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Rinforzo di elementi strutturali in muratura

BASF CC Italia Spa - Rinforzo di elementi strutturali in muratura Pag. 1

Rinforzo di elementi strutturali in muratura

Sommario A. RINFORZO SETTO MURARIO .................................................................................................. 3

A.1 RINFORZO DI MURATURE A FLESSIONE FUORI DAL PIANO ........................................ 3 A.1.1 Rinforzo a flessione nel piano ........................................................................................ 3 A.1.2 Esempio pratico guidato di rinforzo con tessuto MBrace ................................................ 3 A.1.3 Esempio pratico guidato di rinforzo con intonaco strutturale con malta di cemento ........ 7 A.1.4 Esempio pratico guidato di rinforzo con intonaco strutturale di calce.............................. 8

A.2 RINFORZO DI SETTI MURARI A FLESSIONE NEL PIANO ............................................... 9 A.2.1 Introduzione ................................................................................................................... 9 A.2.2 Tecniche di rinforzo ...................................................................................................... 10

A.3 RINFORZO DI SETTI MURARI A TAGLIO NEL PIANO .................................................... 16 A.3.1 Introduzione ................................................................................................................. 16 A.3.2 Rinforzo a taglio nel piano ............................................................................................ 17

B. RINFORZO VOLTE CILINDRICHE IN MURATURA ................................................................. 24 B.1 RINFORZO A FLESSIONE DI VOLTA CILINDRICA DA SOTTO ........................................ 24 B.2 RINFORZO A FLESSIONE DI VOLTA CILINDRICA DA SOPRA ....................................... 27

C. RINFORZO SOLAIO ................................................................................................................ 36 C.1 RIPARAZIONE DI TRAVETTI DI SOLAIO IN CALCESTRUZZO ARMATO DALL’INTRADOSSO ................................................................................................................ 36

C.1.2 Situazione attuale ........................................................................................................ 36 C.1.3 Caso risolto simile ........................................................................................................ 37

D. RINFORZO ARCHI .................................................................................................................. 42 D.1 RINFORZO DELL’ ARCO DALL’ESTRADOSSO ................................................................ 42

D.1.1 Introduzione ................................................................................................................. 42 D.1.2 Rinforzo dell’arco all’estradosso con tessuto MBrace .................................................. 42 D.1.3 Rinforzo arco all’estradosso con cappa strutturale ....................................................... 46

D.2. RINFORZO DELL’ARCO DALL’INTRADOSSO ................................................................. 47 D.2.1 Introduzione ................................................................................................................. 47 D.2.2 Rinforzo statico con tessuto incollato all’intradosso MBrace CFRP .............................. 48 D.2.3 Rinforzo sismico con tessuto incollato all’intradosso MBrace Alta Resistenza ............. 51 D.2.4 Rinforzo con MBar in tasca all’intradosso .................................................................... 53 D.3 Tecniche miste Mbar + MBrace .................................................................................... 55

E. RINFORZO COLONNE ............................................................................................................ 58 E.1 Rinforzo a compressione di colonne in muratura ............................................................ 58 E.2 Rinforzo con fasciatura di confinamento passiva MBrace FRP ....................................... 59 E.3 Ringrosso con malta EMACO o malta di calce ALBARIA ................................................ 64

F. RINFORZO PER CINTURAZIONE DI PIANO ........................................................................... 66 F.1 CINTURAZIONE DI PIANO CON MBRACE FRP................................................................ 66

F.1.1 Regole generali di intervento ........................................................................................ 66 G. INGHISAGGI ............................................................................................................................ 69

G.1 INGHISAGGIO DI ARMATURA IN PARAMENTI MURARI ................................................. 69 G.1.1 Inghisaggio per trazione .............................................................................................. 70 G.1.2 Inghisaggio per taglio .................................................................................................. 72


H. INIEZIONE ARMATA NELLE MURATURE .............................................................................. 75 H.1 Iniezione per consolidamento di stati fessurativi ............................................................. 75 H.2 Iniezione armata ............................................................................................................. 76


A. RINFORZO SETTO MURARIO A.1. RINFORZO DI MURATURE A FLESSIONE FUORI DAL PIANO Il rinforzo a flessione di un setto murario si realizza, generalmente in 2 modi:

- Mediante incollaggio di strisce verticali di tessuto MBrace - Mediante intonaco strutturale armato con rete metallica.

A.1.1. Rinforzo a flessione nel piano Un pannello murario soggetto a pressoflessione fuori dal piano ha tre possibilità di reazione secondo lo schema di Fig. A.1.1. Se l’eccentricità e=M/N è contenuta entro il terzo medio il pannello risulta ancora tutto compresso ed in campo elastico, la distribuzione delle tensioni è pressoché lineare lungo lo spessore. Se l’eccentricità supera il terzo medio il pannello reagisce parzializzandosi, la zona tesa si lesiona in orizzontale, la zona compressa ha una distribuzione a triangolo che si trasforma in rettangolare qualora la tensione massima smax si avvicini a 0.85fmd. Il pannello si rompe per eccessiva compressione della fibra esterna. Se l’eccentricità e=M/N diventa eccessiva allora il pannello non è più in grado di reggere da solo alla sollecitazione esterna, deve per forza essere presente un rinforzo verticale che “armi” la sezione, si introduce, cioè, un elemento in grado di assorbire trazione.

Fig. A.1.1 – Schema di reazione di pannello murario presso-inflesso

Uno specifico documento di approccio è inserito nella pagina dedicata agli approfondimenti.

A.1.2- Esempio pratico guidato di rinforzo con tessuto MBrace Veniamo ad un esempio pratico: si deve rinforzare a flessione fuori da piano un setto murario di 3x3m. Si applica il rinforzo con placcaggio di tessuti MBrace FRP. I dati geometrici e meccanici della muratura sono caratterizzati con campagna non distruttiva e sono nel seguito elencati:

- Muratura in blocchi di laterizio pieno di buona qualità + malta di giunto M4: fmk=4MPa, modulo elastico della muratura E=6GPa, resistenza di progetto a taglio fvd=0.1 MPa

- Spessore della parete: 300mm, lunghezza della parete 3m, altezza 3m - Azione assiale di compressione in SLU pari a: 200kN

Nel primo caso si vuole verificare quanto si rinforzi il setto a flessione fuori dal piano inserendo fasce verticali di 30cm di MBrace CFRP prive di connessioni strutturali. In questo modo si ottiene un incremento di momento resistente da circa 23 kN*m a 29 kN*m.

t/3 t/3 t/3

Ne

t/3 t/3 t/3

Ne

t/3 t/3 t/3

Net/2-e

3(t/2-e)

smax

smin

smax

0.85 fmd

X

0.85 fmd

X Af ffd

MB

race


Fig. A.1.2 – Rinforzo flessione fuori dal piano con strisce di tessuto MBrace CFRP senza connessioni

Applicando le connessioni strutturali utilizzando MBrace Connect, tecnica consigliata da BASF, si ottiene un incremento di momento resistente che passa da 23kN*m a 39 kN*m, vedi Fig. A.1.3.

Fig. A.1.3 – Rinforzo a flessione fuori dal piano con strisce di tessuto MBrace CFRP + connessioni

strutturali con MBrace Connect Si ponga attenzione al fatto che all’aumentare dello spessore del rinforzo diminuisce la tensione di lavoro ffd, l’incremento di resistenza che si ottiene non è assolutamente proporzionale al quantitativo di rinforzo, si veda il caso della Fig. A.1.4 dove si applicano 2 strati di MBrace CFRP. Con questo rinforzo si è raddoppiata la prestazione.


Fig. A.1.4–Rinforzo a flessione fuori dal piano con doppia striscia di tessuto MBrace CFRP + connessioni strutturali con MBrace Connect

Tenendo conto che il supporto non è mai perfettamente planare, le operazioni per la corretta posa sono:

- Spazzolatura energica dei giunti di malta esistenti - Realizzazione di fori diametro 10-12mm lunghezza >10cm per il montaggio delle connessioni

strutturali - Pulitura accurata del supporto - Inghisaggio delle connessioni strutturali MBrace Connect con colaggio di Concresive fluido - Posa di uno strato di Emaco R955 M o di Albaria Struttura con spatola americana, forzando la

malta ad entrare nei giunti a realizzare uno strato planare di circa 1cm di spessore per la posa delle fasce di MBrace CFRP orizzontali e di quelle verticali di estremità

- Applicazione della fasciatura MBrace CFRP - Immediato sfiocco delle connessioni MBrace Connect sopra ai tessuti e resinatura finale - Spolvero di sabbia sull’ultimo strato di resina ancora fresca - Applicazione dell’intonaco di finitura


Fig. A.1.5 – Prospetto e sezione del setto rinforzato con MBrace


A.1.3- Esempio pratico guidato di rinforzo con intonaco strutturale con malta di cemento Ulteriori aumenti di prestazione, rispetto al caso precedente, si ottengono cambiando tipologia di fibra, oppure aumentando la quantità di rinforzo, oppure pensando a tecniche differenti. Una tecnica frequentemente utilizzata è quella di un rinforzo con intonaco strutturale che potrà essere realizzato con malte di cemento o in alternativa con malte di calce ad elevata resistenza. La Fig. A.1.6 mette a confronto i diagrammi momento resistente – curvatura della sezione resistente 3000x300 pensando di applicare un intonaco strutturale armato di 4cm di spessore su entrambe le facce del paramento murario, realizzato con Emaco R955 + rete metallica f5 15x15cm o realizzato con Albaria Struttura + rete metallica zincata f5 15x15cm.

Fig. A.1.6 – Sezione muraria ringrossata con intonaco armato EmacoR955+rete e con Albaria Struttura

+ rete metallica zincata Come esempio si considera il caso di un intonaco strutturale in Emaco R955 spinottato al supporto ed armato con rete metallica. Le operazioni per la corretta realizzazione dell’intervento di intonaco armato con rete metallica sono:

- Spazzolatura energica dei giunti di malta esistenti - Realizzazione di fori diametro 10-12mm lunghezza >10cm per il montaggio di perni di

connessione - Pulitura accurata del supporto - Inghisaggio di perni di acciaio ad L, diametro e numero dipendono dalle caratteristiche del

supporto, con Masterflow 920

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0 300.0 350.0 400.0

Carico assiale Nu [ kN]

Momento Mu [kN*m]

Setto 300x30 non rinforzato Albaria 4cm + rete f5 15x15cm 4cm Emaco R955 + rete f5 15x15cm


- Posa della rete e fissaggio sui perni di cui sopra - Non è necessaria la saturazione della superficie con acqua nebulizzata - Spruzzo di Emaco R955 a coprire con almeno 1.5cm la rete di rinforzo - Staggiatura e fratazzatura per regolarizzare l’intonaco

A.1.4- Esempio pratico guidato di rinforzo con intonaco strutturale di calce Su murature storiche realizzate con giunti e intonaco di calce è preferibile realizzare l’intonaco strutturale con materiale compatibile, costituito cioè da calce pura. Per ottenere una prestazione “strutturale” è indispensabile che la malta da applicare possieda elevata resistenza: Albaria Struttura è specificatamente progettata per questo scopo. Come esempio si considera il caso di un intonaco strutturale in Albaria Struttura con spinotti e rete metallica zincata inserita nello spessore. La prestazione ottenibile da una malta così performante è riportata nel dominio M-N di Fig. A.1.6 del paragrafo precedente, in confronto con le prestazioni dell’esempio precedente per una sezione resistente 3000x300mm con 4cm di spessore di intonaco strutturale armato su entrambe le facce del paramento murario, realizzato con Albaria Struttura + rete zincata metallica f5 15x15cm. Le operazioni per la corretta realizzazione dell’intervento di intonaco armato con rete metallica sono:



supporto, con Masterflow 920 - Posa della rete e fissaggio sui perni di cui sopra - Saturazione del supporto con acqua nebulizzata - Spruzzo di Albaria Struttura a coprire con almeno 1.5cm la rete di rinforzo - Staggiatura e fratazzatura per regolarizzare l’intonaco


A.2. RINFORZO DI SETTI MURARI A FLESSIONE NEL PIANO

A.2.1 Introduzione Un pannello murario soggetto a pressoflessione ha tre possibilità di reazione secondo lo schema di Fig. A.2.1 Se l’eccentricità e=M/N è contenuta entro il terzo medio il pannello risulta ancora tutto compresso ed in campo elastico, la distribuzione delle tensioni è pressoché lineare lungo lo spessore. Se l’eccentricità supera il terzo medio il pannello reagisce parzializzandosi, la zona tesa si lesiona in orizzontale, la zona compressa ha una distribuzione a triangolo che si trasforma in rettangolare qualora la tensione massima smax si avvicini a 0.85fmd. Il pannello si rompe per eccessiva compressione della fibra esterna. Se l’eccentricità e diventa eccessiva allora il pannello non è più in grado di reggere da solo alla sollecitazione esterna, deve per forza essere presente un rinforzo verticale che “armi” la sezione, si introduce, cioè, un elemento in grado di assorbire trazione.

