO SISMICO
ESEMPIO DI RINFORZO DI TRAVI PREFABBRICATE TIPO BOOMERANG
IN FASE DI TESATURA DEI TREFOLI SI SONO VERIFICATE ROTTURE DELLE ZONE DI CALCESTRUZZO IN CUI I TREFOLI ERANO ALLOGGIATI PER ERRORI DI DIMENSIONAMENTO PROBLEMA
SOLUZIONE SONO STATI ESEGUITI DEI GETTI DI RINFORZO LOCALIZZATI CON MICROCALCESTRUZZO FIBRORINFORZATO HPFRCC Refor-tec GF5/ST-HS SCARIFICA DELLA ZONA INTERESSATA E INSERIMENTO DI BARROTTI DI COLLEGAMENTO PREDISPOSIZIONE DI CASSERI METALLICI A PERFETTA TENUTA
SOLETTE DUTTILI SU VIADOTTI AUTOSTRADALI IN SOSTITUZIONE DEI GIUNTI A PETTINE REALIZZAZIONE DI SOLETTE DI COLLEGAMENTO TRA IMPALCATI AD ELEVATA CAPACITA DEFORMATIVA
getto di solette duttili Situazione prima del ripristino pilastro Sostituzione del giunto con solette duttili soletta duttile