Fig. A.2.1 – Schema di reazione di pannello murario presso-inflesso

L/3 L/3 L/3

Ne

L/3 L/3 L/3

Ne

L/3 L/3 L/3

NeL/2-e

3(L/2-e)

smax

smin

smax

0.85 fmd

X

0.85 fmd

X Af ffd

MB

race


A.2.2. Tecniche di rinforzo L’incremento di resistenza a flessione nel piano si raggiunge generalmente con una o più delle seguenti tecniche:

A) inserimento di armatura metallica o in FRP all’interno dei giunti verticali

B) placcaggio di strisce o reti di tessuto di carbonio o di vetro sulle pareti in direzione verticale,

C) applicazione di “intonaco strutturale” con armatura metallica o in FRP all’interno in direzione verticale

La famiglia dei materiali BASF per il rinforzo a taglio nel piano della muratura comprende: - LA malta strutturale di pura calce a media resistenza ed adesione al supporto ALBARIA

STRUTTURA - LA malta strutturale di puro cemento ad alta resistenza ed adesione al supporto della linea EMACO

FORMULA TIXO - LA malta strutturale di cemento e polimero ad alta resistenza ed adesione al supporto della linea

EMACO 955 - I tessuti MBrace in carbonio e in vetro - Le barre in carbonio MBar - Le reti di carbonio e di vetro MBrace Fibernet Praticamente tutti i metodi di rinforzo attualmente riconosciuti dalla normativa possono essere coperti con i prodotti BASF. Vediamo insieme i concetti guida per la progettazione. Per quanto riguarda il contributo resistente a flessione nel piano si impiegano le formule della muratura se siamo in presenza di eccentricità entro il terzo medio: ))61(;85.0min(max LN

MLB

Nfs md ⋅+

⋅=

Oppure le classiche formule della flessione con armatura reagente a trazione e muratura reagente a compressione con stress block approssimato a rettangolare con ordinata pari a 0.85fmd. In quest’ultimo caso l’armatura reagente a trazione può delaminare dal supporto, quindi viene limitata alla tensione di delaminazione

)

),2/min(

03.01;min(

fa

f

akf

MRdydfd

ptA

ffEff

γγ ⋅=

(in N e mm) se non vi sono perni aggiuntivi

TELA

IO I

N C

.A.

FINESTRA

2CHIODI SFIOCCATI /MQ

RETE FIBERNET

Tasca 3x2 cm + MBar Galileo 8

circ

a 50

cm

circa 100cm

R C E N A A

4 a 2

SE POSSIBILE RISVOLTARE DENTRO


)

),2/min(

06.01;min(*

fa

f

akf

MRdydfd

ptA

ffEff

γγ ⋅=

in (N e mm) se vi sono perni o chiodi sfioccati aggiuntivi

Dove:γRd=1.2 - fk è la resistenza a compressione della muratura - ffd è la tensione di lavoro in SLU del rinforzo fibroso o di acciaio aggiunto - Af è l’area dell’armatura posta in verticale e pf il passo. - Es è il modulo elastico del materiale di rinforzo - As è l’area di una singola armatura - f*a è dato da: fa+Fs/Ai dove Ai è il prodotto dei due interassi tra i perni sulla superficie di contatto - ta è lo spessore del ringrosso

INTONACO STRUTTURALE ARMATO A BASE CALCE REALIZZATO CON LA MALTA ALBARIA STRUTTURA E RETE METALLICA ZINCATA. Perfettamente compatibile con le malte di giunto impiegate nel passato, possiede una resistenza a compressione di 15MPa ed una adesione al supporto per pull-off di 1MPa a 28gg. di stagionatura, con modulo elastico di circa 10GPa. Con queste proprietà meccaniche la malta può essere impiegata per la formazione di intonaco strutturale, cioè uno spessore di minimo 4cm con rete metallica zincata inserita. Le operazioni per la corretta realizzazione sono:

• Spazzolatura energica dei giunti di malta esistenti • Realizzazione di fori diametro 10-12mm lunghezza >10cm per il montaggio di perni di

connessione • Pulitura accurata del supporto • Inghisaggio di perni di acciaio ad L, diametro e numero dipendono dalle caratteristiche del

supporto, con MASTERFLOW 920 • Posa della rete zincata e fissaggio sui perni di cui sopra • Saturazione della superficie con acqua nebulizzata • Applicazione a spruzzo di ALBARIA STRUTTURA a coprire con almeno 1.5cm la rete di

rinforzo • Staggiatura e fratazzatura per regolarizzare l’intonaco

INTONACO STRUTTURALE REALIZZATO CON LA MALTA EMACO R955 E RETE IN ACCIAO Il vantaggio di un intonaco strutturale cementizio – polimero modificato è essenzialmente la più elevata adesione al supporto, il valore di fa, in sostanza, si massimizza al valore di rottura a trazione del blocco murario (se laterizio o pietra tufacea) con la limitazione di 2MPa (resistenza a trazione della malta Emaco R955) qualora la si impiegasse su supporti murari in pietra compatta. Le operazioni per la corretta realizzazione dell’intervento sono simili a quelle già indicate:



supporto, con MASTERFLOW 920 - Posa della rete e fissaggio sui perni di cui sopra - Non è necessaria la saturazione della superficie con acqua nebulizzata - Spruzzo di EMACO R955 a coprire con almeno 1.5cm la rete di rinforzo - Staggiatura e fratazzatura per regolarizzare l’intonaco


FASCIATURE CON TESSUTO MBRACE Lo schema di intervento è quello di Fig. A.2.1. Dato che il supporto non è mai perfettamente planare le operazioni per la corretta posa sono: - Spazzolatura energica dei giunti di malta esistenti - Realizzazione di fori diametro 10-12mm lunghezza >10cm per il montaggio di chiodi sfioccati - Pulitura accurata del supporto - Realizzazione di connessure strutturali con MBrace Connect fissato utilizzando CONCRESIVE

FLUIDO - Posa di uno strato di EMACO R955 M con spatola americana, forzando la malta ad entrare nei

giunti a realizzare uno strato planare di circa 1cm di spessore per la posa delle fasce orizzontali e per quelle verticali di estremità

- Applicazione della fasciatura MBrace CFRP ad alta resistenza - Immediato sfiocco dei perni di connessione MBrace Connect sopra ai tessuti e resinatura finale - Spolvero di sabbia sull’ultimo strato di resina ancora fresca - Applicazione dell’intonaco di finitura

Fig. A.2.1 – Prospetto della parete e sezione verticale

A

A

11


Come già illustrato in premessa, i meccanismi di delaminazione riducono le potenzialità del sistema, per migliorare l’efficienza si consiglia di: rendere cinture le fasce (cioè richiudere su se stesse le strisce praticando tasche di passaggio da dentro a fuori) e di impiegare connessure strutturali specialmente in prossimità di discontinuità geometriche del prospetto (innesti di setti ortogonali, porte e finestre), lo schema di Fig. A.2.1 chiarifica il concetto. Le modalità di calcolo sono simili a quelle già presentate per il caso precedente, si consiglia a questo riguardo l’uso del software BASF – flessione nel piano. La schermata dei risultati può essere salvata ed inserita nella relazione di calcolo perché riporta tutti i dati che servono per giustificare le verifiche. Veniamo ad un esempio pratico:



Nel primo caso si vuole verificare quanto si rinforzi il setto a flessione nel piano inserendo fasce verticali di 30cm di MBrace CFRP prive di fiocchi di ancoraggio. In questo modo si ottiene un incremento di momento resistente da circa 240 kN*m a 268 kN*m.

Fig. A.2.2 – Rinforzo flessione nel piano con strisce di tessuto MBrace CFRP senza connessure

strutturali Applicando le connessure strutturali di ancoraggio, tecnica consigliata da BASF, si ottiene un incremento di momento resistente che passa da 240kN*m a 320 kN*m, vedi Fig. A.2.3.


Fig. A.2.3 – Rinforzo a flessione nel piano con strisce di tessuto MBrace CFRP + connessure strutturali

Si ponga attenzione al fatto che all’aumentare dello spessore del rinforzo diminuisce la tensione di lavoro ffd, l’incremento di resistenza che si ottiene non è assolutamente proporzionale al quantitativo di rinforzo, si veda il caso della Fig. A.2.4 dove si applicano 2 strati di MBrace CFRP ed il momento resistente risulta esse poco più di quello ottenibile con un solo strato.

Fig.A.2.4–Rinforzo a flessione nel piano con doppia striscia di tessuto MBrace CFRP + connessure

strutturali RINFORZO CON BARRE MBar POSIZIONATE IN TASCHE VERTICALI Lo schema di intervento è quello di Fig. A.2.5 In questo tipo di intervento si pratica con flessibile o con strumento bilama, una incisione verticale nella muratura di 3x3cm. Questa tasca è prolungata con foro alle estremità per dare ancoraggio al rinforzo nei cordoli terminali. Il rinforzo consiste in una barra di carbonio MBar Galileo 8 che viene adesa al supporto tramite specifica resina epossidica Masterflow 935, oppure con malta cementizia espansiva Emaco Tixo Fiber, oppure con malta di calce ad alta resistenza Albaria Struttura. Il rinforzo verticale serve per la flessione nel piano (eventualmente anche per la flessione fuori dal piano) e può essere associato ad una fasciatura orizzontale oppure ad una


ristilatura armata dei giunti per aumentare la resistenza a taglio nel piano. Le operazioni per la corretta posa sono:

- Realizzazione della incisione per 3x3cm - Prosecuzione della tasca in foro diametro 20mm nei cordoli di estremità per almeno 15cm - Pulitura accurata del support e dei fori - Riempimento della tasca con Masterflow 935 oppure con Emaco Tixo Fiber (con preventiva

saturazione del supporto con acqua nebulizzata) - Riempimento del foro con Concresive Fluido o con Masterflow 935 - Inserimento della bara MBar e rimozione della pasta / malta in eccesso - Applicazione di rasatura e/o intonaco di finitura per nascondere l’intervento alla vista


Fig. A.2.5 – Prospetto della parete e sezione verticale per l’esempio 2

A.3 RINFORZO DI SETTI MURARI A TAGLIO NEL PIANO

A.3.1. Introduzione L’incremento di resistenza a taglio nel piano si raggiunge generalmente con una o più delle seguenti tecniche:

D) inserimento di armatura metallica o in FRP all’interno dei giunti orizzontali e verticali

E) placcaggio di strisce o reti di tessuto di carbonio o di vetro sulle pareti,

F) applicazione di “intonaco strutturale” con armatura metallica o in FRP all’interno

MURO ESISTENTE

Intonaco esistente

MBar Galileo 8 verticale in tasca 3x3cm riempita conMasterflow935 o Emaco Tixo Fiber o Albaria Struttura

SEZIONE A-A

TELA

IO I

N C

.A.

FINESTRA

2CHIODI SFIOCCATI /MQ

RETE FIBERNET

Tasca 3x2 cm + MBar Galileo 8

circ

a 50

cm

circa 100cm

R C E N A A

4 a 2

SE POSSIBILE RISVOLTARE DENTRO


A.3.2. Rinforzo a taglio nel piano La famiglia dei materiali BASF per il rinforzo a taglio nel piano della muratura comprende: - LA malta strutturale di pura calce a media resistenza ed adesione al supporto ALBARIA

STRUTTURA - LA malta strutturale di puro cemento ad alta resistenza ed adesione al supporto della linea EMACO

FORMULA TIXO - LA malta strutturale di cemento e polimero ad alta resistenza ed adesione al supporto della linea

EMACO 955 - I tessuti MBrace in carbonio e in vetro - Le barre in carbonio MBar - Le reti di carbonio e di vetro MBrace Fibernet Praticamente tutti i metodi di rinforzo attualmente riconosciuti dalla normativa possono essere coperti con i prodotti BASF. Vediamo insieme i concetti guida per la progettazione. Per quanto riguarda il contributo resistente a taglio nel piano sono tre le formule da impiegare

Contributo in SLU della muratura esistente + intonaco a taglio trazione:

Contributo in SLU dell’ armatura orizzontale a taglio trazione:

Contributo in SLU a taglio compressione della muratura esistente + intonaco: Dove, con riferimento allo schema di Fig. A.3.1:

- γRd=1.2 - d è la distanza tra il lembo compresso ed il baricentro del rinforzo a flessione - t è lo spessore totale della muratura esistente + lo spessore dell’intonaco strutturale

(omogeneizzato a muratura) purchè fk<fk malta e fvd < fa - fvd è la resistenza di progetto a taglio della muratura fvm=(fvko+0.4 + 0.4N/(t x))/γM , con la

limitazione che (fvko+0.4 + 0.4N/(t x))< 1.4 fbk e/o < 1.5MPa - x è la distanza dell’asse neutro dalla fibra più compressa - ffd è la tensione di lavoro in SLU del rinforzo fibroso o di acciaio aggiunto - fhmd è la resistenza a compressione di calcolo della muratura nella direzione orizzontale - Afw è l’area dell’armatura posta in orizzontale e pf il passo.


Fig. A.3.1 – Schema per il calcolo a taglio nel piano

Veniamo ora ad illustrare i quattro metodi più comunemente impiegati. INTONACO STRUTTURALE ARMATO A BASE CALCE REALIZZATO CON LA MALTA ALBARIA STRUTTURA E RETE METALLICA ZINCATA. Perfettamente compatibile con le malte di giunto impiegate nel passato, possiede una resistenza a compressione di 15MPa ed una adesione al supporto per pull-off di 1MPa a 28gg. di stagionatura, con modulo elastico di circa 10GPa. Con queste proprietà meccaniche la malta può essere impiegata per la formazione di intonaco strutturale, cioè uno spessore di minimo 4cm con rete metallica zincata inserita. Le operazioni per la corretta realizzazione sono:



supporto, con MASTERFLOW 920 - Posa della rete zincata e fissaggio sui perni di cui sopra - Saturazione della superficie con acqua nebulizzata - Applicazione a spruzzo di ALBARIA STRUTTURA a coprire con almeno 1.5cm la rete di

rinforzo - Staggiatura e fratazzatura per regolarizzare l’intonaco

Lo spessore aggiunto di malta ALBARIA STRUTTURA, omogeneizzato a muratura con il rapporto tra i moduli elastici, aumenta direttamente il contributo VRdm di cui al paragrafo precedente.


INTONACO STRUTTURALE REALIZZATO CON LA MALTA EMACO R955 E RETE IN ACCIAO Il vantaggio di un intonaco strutturale cementizio – polimero modificato è essenzialmente la più elevata adesione al supporto, il valore di fa, in sostanza, si massimizza al valore di rottura a trazione del blocco murario (se laterizio o pietra tufacea) con la limitazione di 2MPa (resistenza a trazione della malta Emaco R955) qualora la si impiegasse su supporti murari in pietra compatta. Le operazioni per la corretta realizzazione dell’intervento sono simili a quelle già indicate:



supporto, con MASTERFLOW 920 - Posa della rete e fissaggio sui perni di cui sopra - Non è necessaria la saturazione della superficie con acqua nebulizzata - Spruzzo di EMACO R955 a coprire con almeno 1.5cm la rete di rinforzo - Staggiatura e fratazzatura per regolarizzare l’intonaco

Lo spessore aggiunto di malta EMACO R955, omogeneizzato a muratura con il rapporto tra i moduli elastici, aumenta direttamente il contributo VRdm di cui al paragrafo precedente Note per il capitolato Nel seguito si presentano le voci di capitolato utili per la progettazione e la computazione.


FASCIATURE CON TESSUTO MBRACE Lo schema di intervento è quello di Fig. A.3.2. Dato che il supporto non è mai perfettamente planare le operazioni per la corretta posa sono:

- Spazzolatura energica dei giunti di malta esistenti - Realizzazione di fori diametro 10-12mm lunghezza >10cm per il montaggio di chiodi sfioccati - Pulitura accurata del supporto - Realizzazione di connessure strutturali con MBrace Connect fissato utilizzando CONCRESIVE

FLUIDO - Posa di uno strato di EMACO R955 M con spatola americana, forzando la malta ad entrare nei

giunti a realizzare uno strato planare di circa 1cm di spessore per la posa delle fasce orizzontali e per quelle verticali di estremità

- Applicazione della fasciatura MBrace CFRP ad alta resistenza - Immediato sfiocco dei perni di connessione MBrace Connect sopra ai tessuti e resinatura finale - Spolvero di sabbia sull’ultimo strato di resina ancora fresca - Applicazione dell’intonaco di finitura

Le modalità di calcolo sono simili a quelle già presentate per il caso precedente, si consiglia a questo riguardo l’uso del software BASF – taglio nel piano. La schermata dei risultati può essere salvata ed inserita nella relazione di calcolo perché riporta tutti i dati che servono per giustificare le verifiche. Note per il capitolato Nel seguito si presentano le voci di capitolato utili per la progettazione e la computazione. Inserire voce di capitolato: MBRACE CONNECT CONCRESIVE FLUIDO EMACO R955 MBRACE CFRP ad alta reistenza RINFORZO CON BARRE MBar POSIZIONATE IN TASCHE VERTICALI Veniamo ad un esempio pratico:



Nel primo caso si vuole verificare quanto si rinforzi il setto a taglio nel piano inserendo fasce orizzontali di 30cm di MBrace CFRP dentro e fuori prive connessure strutturali e non chiuse a cintura, vedi Fig. A.3.2. In questo modo si ottiene un incremento di momento resistente da circa 60 kN a 73 kN.


Fig. A.3.2 – Rinforzo flessione nel piano con strisce di tessuto MBrace CFRP senza connessure strutturali

Applicando gli sfiocchi di ancoraggio, tecnica consigliata da BASF, si ottiene un incremento di taglio resistente che passa da 60kN a 76 kN, vedi Fig. A.3.3.

Fig. A.3.3 – Rinforzo a flessione nel piano con strisce di tessuto MBrace CFRP + connessure strutturali

Si ponga attenzione al fatto che all’aumentare dello spessore del rinforzo diminuisce la tensione di lavoro ffd, l’incremento di resistenza che si ottiene non è assolutamente proporzionale al quantitativo di rinforzo, si veda il caso della Fig. A.3.4 dove si applicano 2 strati di MBrace CFRP ed il taglio resistente risulta esse poco più di quello ottenibile con un solo strato: 82 kN.


Fig.A.3.4–Rinforzo a flessione nel piano con doppia striscia di tessuto MBrace CFRP + connessure strutturali

Il miglioramento della performance si ottiene, invece, ponendo le fasce a cintura, la Fig. A.3.5 ci mostra cosa accade quando risvoltiamo il tessuto e lo richiudiamo su se stesso: 141 kN raddoppiata la resistenza. Lo spigolo dove viene risvoltata la fibra deve avere un raggio di curvatura >30mm.

Fig.A.3.5– Massimizzare l’intervento applicando fasce a cintura.


Fig. A.3.6 – Prospetto della parete e sezione verticale per l’esempio 1

A

A

11


RINFORZO CON BARRE MBar POSIZIONATE IN TASCHE VERTICALI

B. RINFORZO VOLTE CILINDRICHE IN MURATURA

B.1 RINFORZO A FLESSIONE DI VOLTA CILINDRICA DA SOTTO

Il rinforzo delle volte dall’intradosso è comunemente risolto con incollaggio di strisce di tessuto MBrace. Il rinforzo siffatto ha i seguenti vantaggi:

- Spessore ridotto, si nasconde tutto nello spessore dell’intonaco

- Leggerezza: non si aumentano le masse, non si modificano le forme non cambia la risposta elastica della struttura che viene rinforzata

- Si ottengono molteplici vantaggi che sono riportati nella tab. a fianco.

E’ fondamentale però conoscere le proprietà meccaniche della muratura portante e la sua geometria perché la sollecitazione reale da assorbire dipende fortemente dalle predette caratteristiche. Per supporto in situ contattate il servizio tecnico.

Nella disposizione del rinforzo vanno rispettate le seguenti regole generali: - Rimuovere bene la polvere sulla superficie che deve essere rinforzata - Rimuovere i carichi accidentali e tutti quei carichi che si vogliono in parte far assorbire dal rinforzo - Applicare il tessuto sulla struttura portante, se la muratura è intonacata con intonaco di qualità

scadente (cioè con resistenza a compressione <5MPa) è raccomandata la rimozione dello stesso, la fibra, per svolgere la sua funzione, deve aderire alla struttura portante vera e propria;

- Applicare il tessuto su una superficie a curvatura costante, evitare spigoli appuntiti o superfici non planari. In questi casi è raccomandata la preventiva applicazione di rasatura EMACO R955F o M, o ALBARIA STRUTTURA;

Iniettare tutte le lesioni presenti con resina epossidica CONCRESIVE FLUIDO, oppure con boiacca di cemento espansivo MACFLOW, oppure con boiacca di calce ALBARIA INIEZIONE

Richiesta Risultato con

MBrace CFRP?

Risultato con MBrace Vetro?

Incremento del momento resistente

in SLU

SI’

SI

Incremento della capacità

deformativa in SLU

SI’

SI

Incremento della capacità portante

M/N

SI’

Poco significativo

Controllo dello stato fessurativo di

intradosso

SI’

Poco significativo


LA Fig. seguente riporta lo schema dell’intervento.

3/4 Arco

30

3/4 Arco

30


Sezione

Pianta

H

L

MBrace CFRP w=30cm/m

MB

race

CFR

Pw

=30c

m/m

Pag. 27 BASF CC Italia Spa - Rinforzo di elementi strutturali in muratura

Le operazioni comunemente necessarie per rinforzare in modo significativo una volta cilindrica in laterizio all’intradosso sono: - rimozione dei carichi accidentali soprastanti - rimozione dell’intonaco di intradosso (almeno per la striscia dove deve essere posta la fibra) e

spazzolatura energica dei giunti di malta - pulitura accurata e ristilatura dei giunti con malta cementizia polimero modificata EMACO R955 M

oppure malta di calce ALBARIA STRUTTURA, applicato a spatola, forzandola ad entrare nei giunti, contestuale inserimento di tubicini per la iniezione delle eventuali lesioni presenti,

- iniezione a debole pressione di CONCRESIVE FLUIDO per ri-sigillare la volta; - applicazione di strisce di tessuto MBrace FRP per una estensione circa pari a ¾ dello sviluppo

della volta; - posa di un velo di sabbia sullo strato fresco esterno di resina MBrace - 2gg dopo, applicazione dell’intonaco a chiudere

B.2. RINFORZO A FLESSIONE DI VOLTA CILINDRICA DA SOPRA

Il rinforzo delle volte dall’estradosso può essere svolto in tre modi:

A) Incollaggio di strisce di tessuto nelle due direzioni

B) Ringrosso di alcuni centimetri con malta EMACO / ALBARIA.

C) Con una miscela dei metodi precedenti Nel caso del ringrosso si deve porre attenzione a non superare il 5% di incremento delle masse, altrimenti si rischia di incorrere nell’obbligo dell’adeguamento sismico di tutta la struttura. L’incollaggio del tessuto all’estradosso ha significato se si interviene su sollecitazioni di tipo sismico. Il ringrosso è necessario quando la volta ha anche un scarsa resistenza a compressione o a taglio. E’ fondamentale però conoscere le proprietà meccaniche della muratura portante e la sua geometria perché la sollecitazione reale da assorbire dipende fortemente dalle predette caratteristiche. Per supporto in situ contattate il servizio tecnico.


Richiesta Risultato con

MBrace CFRP?

Risultato con

MBrace Vetro?

Incremento del momento resistente

in SLU

SI’

SI

Incremento della capacità

deformativa in SLU

SI’

SI

Incremento della capacità portante

M/N

NO

NO

Controllo dello stato fessurativo di

intradosso

NO

NO


Un pratico esempio di posa

Nella disposizione del rinforzo vanno rispettate le seguenti regole generali: - Rimuovere bene la polvere sulla superficie che deve essere rinforzata - Rimuovere i carichi accidentali e tutti quei carichi che si vogliono in parte far assorbire dal rinforzo - Applicare il tessuto sulla struttura portante, se la muratura è intonacata con intonaco di qualità

scadente (cioè con resistenza a compressione <5MPa) o peggio non coeso alla struttura muraria, è raccomandata la rimozione dello stesso, la fibra, per svolgere la sua funzione, deve aderire alla struttura portante vera e propria;

- Applicare il tessuto su una superficie a curvatura costante, evitare spigoli appuntiti o superfici non planari. In questi casi è raccomandata la preventiva applicazione di rasatura EMACO R955F o M, o ALBARIA STRUTTURA;

- Iniettare tutte le lesioni presenti con resina epossidica CONCRESIVE FLUIDO, oppure con boiacca di cemento espansivo MACFLOW, oppure con boiacca di calce ALBARIA INIEZIONE

LA Fig. B.2.1 riporta un classico intervento su volta cilindrica con unghie di estremità dove il rinforzo FRP è applicato per ragioni principalmente di tipo statico. Quando si deve coprire un elevato sforzo nella zona terminale della fascia allora si raccomanda l’impiego del connettore strutturale MBrace Connect.


Fig. B.2.1 – Volte a botte + unghie di estremità, disposizione di massima dei rinforzi MBrace

In presenza di volte cilindriche con unghie laterali, lo schema del rinforzo di estradosso per ragioni statiche si complica dovendo necessariamente procedere al rinforzo delle direzioni diagonali.


Fig. B.2.2 – Disposizione dei rinforzi fibrosi di estradosso. Il particolare del chiodo sfioccato MBrace Connect è riportato in Fig. B.2.3. Se l’intervento è orientato al miglioramento conto le sollecitazioni sismiche allora è utile modificare la disposizione di Fig. B.2.2 estendendo tutte le fasce come mostra la Fig. B.2.4.


Fig. B.2.3 – Particolare chiodo sfioccato

Fiocco MBrace ConnectL=30+30cm

Nuovo riempimento inmuratura o clsalleggerito

Strisce di MBrace A.R.

30cm

30cm

Rasatura Emaco R955oppure Albaria Struttura


Fig. B.2.4 – Disposizione dei rinforzi fibrosi di estradosso nel caso sismico. Le operazioni per il rinforzo sono: • rimozione dei carichi accidentali; • spazzolatura energica dei giunti di malta per rimuovere tutte le zone con malta incoerente • pulitura del supporto con soffio di aria compressa • iniezione consolidante delle fessure esistenti con boiacca di calce ALBARIA INIEZIONE • ristilatura dei giunti con applicazione di uno spessore centimetrico di malta di calce M15 (ALBARIA

STRUTTURA) o malta cementizia polimero modificata EMACO R955 M forzandola ad entrare nei

13494537950 45 378 51

2361

316

6164

361

242

6164

460

272

3030

100-

120

3 fa

sce

0.15

x23m

long

it. M

Bra

ce C

FRP

36 fasce 0.3x4mMBrace CFRP int. 1-1.2m

Doppia iniezione armata conCFRP-B Ø10 L=1m circa







giunti prima puliti. Nelle zone dove viene posta la fibra lo spessore sarà variabile in modo tale da generare una striscia di curvatura costante, priva di scalini

• Esecuzione dei fori di ancoraggio alle estremità • Pulitura dei fori e rimozione polvere, inghisaggio del connettore MBrace Connect • applicazione delle fasce MBrace, risvolto del connettore sulla fascia; • esecuzione dei rinfianchi alleggeriti.

L’ancoraggio del tessuto con connettore strutturale MBrace Connect su iniezione armata Il cosiddetto connettore strutturale viene fornito in una confezione di cartone arrotolato e chiuso in una calza di filo. Ha lunghezza di 10m e consente di effettuare la “sfioccatura” in modo più semplice ed omogeneo, perché si taglia a misura sul posto il fiocco, si impregna quasi tutta la lunghezza con immersione nel contenitore della resina (si lascia non imbibita una estremità di almeno 20cm di lunghezza) e si infila l’estremità bagnata nel foro, praticato in precedenza e perfettamente pulito dalla polvere, la parte di filo non ancora bagnata viene risvoltata a stella sopra il foglio longitudinale. Posto in precedenza e si incolla ad esso con la resina del sistema di impregnazione.


Fig. B.2.5 - Il nuovo MBrace Connect


Due sono i prodotti MBrace Connect, come si riporta in Fig. B.2.6. Il numero di filamenti di carbonio presenti nei due casi sono quelli necessari per ottenere una barra pultrusa di diametro 8 e 12mm con una percentuale fibrosa del 55%.

Fig. B.2.6 – Proprietà fisico-meccaniche dell’MBrace Connect

C. RINFORZO SOLAIO

C.1. RIPARAZIONE DI TRAVETTI DI SOLAIO IN CALCESTRUZZO ARMATO DALL’INTRADOSSO Si interviene al rinforzo/ riparazione dall’intradosso perché:

- Si è ridotta l’area reagente a trazione ad esempio fenomeni di corrosione (riparazione) - Aumenta il carico esterno (rinforzo)

La tecnica comunemente usata per il rinforzo in zona tesa è l’incollaggio di MBrace FRP. Nel seguito si presenta un esempio pratico di un caso reale.

C.1.2. Situazione attuale Si tratta di recuperare l’originaria capacità resistente di un solaio 20+2cm (soletta collaborante) con interasse 30cm, larghezza travetto 5cm e 2barre di acciaio f8mm all’intradosso di ciascun travetto. I materiali costituenti l’opera sono di seguito riportati. E’ sempre importantissima la conoscenza delle proprietà dei materiali. Con una analisi non distruttiva condotta in situ si sono stabilite le seguenti proprietà meccaniche: Calcestruzzo Rck=20 MPa Resistenza allo snervamento dell’acciaio 320 MPa


Fig. C.2.1 – Solaio esistente

Con l’osservazione in situ si verifica che alcuni travetti presentano una armatura ridotta a causa di percolamenti d’acqua. Sono due le classi di degrado di cui si svolge il rinforzo:

A) Travetto con 1f8 + 1f6 B) Travetto con 1f8 + 1f7

C.1.3. Caso risolto simile La resistenza a flessione Mu=5kN*m del travetto originario viene ridotta a causa della corrosione presente sull’armatura dei travetti. Per il recupero del livello A di degrado si applica, un travetto sì ed uno no, una lamina MBrace Laminate LM 50x1.4mm. In questo modo si riporta la resistenza a oltre 6kN*m ottenendo al contempo il recupero della portanza ed un incremento di circa il 20% della capacità resistente ultima. Si ponga attenzione al fatto di effettuare il rinforzo quando il carico permanente presente sul solaio genera una sollecitazione minore di Mpp. LA verifica statica si conduce in modo molto semplice con il software MBrace / MBar. Servono 3 passaggi a completare l’analisi:

A) Inserimento dati dell’esistente, vedi Fig. C.3.1


Fig. C.3.2 – Primo passaggio B) Verifica delle condizioni esistenti al momento del rinforzo e scelta di eventuale ringrosso Fig.

C.3.3

Fig. C.3.3 – Secondo passaggio

C) Scelta del rinforzo MBrace FRP Fig. C.3.4


Fig. C.3.4 – Terzo passaggio

La Fig. C.3.5 riporta il risultato della verifica.

Fig. C.3.5 – Travetto con degrado di 1f8+1f6 rinforzato con mezza lamina MBrace Laminate LM50x1.4


LA Fig. C.3.5 riporta ogni casella di verifica soddisfatta, il progetto è compiuto è sufficiente salvare la videata finale nella relazione di calcolo. Nel secondo caso di degrado il rinforzo necessario è ancora più modesto, è sufficiente rinforzare un travetto ogni 3 con 1Mbrace LaminateLM 50x1.4, il risultato delle verifiche è riportato in Fig. C.3.6.

Fig. C.3.6 – Travetto con degrado di 1f8+1f7 rinforzato con 1/3 lamina MBrace Laminate LM50x1.4 Le lamine avranno una lunghezza almeno pari a 2/3 della luce Le operazioni per il rinforzo sono:

- Rimozione dei carichi accidentali ed eventuale quota parte dei permanenti fino ad ottenere il valore di Mpp indicato in progetto;

- Demolizione della cartella di laterizio sotto al travetto per scoprire la base dello stesso - Sabbiatura dell’intradosso travetto, mettere in vista l’inerte. Nelle zone dove il calcestruzzo è

degradato si eseguirà una scarifica localizzata, la pulitura dalla ruggine delle armature esposte ed una sostituzione del copriferro rimosso con malta EMACO R955M o EMACO TIXO FIBER

- Pulitura accurata del supporto - Stesa del Mbrace Laminate Primer - Incollaggio della lamina MBrace Laminate LM 50x1.4 - Posa di intonaco o pannellatura di protezione sopra al rinforzo.


Fig. C.3.7 – Sezione trasversale solaio rinforzato per il caso di degrado A

8

220

30

8Armatura esistente

MBrace LaminateLM 50x1.4


D. RINFORZO ARCHI

D.1.RINFORZO DELL’ ARCO DALL’ESTRADOSSO

D.1.1 Introduzione La Tab. 1 presenta le motivazioni che inducono al rinforzo ed il materiale più indicato per raggiungere lo scopo

Richiesta Tecnica più indicata Vantaggi principali Incremento del

momento resistente in SLU

Placcaggio con tessuto MBrace CFRP

Nelle zone dove esiste trazione

Nessun incremento delle dimensioni e delle masse

Incremento della capacità deformativa in

SLU

Placcaggio con tessuto MBrace Alta Resistenza + MBrace

Connect su tutto lo sviluppo dell’arco


Incremento del taglio resistente in SLU

Ringrosso con riporto di Emaco R955 + rete metallica

Grande adesione al supporto

Ringrosso con riporto di ALBARIA STRUTTURA + rete

metallica zincata


Ringrosso con riporto di EMACO senza rete metallica



D.1.2. Rinforzo dell’arco all’estradosso con tessuto MBrace Le operazioni comunemente necessarie per rinforzare in modo significativo una volta cilindrica in laterizio all’estradosso sono: - rimozione dei carichi accidentali soprastanti - rimozione dell’intonaco di estradosso (almeno per la striscia dove deve essere posta la fibra) e

spazzolatura energica dei giunti di malta - Realizzazione di fori diametro 10-12mm lunghezza >10cm per il montaggio delle connessioni

strutturali - Inghisaggio delle connessioni strutturali MBrace Connect con colaggio di CONCRESIVE FLUIDO


- pulitura accurata ristilatura dei giunti con malta cementizia polimero modificata EMACO R955 M, applicato a spatola, forzandola ad entrare nei giunti, contestuale inserimento di tubicini per la iniezione delle eventuali lesioni presenti,

- iniezione a debole pressione di CONCRESIVE FLUIDO per ri-sigillare la volta; - applicazione di strisce di tessuto MBrace CFRP, se l’intervento è fatto nei riguardi di carichi statici,

la lunghezza del rinforzo è pari all’estensione della zona tesa, - applicazione di tessuto MBrace ALTA RESISTENZA su tutto lo sviluppo dell’arco se l’intervento è

eseguito nei riguardi di carichi /spostamenti sismici ; - posa di un velo di sabbia sullo strato fresco esterno di resina MBrace - 2gg dopo, applicazione dell’intonaco di finitura Il tessuto viene disposto dove esiste trazione, archi caricati in modo simmetrico ed uniforme presentano trazione alle reni se l’arco stesso è stato incastrato nella muratura o se viene modellato in continuità con la muratura sottostante, vedi esempio di Fig. D.1.1. In quelle zone si dispone il tessuto all’estradosso nella direzione della generatrice dell’arco, per una lunghezza pari alla zona tesa.

Fig. D.1.1 – Modellazione di arco continuo con le colonne e carico uniforme verticale


Fig. D.1.2 – Al variare dell’azione assiale il beneficio della fibra MBrace è sempre significativo anche

con modeste quantità di materiale, si riporta il caso di un arco 60x30cm in muratura piena di tufo La progettazione si compie con i dettami del CNR DT 200. Comunemente si applica uno strato di MBrace CFRP di larghezza 30 o 60cm per un beneficio ben evidente, come mostra la Fig. D.1.2. LA Fig.D. 1.3 mostra la sezione trasversale rinforzata nei riguardi di carichi sismici con il dettaglio dell’ancoraggio di estremità.

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

-14.0 -12.0 -10.0 -8.0 -6.0 -4.0 -2.0 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0

Curvatura [E-06/mm]

Mom

ento

M [

kN*m

]

Arco rinforzato N=0

Arco rinforzato N=-60kN

Arco rinforzato N=-20kN


Fig. D.1.3 – Prospetto dell’arco


D.1.3. Rinforzo arco all’estradosso con cappa strutturale La tecnica più efficace per incrementare la resistenza al taglio e a compressione è la combinazione delle seguenti operazioni

- Ringrosso con malta cementizia EMACO R955 + rete metallica - Ringrosso con malta di calce ALBARIA STRUTTURA + rete metallica zincata - Ringrosso con malta cementizia fibrorinforzata EMACO SFR senza applicazione di rete

metallica Se all’interno del ringrosso viene disposta una armatura in rete metallica, si ottiene anche un sensibile incremento di resistenza a flessione, con la tecnica del ringrosso con malta Emaco SFR, infine, si ottengono tutti e tre i benefici (incremento di resistenza a taglio, a compressione e a trazione) senza bisogno di aggiungere ulteriore armatura.

Fig. D.1.4 – Rinforzo con la tecnica del ringrosso armato con rete metallica e spruzzo di EMACO R955


Le operazioni per la corretta realizzazione della cappa strutturale se si utilizza EMACO R955 o ALBARIA STRUTTURA sono:



supporto, con MASTERFLOW 920 - Posa della rete metallica (se utilizzo EMACO R955) o di rete metallica zincata (se utilizzo

ALBARIA STRUTTURA) e fissaggio sui perni di cui sopra - Non è necessaria la saturazione della superficie con acqua nebulizzata se si utilizza EMACO

R955 - Spruzzo di EMACO R955 oppure di ALBARIA STRUTTURA a coprire con almeno 1,5 cm la rete

di rinforzo - Staggiatura e fratazzatura per regolarizzare l’intonaco

Le operazioni per la corretta realizzazione della cappa strutturale se si utilizza EMACO SFR sono:

- Spazzolatura energica dei giunti di malta esistenti - Pulitura accurata del supporto - saturazione della superficie con acqua nebulizzata - applicazione per colaggio di EMACO SFR Staggiatura e fratazzatura per regolarizzare l’intonaco

D.2. RINFORZO DELL’ARCO DALL’INTRADOSSO

D.2.1 Introduzione La Tab. 1 presenta le motivazioni che inducono al rinforzo ed il materiale più indicato per raggiungere lo scopo

Richiesta Tecnica più indicata Vantaggi principali Incremento del

momento resistente in SLU

Placcaggio con tessuto MBrace CFRP

Nelle zone dove esiste trazione

Inserimento di barre Mbar in tasca

Tecniche miste MBar / MBrace


Il rinforzo è nascosto alla vista

Ottimizzazione del rinforzo

Incremento del taglio resistente in SLU

Iniezione da sotto Grande adesione al supporto

Incremento della capacità deformativa in

SLU

Placcaggio con tessuto MBrace Alta Resistenza + MBrace

Connect su tutto lo sviluppo dell’arco



E’ fondamentale però conoscere le proprietà meccaniche della muratura portante e la sua geometria perché la sollecitazione reale da assorbire dipende fortemente dalle predette caratteristiche. Per supporto in situ contattate il servizio tecnico. Nella disposizione del rinforzo vanno rispettate le seguenti regole generali: - Rimuovere bene la polvere sulla superficie che deve essere rinforzata - Rimuovere i carichi accidentali e tutti quei carichi che si vogliono in parte far assorbire dal rinforzo - Applicare il tessuto sulla struttura portante, se la muratura è intonacata con intonaco di qualità

scadente (cioè con resistenza a compressione <5MPa) è raccomandata la rimozione dello stesso, la fibra, per svolgere la sua funzione, deve aderire alla struttura portante vera e propria

- Applicare il tessuto su una superficie a curvatura costante, evitare spigoli appuntiti o superfici non planari. In questi casi è raccomandata la preventiva applicazione di rasatura Emaco R955 M o Albaria Struttura

- Iniettare tutte le lesioni presenti con resina epossidica Concresive Fluido, oppure con boiacca di cemento espansivo MACFLOW con boiacca di calce Albaria Iniezione

D.2.2 Rinforzo statico con tessuto incollato all’intradosso MBrace CFRP E’ fondamentale definire un modello coerente con la realtà ed individuare le zone che generano trazione. Un arco con carico uniforme e semplicemente appoggiato al contorno, ad esempio, genera una trazione di intradosso che è massima nella zona di chiave, vedi Fig. D.2.1

Fig. D.2.1 – Azione flessionale M, tagliante T e normale N sui

conci dell’arco in SLU


Dal modello numerico si giunge alla definizione degli sforzi massimi e minimi agenti per pressoflessione sull’arco. Con le ipotesi di perfetta aderenza e conservazione delle sezioni piane, conoscendo la tensione ultima di lavoro del tessuto MBrace ffmax (che dipende fortemente dalle proprietà dei materiali in situ), si giunge all’area di fibra necessaria.

Si consiglia di applicare un solo strato di tessuto in quanto il valore di ffmax è inversamente proporzionale alla radice quadrata dello spessore del rinforzo, quanti più strati si applicano tanto meno efficiente sarà l’applicazione eseguita. L’arco in chiave ha uno sforzo flessionale ed un modesto carico assiale. La Fig. D.2.2 mostra il diagramma momento resistente – curvatura della sezione di arco di chiave di dimensioni 50x50cm. Con un modesto valore di N la resistenza a flessione dell’arco non rinforzato è

f

fkf

fd

mf t

EkfM

Γ

⋅=

2max γγ


molto modesta, applicando uno strato di tessuto unidirezionale di fibra di carbonio MBrace CFRP, per una larghezza di 30cm all’intradosso dell’arco, si ottiene un sensibile incremento di resistenza a presso flessione molto evidente. Il rinforzo si estende per tutta la zona tesa, comunemente si tratta di coprire i ¾ dello sviluppo dell’arco.

Fig. D.2.2 – Diagramma M-x delle sezioni di chiave arco 50x50cm con e senza rinforzo MBrace CFRP

Le fasi lavorative possono essere sommariamente elencate: • rimozione dei carichi accidentali e dei permanenti facilmente rimovibili; • eventuale scarnitura dei giunti di malta degradata; • accurata pulitura dalle polveri di lavorazione tramite aria compressa; • ristilatura dei giunti con malta a base calce Albaria Struttura o malta cementizia Emaco R955, da

scegliere in base alle indicazione della sovrintendenza; • rasatura delle superfici dove si applicherà il tessuto, se millimetrica è meglio il Concresive pasta, se

centimetrica si deve scegliere o la malta a calce Albaria Struttura o la malta cementizia Emaco R955, in base alle indicazione della sovrintendenza;

• a maturazione della malta avvenuta, (o su fresco nel caso della rasatura di resina) posa del rinforzo MBrace CFRP;

• Intonaco di protezione. In quest’ultimo caso si deve applicare a mano una spruzzata di sabbia sull’ultima mano di adesivo, in modo da permettere l’aggrappaggio dell’intonaco;

• dopo 48 ore dalla fine delle lavorazioni riapertura ai carichi.

0

5

10

15

20

25

0 5 10 15

Curvatura [E-06/mm]

Mom

ento

M [

kN*m

]

Arco attuale Sez. Chiave

Arco rinforzato 1 strato HS


Fig.D.2.3 – Rinforzo all’intradosso degli archi tra le unghie di volte a crociera con tessuto MBrace

D.2.3 Rinforzo sismico con tessuto incollato all’intradosso MBrace Alta Resistenza L’azione ciclica di tipo sismico produce forti scuotimenti e genera stati di trazione praticamente ovunque sull’arco. In linea di principio, quindi, bisognerebbe rinforzare sia l’estradosso che l’intradosso. Non sempre questa operazione è possibile, talvolta l’intradosso è affrescato e nulla può essere riportato su quella superficie, talvolta è l’estradosso che non può essere raggiunto. In queste situazioni, quindi, si preferisce rinforzare solo una delle facce “accontentandosi” di aumentare la resistenza al collasso (perché è impedita la formazione del cinematismo) e di aumentare la capacità deformativa.

Proprio per i fini summenzionati è importantissimo rispettare le seguenti regole generali:

- Preferire applicazioni con un solo strato di 300gr/mq - Applicare il rinforzo su tutto lo sviluppo della volta - Inserire connettori MBrace Connect per aiutare l’adesione fibra-supporto - Impiegare filato ad alta resistenza - Stendere il rinforzo su curvatura costante, evitando spigoli o zone di deviazione del filato.


Le fasi lavorative possono essere sommariamente elencate: • rimozione dei carichi accidentali e dei permanenti facilmente rimovibili; • eventuale scarnitura dei giunti di malta degradata; • accurata pulitura dalle polveri di lavorazione tramite aria compressa; • ristilatura dei giunti con malta a base calce Albaria Struttura o malta cementizia Emaco R955, da

scegliere in base alle indicazione della sovrintendenza; • rasatura delle superfici dove si applicherà il tessuto, se millimetrica è meglio il Concresive pasta, se

centimetrica si deve scegliere o la malta a calce Albaria Struttura o la malta cementizia Emaco R955, in base alle indicazione della sovrintendenza;

• a maturazione della malta avvenuta (o su fresco nel caso della rasatura di resina), posa del rinforzo MBrace Alta Resistenza a coprire tutto lo sviluppo dell’arco;

• Intonaco di protezione. In quest’ultimo caso si deve applicare a mano una spruzzata di sabbia sull’ultima mano di adesivo, in modo da permettere l’aggrappaggio dell’intonaco;

• dopo 48 ore dalla fine delle lavorazioni riapertura ai carichi.


D.2.4. Rinforzo con MBar in tasca all’intradosso Sebbene sia meno efficace della tecnica precedente, il vantaggio di poter nascondere alla vista l’elemento resistente a trazione, rende questo metodo preferibile quando si interviene su strutture storiche e di pregio. All’intradosso degli archi nelle zone prossime alla chiave, si possono formare stati di trazione a causa dell’elevato peso soprastante, vedi schema di Fig.D.2.4. Questo tipo di rinforzo richiede le seguenti operazioni:

- realizzazione di una o più incisioni di 3x3cm all’interno della muratura dell’arco per tutto il suo sviluppo.

- Pulitura di questo incavo - Eventuale iniezione delle lesioni presenti con boiacca di calce Albaria Iniezione o resina

epossidica Concresive fluido - Riempimento della tasca con MBar Putty o Emaco R955 e contestuale inserimento di una barra

MBar Galileo8 HTG per ciascuna tasca, vedi la Fig. D.2.5 e Fig. D.2.6 - Rasatura con tonachino Albaria lla finitura preesistente

Il grande vantaggio è il ridotto impatto con la struttura, al termine delle operazioni le tasche non si leggono più, nascoste dall’intonaco oppure restano come elemento di decoro.

Fig. D.2.4 – Arco di 4m di luce, con peso della muratura soprastante da 3 a 4.5m di altezza, azione

assiale e flessionale presente.


Fig. D.2.5 – Fotografia dell’intradosso di un arco con tasche già rasate e rinforzate con MBar Galileo

Fig. D.2.6 – Arco in pietra con tre incisioni già completate

Il calcolo si svolge sempre con i dettami del CNR DT 200, la sezione di muratura + MBar è considerata in perfetta aderenza e conservazione delle sezioni piane, la tensione di delaminazione che si deve


considerare nei calcoli è molto variabile in funzione del tipo di supporto, si va da circa 200 a circa 700

MPa secondo il risultato della formula: In Fig. D.2.7 è riportato il diagramma momento-curvatura per la sezione dell’arco 100x30cm del caso di Fig. D.2.4 rinforzata con l’inserimento di 2 MBar Galileo applicate all’intradosso.

Fig. D.2.7 – Diagramma M-x di un arco di 100x30cm armato con 2 barre MBar Galileo in tasca

Se l’intervento è finalizzato ad aumentare la resistenza statica, la barra si estende per i ¾ dello sviluppo dell’arco, se l’intervento è finalizzato ad aumentare la resistenza sismica, la barra si estende su tutto lo sviluppo dell’arco.

D.3. Tecniche miste MBar + MBrace In funzione della reale disponibilità di spazi e delle esigenze statiche / sismiche che si devono risolvere, possono essere impiegate insieme tecniche differenti. Nell’esempio che segue si considera il caso reale di un arco di una chiesa con sezione 60x70cm e una luce netta di circa 8.5m. Oltre al peso proprio l’arco è caricato da una parete in muratura di spessore 30cm che arriva fino alla copertura. Dall’analisi statica, vedi Fig.D.2.8, si osserva che la sezione risulta parzializzata con trazione:

- all’intradosso nella sezione di chiave: - all’estradosso per le sezioni alle reni.

f

fkf

fd

mf t

EkfM

Γ

⋅=

2max γγ

0

5

10

15

20

25

0.0 5.0 10.0 15.0 20.0Curvatura [E-06/mm]

Mom

ento

M [

kN*m

]

Mesterno al servizio

Mesterno ultimo

sezione arco


Si interviene con barre in fibra di carbonio MBar Galileo 8 all’intradosso e placcaggio di tessuto MBrace CFRP all’estradosso.

Fig. D.2.8 – Diagramma dell’azione flessionale e assiale per l’arco principale

In Fig.D.2.8 è mostrato il diagramma momento resistente-curvatura per le sezioni di chiave e alle reni. Le curve del diagramma rappresentano:

- la prestazione della sezione in chiave originale; - la prestazione della sezione alle reni originale; - la prestazione della sezione in chiave rinforzata con 3 MBar Galileo 8 applicate all’intradosso in

tasca 2x3cm e sigillata con pasta epossidica MBar Putty; - la prestazione della sezione alle reni rinforzata con 1+1 strati w=15cm di MBrace CFRP

applicati all’estradosso dove la sezione si restringe Inoltre, per limitare l’apertura della lesione verticale esistente, si veda Fig. D.2.9, si applicano anche 1+1 MBar Galileo 8 a metà altezza, come mostrato in Fig. D.2.10. Non è necessario applicare il rinforzo per tutto lo sviluppo dell’arco, ma per una lunghezza di L/3 più 50cm ad ogni estremità per l’ancoraggio. In Fig. D.2.11 è mostrato il prospetto rinforzato.


Fig. D.2.9 – Lesione sulla parete laterale dell’arco principale

Fig. D.2.10 – Diagramma momento resistente-curvatura per la sezione di chiave e la sezione alle reni

-50-45-40-35-30-25-20-15-10

-505

1015202530354045

-15 -14 -13 -12 -11 -10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

Curvatura [E-06/mm]

Mom

ento

M [

kN*m

]

Mesterno ultimo in chiaveMesterno al servizio in chiavesez. chiave - originalesez. chiave - rinforzatasez. reni - originaleMesterno al servizio alle reniMesterno ultimo alle renisez. reni - rinforzata


Fig. D.2.11 – Prospetto dell’arco principale rinforzato

E. RINFORZO COLONNE E.1. Rinforzo a compressione di colonne in muratura Il rinforzo a compressione delle colonne in murature può essere rivolto a considerazioni di tipo statico, ad esempio aumentano i carichi verticali da sostenere in condizioni di servizio, o aumentano i carichi verticali da sostenere in combinazione SLU oppure per ragioni sismiche di collasso. Nel primo caso è importantissimo mantenere integra la struttura, nel secondo caso la presenza di qualche lesione non è problematica, nel terzo caso è fondamentale garantire la portanza senza riguardo ai fenomeni associati di fessurazione o perdita di omogeneità del materiale costituente. Le tecniche di rinforzo sono diverse, alcune più adatte per certi specifici obiettivi. La Tabella seguente inquadra l’efficienza del metodo di rinforzo con gli obiettivi prefissati.


Obiettivo / Efficienza

Confinamento con

MBrace Vetro

Confinamento con

MBrace CFRP

Confinamento con

MBrace Alta Resistenza

Ringrosso con malta

ALBARIA + perni di

connessione

Ringrosso con malta EMACO + perni di

connessione Incremento di

resistenza al carico di servizio

Modesto

Sensibile

Significativo

Significativo

Elevato

Incremento di resistenza al carico

di SLU statico

Significativo

Buono

Ottimo

Ottimo

Ottimo

Incremento del comportamento

sismico al collasso

Buono

Buono

Ottimo

Modesto

Significativo

Incremento del comportamento

sismico SLD

Modesto

Buono

Buono

Significativo

Significativo

Pregi

Limitato spessore, nessun

incremento massa

Limitato spessore,

nessun incremento

massa

Limitato spessore,

nessun incremento

massa

Recupero di resistenza al

servizio

Recupero di resistenza al

servizio

Difetti Cambiano le masse e le rigidezze

Cambiano le masse e le rigidezze


E.2 Rinforzo con fasciatura di confinamento passiva MBrace FRP In questa casistica di rinforzi si attua, con la fasciatura orizzontale, una sorta di confinamento passivo che si oppone alla dilatazione trasversale che la colonna subisce per effetto dei carichi verticali che non sono presenti al momento dell’esecuzione del rinforzo stesso. Nella disposizione del rinforzo vanno rispettate le seguenti regole generali: - Rimuovere bene la polvere sulla superficie che deve essere rinforzata - Rimuovere i carichi accidentali e tutti quei carichi che si vogliono in parte far assorbire dal rinforzo - Applicare il tessuto sulla struttura portante, se la muratura è intonacata con intonaco di qualità

scadente (cioè con resistenza a compressione <5MPa) e/o non coeso al supporto è raccomandata la rimozione dello stesso, la fibra, per svolgere appieno la sua funzione, deve aderire alla struttura portante vera e propria;


- Avvolgere l’elemento con tessuti unidirezionali, in questo modo tutto il rinforzo fibroso è posto nella direzione giusta, la fascia deve avere una sovrapposizione minima, per i tessuti MBrace essa è pari a 25cm

- Applicare il tessuto su una superficie a curvatura costante, evitare spigoli appuntiti o superfici non planari. In questi casi è raccomandata la preventiva applicazione di rasatura Emaco R955F o M, o ALBARIA STRUTTURA;

- Iniettare tutte le lesioni presenti con resina epossidica CONCRESIVE FLUIDO, oppure con boiacca di cemento espansivo MACFFLOW, oppure con boiacca di calce ALBARIA INIEZIONE

- Se il pilastro ha una sezione resistente rettangolare si devono smussare gli spigoli con raggio di curvatura almeno pari a 4cm. Per pilastri rettangolari con rapporto tra i lati >1.5 è raccomandata la trasformazione ellittica del pilastro, vedi schema di Fig. E.2.1, altrimenti l’efficacia del rinforzo scema quasi a zero.

Fig. E.2.1 – Schema tipico di rinforzo per colonne circolari o rettangolari

Il dimensionamento del numero degli strati di fasciatura da applicare è fornito direttamente dal software Confinamento colonne in muratura con MBrace. L’utente deve semplicemente introdurre le caratteristiche geometriche della colonna e la resistenza di progetto a compressione della muratura esistente, scelto il tipo di rinforzo che si desidera si verifica se la reazione interna supera di limite ultimo Nrmcd risulta maggiore della sollecitazione, vedi esempio di colonna circolare di Fig.E.2.2 ed esempio di colonna rettangolare in Fig. E.2.3. Ricordiamo che il valore Nrmcd si raggiunge con una deformazione di compressione molto elevata, così elevata che comporta la perdita dell’omogeneità, la colonna, in altri termini, non crollerà ma dopo l’evento sismico non sarà più idonea a sostenere carichi di lunga durata. Si raccomanda quindi di impiegare il valore di N solo per verifiche sismiche di collasso e di limitare adeguatamente tale valore se si svolge n intervento di sostegno ai carichi statici di servizio e/o di stato limite ultimo.

B

H3-4cm

Rip

orto

Em

aco

R95

5 da

0 a

4cm

Fasc

iatu

ra M

Bra

ce

Sto

ndat

ura

spig

oli

R=

4cm


Fig. E.2.2 – Verifiche a compressione semplice di colonna circolare

Fig. E.2.3 – Verifiche a compressione semplice di colonna rettangolare

Le operazioni comunemente necessarie per rinforzare in modo significativo una colonna muraria sono: - rimozione dei carichi accidentali soprastanti - rimozione dell’intonaco esistente (se esso è poco coeso al supporto e/o se possiede Rck<10MPa) - stondatura degli spigoli ad un raggio R>3cm


- curata ristilatura dei giunti con malta cementizia polimero modificata EMACO R955 M oppure malta di calce ALBARIA STRUTTURA, applicata a spatola, forzandola ad entrare nei giunti, contestuale inserimento di tubicini per la iniezione delle eventuali lesioni presenti,

- iniezione a debole pressione delle eventuali lesioni con CONCRESIVE FLUIDO o con ALBARIA INIEZIONE

- applicazione di fasciatura di confinamento orizzontale strisce di tessuto MBrace FRP per una estensione circa pari a ¾ dello sviluppo della volta;

- posa di un velo di sabbia sullo strato fresco esterno di resina MBrace - 2gg dopo, applicazione dell’intonaco a chiudere La Fig. E.2.4 riporta il prospetto di un setto murario che viene confinato tra due porte. Il telaio delle porte viene temporaneamente smontato, si arrotondano gli spigoli e si rasa il supporto con uno strato di rasatura EMACO R955 M. Se si vuole compiere anche un incremento a flessione nel e fuori dal piano si predispongono prima delle strisce verticali di MBrace CFRP, poi si applicano le fasciature orizzontali. Sempre per considerazioni di efficienza della fasciatura orizzontale e del placcaggio verticale è consigliabile aggiungere connettori strutturali MBrace Connect.


Fig. E.2.4 – Prospetto di un tipico intervento di rinforzo a compressione per confinamento e a flessione nel e fuori dal piano di un setto murario.

200

30

Risvoltare sopra alcordolo per 10cm

Risvoltare dentro acinturarecompletamente Chiodo sfioccato

MBrace Connect

Cordolo di fondazione

Quota terreno


E.3 Ringrosso con malta EMACO o malta di calce ALBARIA Il ringrosso del pilastro con una malta di alte prestazioni è un metodo classico che si opera comunemente. Il ringrosso diviene attivo se resta aderente al pilastro esistente. Per garantire l’aderenza è indispensabile operare:

- La ristilatura profonda dei giunti - La spinottatura

Agendo in questo modo si considera una sezione reagente che aumenta considerevolmente a causa della omogeneizzazione dei moduli elastici: ttot=tmuro+tmalta Emalta / Emuro. Ovviamente tale omogeneizzazione è valida se la resistenza a compressione della malta è maggiore della resistenza a compressione della muratura. La resistenza a compressione della muratura, secondo Testo Unico 2008, può variare da pochi MPa fino a 15-20 MPa. Importante, quindi, la scelta di materiale resistente, altrimenti la sua funzione di aiuto al materiale esistente diventa vana.

Nella realizzazione del rinforzo vanno rispettate le seguenti regole generali: - Operare una profonda scarifica del giunto di malta esistente con spazzola metallica o sabbiatura - Rimuovere bene la polvere sulla superficie che deve essere ringrossata - Rimuovere i carichi accidentali e tutti quei carichi che si vogliono in parte far assorbire dal

ringrosso - Fissare perni di acciaio o in fibra FRP con resina epossidica MASTERFLOW 920 - Saturare il supporto con acqua - Impiegare malte ad elevata adesione e resistenza a compressione maggiore di quella del blocco

presente nella muratura: EMACO R955, ALBARIA STRUTTURA - Iniettare tutte le lesioni presenti con resina epossidica CONCRESIVE FLUIDO, oppure con

boiacca di cemento espansivo MACFLOW, oppure con boiacca di calce ALBARIA INIEZIONE


Fig. E.3.1 – Schema tipico di ringrosso per colonne circolari o rettangolari

Le operazioni comunemente necessarie per rinforzare in modo significativo una colonna muraria sono: - rimozione dei carichi accidentali soprastanti - rimozione dell’intonaco esistente e sabbiatura e scarifica del giunto esistente in modo tale da

ottenere incavi di almeno 2-3cm di profondità tra i blocchi; - inghisaggio di perni ad L di acciaio o MBar Vetro L, il numero dipende dalle caratteristiche della

muratura esistente con resina MASTERFLOW 920 - Pulizia del supporto con acqua - Applicazione della malta cementizia polimero modificata EMACO R955 M, oppure malta di calce

ALBARIA STRUTTURA. L’applicazione verrà eseguita a per spruzzo a rinzaffo, in quest’ultima caso bisogna forzare la malta ad entrare nei giunti.

- Contestuale inserimento di tubicini per la iniezione delle eventuali lesioni presenti, - iniezione a debole pressione delle eventuali lesioni con CONCRESIVE FLUIDO o con ALBARIA

INIEZIONE; - 7gg dopo, riapertura ai carichi. La Fig. E.3.1 riporta la pianta di un tipico ringrosso di colonna 50x40cm in muratura avente fmd=1.2MPa ringrossata con 3cm di EMACO R955. Il carico assiale, ammettendo assenza di fenomeni di eccentricità ed instabilità, sostenibile in SLU vale fmdx400x500= 240KN Una muratura di questo genere ha un modulo elastico modesto: circa 3000 MPa a fronte di un modulo elastico della malta di 20GPa. 3cm di ringrosso equivalgono a: 400+2x30x20000/3000=800mm si è raddoppiata l’area semplicemente con 3cm di intonaco strutturale. Questa relazione è valida se si adottano:

- Perni di connessione ad L - Malta Emaco di resistenza a compressione > fmk (resistenza caratteristica a compressione della

muratura)

46

56

n.4 perni Ø6/mq

sp.3cm Emaco R955 M

Ris

tilat

ura

giun

ti


F. RINFORZO PER CINTURAZIONE DI PIANO

F.1 CINTURAZIONE DI PIANO CON MBRACE FRP La cinturazione di piano è una tecnica molto efficace per migliorare il comportamento di insieme dei setti murari perimetrali. Si tratta di applicare una fasciatura orizzontale richiusa su se stessa proprio come una cintura intorno al corpo. La cinturazione si esegue con tessuto MBrace FRP, tessuto unidirezionale che viene formato in cantiere mediante impregnazione con la specifica resina del sistema MBrace.

F.1.1. Regole generali di intervento Le regole generali sono:

- Smussatura degli spigoli con raggio minimo di 4cm

- Realizzazione di fori inclinati verso il basso per i connettori di ancoraggio da porre in corrispondenza di incrocio di setti ortogonali sulla parete perimetrale

- Spazzolatura energica dei giunti che sono interessati dalla posa della cinturazione

- Rimozione accurata della polvere, inserimento di MBrace Connect nei fori prima realizzati e riempimento del foro con colaggio di CONCRESIVE FLUIDO

- Rasatura del supporto se esso è irregolare, la rasatura ha lo spessore minimo necessario per realizzare la pareggiatura del supporto, si esegue con materiale ad elevato potere adesivo: CONCRESIVE PASTA, oppure EMACO R955;

- Se si impiega il CONCRESIVE PASTA non si attende la stagionatura del prodotto ma si procede subito alla stesa del rinforzo fibroso, per gli altri materiali si devono attendere alcuni giorni di stagionatura

- Stesa del rinforzo MBrace FRP con sovrapposizione finale di almeno 25cm

- Sfioccatura di MBrace Connect e resinatura con MBrace ADESIVO

- Stesa di sabbia di quarzo sull’ultimo strato di resina ancora fresca, se la cintura deve essere coperta dall’intonaco.

- Applicazione dell’intonaco di copertura

Fig-.F.1.1 – Posa della cinturazione sullo

spigolo


La Fig.F.1.2 presenta il caso classico della cinturazione di piano di un campanile.


Fig.F 1.3 – Cinturazione di piano con copertura di intonaco


G INGHISAGGI G.1. INGHISAGGIO DI ARMATURA IN PARAMENTI MURARI Si ricorre all’inghisaggio di armatura in elementi murari per una serie di ragioni quali ad esempio: necessità di ricollegare setti murari spaccati, lesioni da bloccare, aggancio di nuovi elementi strutturali alla muratura esistente ecc. L’inghisaggio deve garantire la massima aderenza possibile al supporto. Esiste però una grandissima variabilità delle proprietà meccaniche delle diverse murature e la prestazione varia anche in funzione della posizione dove viene realizzato il foro. Se il foro è posto nel giunto di malta o se è posto nel blocco murario la prestazione è notevolmente differente. BASF mette a disposizione una serie di prodotti specifici per l’inghisaggio. Si riassumono nel seguito in ordine decrescente di perfomance meccaniche:

- MASTERFLOW 935 – Ancoraggio chimico a base di resina epossidica - MASTERFLOW 920 SF – Ancoraggio chimico in cartuccia a base di resina metacrilato - MASTERFLOW 920 – Ancoraggio chimico in cartuccia a base di resina vinilestere - EMACO S55 – Malta fine cementizia espansiva - MACFLOW – Boiacca cementizia espansiva - MASTERFLOW 915 SF – Ancoraggio chimico in cartuccia a base di resina poliestere - ALBARIA INIEZIONE – Boiacca di calce ad alta resistenza tipo M15

Proprietà Masterflow

935 Masterflow

920SF Masterflow

920 Boiacca

Mac Flow Emaco

S55 Masterflow

915 SF Albaria

Iniezione Rapido indurimento

48h 48h 48h 4gg 4gg 72h 28gg

Sensibilità alla temperatura

< 90°C < 75°C < 75°C < 250°C < 300°C < 60°C <250°C

Diametro del foro

barra+2mm barra+2mm barra+2mm barra+5mm barra+1cm barra+2mm barra+5mm

Adesione al supporto

Elevata Elevata Elevata Elevata se ruvido

Elevata se ruvido

Buona Discreta



G.1.1. Inghisaggio per trazione Per svolgere un calcolo appropriato serve definire la tensione tangenziale di aderenza massima tra adesivo e materiale della muratura τad-m e la tensione tangenziale di aderenza massima tra adesivo ed acciaio τad-s, vedi Fig G.1.1 Il primo parametro dipende fortemente dal materiale di supporto, e dal tipo di materiale utilizzato per l’inghisaggio, con resina MASTERFLOW 935 è quasi assicurato lo sfilamento per superamento della tensione tangenziale di aderenza del supporto. Nella muratura ciò si produce per formazione di una sorta di cono parabolico, vedi Fig. G.1.2, che viene approssimato, per comodità, a una distribuzione triangolare di tensioni tangenziali t che si sviluppano direttamente sull’interfaccia con angolo a = 0, in questo modo i risultati ottenuti comprendono un congruo coefficiente di sicurezza. Ovviamente ciò è vero se si verificano tre condizioni: A) L’ancorante è isolato, il suo cono ipotetico con 2 a = 60° non è intersecato da quello di altri ancoranti

limitrofi B) L’ancorante è sufficientemente lontano dai bordi, il suo cono ipotetico con 2 a=60° non si interseca

con lo spazio vuoto C) Il materiale di supporto è sano, e non vi sono fenomeni di fatica

Fig.G.1.1 – Schema di riferimento per il calcolo dell’inghisaggio


Fig.G.1.2 – Tipico cono di sfilamento del Masterflow935 dalla muratura

Nella Tabella seguente si forniscono alcuni dati, basati su esperienze sperimentali con barre di piccolo diametro (6-8mm, con 48ore di stagionatura a 10-15°C) inghisate con MASTERFLOW 935 che sono consigliati per il valore di τad-m

Tipo di supporto Masterflow 935 τmax, ad-m MPa Tufo di modesta qualità 0.8 - 1.3 Tufo compatto 1.0 - 2.0 Pietra calcarea poco compatta 2.0 - 2.5 Mattone pieno cotto a mano 3.0 -4.0 Mattone pieno fbk>20MPa 4.0 – 5.0 Pietra di fiume compatta 4.5 - 5.5 Malta di giunto M5 1.0 - 1.5 Malta di giunto M15 1.8 - 2.2


Il secondo parametro è ottenuto con prove di laboratorio con supporto di elevata resistenza. Questi dati sono riportati nelle schede tecniche dei summenzionati prodotti. La formula per conoscere la forza che un generico ancorante è in grado di sopportare in condizioni di Stato Limite Ultimo Fd è data dalla

relazione: )2

,2

min( max,max,anc

sadbmianc

madfd LLF −− ΦΦ=

τπφτπφ

Dove: • φf è il diametro del foro • φb è il diametro della barra di ancoraggio • Lanc è la lunghezza di ancoraggio • Φi è un fattore riduttivo <1 che dipende dall’interferenza che si generano i coni di estrazione con

a=30° (anche con riferimento ai bordi esterni) • Φm è un fattore riduttivo <1 che dipende dalla presenza di lesioni o degradi nel materiale di

supporto rispetto al materiale teorico solido e privo di difetti Il dimensionamento del numero e della profondità di ancoraggio è molto semplice se si dispongono gli ancoranti sufficientemente distanti tra loro:

A) Noto il valore della forza di trazione totale in SLU da assorbire: F B) Fissato il numero massimo di perni installabili Np

C) Si calcola la lunghezza del singolo ancoraggio: madfp

anc NF

L−

=max,

2τπφ

Le operazioni comunemente necessarie per l’inghisaggio sono: - Esecuzione del foro nella muratura - Soffiatura per eliminare la polvere - Riempimento del foro con l’adesivo MASTERFLOW - Inserimento dello spezzone da inghisare con un leggero movimento di torsione - Rimuovere l’eccesso di resina

G.1.2. Inghisaggio per taglio Nel caso di azioni taglianti, la muratura si oppone per compressione e spacco, si veda lo schema di Fig. G.1.3. Per svolgere un calcolo appropriato serve definire la tensione di compressione di progetto della muratura come da Testo Unico 2008: fmd = fmk/γm Potrebbe anche manifestarsi il caso in cui il perno rompa per schiacciamento il materiale di inghisaggio, ma questa eventualità è solo possibile se si impiegano prodotti di bassa resistenza. Nella muratura antistante il perno si produce una sorta di cono parabolico di distribuzione delle pressioni, che viene approssimato, per comodità, a una distribuzione triangolare di tensioni normali σ che si distribuiscono a cono con angolo di 90° La sezione più sollecitata è quella di contatto adesivo muratura che ha larghezza Lc (un quarto di circonferenza) e profondità Lanc. Ovviamente ciò è vero se si verificano tre condizioni: A) L’ancorante è isolato, il suo cono ipotetico con angolo di 90° non è intersecato da quello di altri

ancoranti limitrofi B) L’ancorante è sufficientemente lontano dai bordi


C) Il materiale di supporto è sano, e non vi sono fenomeni di fatica

Fig.G.1.3 – Schema di riferimento per il calcolo dell’inghisaggio


La verifica da soddisfare per ancoranti soggetti a taglio in Stato Limite Ultimo Td è data dalla relazione:

miancmdf

t Lf

F ΦΦ=8

πφ

Dove: • φf è il diametro del foro • Lanc è la lunghezza di ancoraggio • Φi è un fattore riduttivo <1 che dipende dall’interferenza che si generano i coni di estrazione con

a=30° (anche con riferimento ai bordi esterni) • Φm è un fattore riduttivo <1 che dipende dalla presenza di lesioni o degradi nel materiale di

supporto rispetto al materiale teorico solido e privo di difetti Le operazioni comunemente necessarie per l’inghisaggio sono:

- Esecuzione del foro nella muratura - Soffiatura per eliminare la polvere - Riempimento del foro con l’adesivo MASTERFLOW - Inserimento dello spezzone da inghisare con un leggero movimento di torsione - Rimuovere l’eccesso di resina


H. INIEZIONE ARMATA NELLE MURATURE

Si ricorre all’iniezione ogni qualvolta sia necessario ricucire una continuità strutturale e/o quando sia necessario aumentare la “compattezza” del materiale esistente. BASF mette a disposizione una serie di prodotti specifici per l’iniezione:

- CONCRESIVE FLUIDO – Resina epossidica fluida per iniezioni a gravità e in pressione di elevata resistenza e di piccola ampiezza

- EMACO M1 – Malta cementizia espansiva, adatta per lesioni di ampiezza centimetrica - MACFLOW – Boiacca cementizia espansiva, adatta per lesioni tra 0.5 e 1cm di ampiezza - ALBARIA INIEZIONE – Boiacca di calce ad alta resistenza tipo M15

Proprietà CONCRESIVE

FLUIDO EMACO

M1 MACFLOW ALBARIA

INIEZIONE Rapido indurimento

24h 3gg 4gg 28gg

Sensibilità alla temperatura

< 90°C < 300°C < 250°C <250°C

Ampiezza lesione

0.2 – 5mm >1cm 0.5-1cm 0.5-1cm

Adesione al supporto

Elevata Elevata Elevata Discreta

H.1. Iniezione per consolidamento di stati fessurativi Il riempimento di lesioni è un’operazione molto semplice se condotta con materiali di elevata fluidità, le operazioni sono:

• Pulitura accurata dei giunti e delle lesioni presenti

• Soffiatura con aria compressa • Stuccatura della lesione con Emaco R955

e contestuale inserimento di tubicini (con eventuale valvola se è necessaria la pressione)

• Iniezione partendo dal tubo più in basso, si passa al tubo superiore quando il liquido inizia a fuoriuscire dai tubi superiori.

Fig.H.1.1 – Schema della iniezione

Rinforzo di elementi strutturali in muratura Pag. 76

Il numero e la posizione dei tubicini per la iniezione è legato al tipo di supporto e alla / alle lesioni da ricucire. Non è possibile fornire un criterio comune, si costruisce, comunemente, una griglia a quinconce di fori con distanze variabili da 50 a 100cm e si inizia a iniettare. Se il liquido iniettato non riesce a raggiungere i tubi limitrofi si rende necessario un infittimento della griglia, al contrario si può aumentare la distanza tra i fori. Attraverso un controllo sperimentale tomografico o ultrasonico prima e dopo l’iniezione è possibile giudicare il miglioramento introdotto con la iniezione.

Fig. H.1.2 – Tipica configurazione della iniezione di pareti murarie

H.2 Iniezione armata Le lesioni si producono nella muratura a causa di una forza di trazione che si sprigiona in direzione ortogonale alla muratura stessa. La semplice iniezione “ricuce” il materiale e ne ricostituisce l’originaria resistenza, ma può non essere sufficiente ad impedire l’apertura di una nuova lesione appena fuori dalla zona riparata. Qualora si voglia aumentare la resistenza a trazione o si voglia operare un collegamento tra setti ortogonali, si aggiunge nel foro, dopo l’iniezione, armatura resistente a trazione (ad esempio uno spezzone di acciaio, oppure uno spezzone di acciaio inox oppure uno spezzone di barra in fibra di carbonio MBar Galileo). Le barre metalliche possono risentire il problema della corrosione e nel tempo producono fastidiosi problemi di spacco per formazione di ruggine. Le armature non metalliche MBar sono perfettamente inerti, leggeri, maneggevoli e durevoli, rappresentano quindi una soluzione ideale.


Le operazioni sono:

• Esecuzione del foro, pulitura accurata dello stesso con soffio di aria compressa • Inserimento di tubicino e stuccatura attorno, esecuzione della iniezione • Inserimento di spezzone di armatura MBar nel foro subito dopo aver completato la iniezione • Taglio della parte di barra che fuoriesce e rasatura di finitura

Fig. H.2.1 – Schema della iniezione armata

Il numero e la posizione delle iniezioni armate dipende dall’entità della forza di trazione da dover assorbire. Non è possibile fornire un criterio comune, esistono però alcune regole generali che si riportano negli schemi di Fig H.2.3.

Fig.H.2.2 – Esempio di arco rinforzato con iniezione di ALBARIA INIEZIONE armata con MBar Galileo


MBar Gali

leo 10

/mMBar Gali

leo 10

/m

MBar Gali

leo 10

/m

MBar Gali

leo 10

/m

MBar Galileo 10 /m

MBar Galileo 10 /m



Fig. H.2.3 – Alcuni esempi di cucitura armata tra setti e cucitura armata di pilastri e colonne

MBa

r Gal

ileo

10 /m

MBa

r Gal

ileo

10 /m

MBar Galileo 10 /m

MBar Galileo 10 /m

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MASTERFLEX® - Sigillanti elastomerici per giunti

MASTERSEAL® - Rivestimenti protettivi e sistemi impermeabilizzanti

MASTERTOP® - Pavimenti decorativi e industriali

CONCRESIVE® - Malte, adesivi e sistemi di iniezione a base di resine

RHEOBUILD® e POZZOLITH® - Additivi per calcestruzzo

PCI® - Sistemi per la posa di piastrelle, sottofondi cementizi e sistemi

impermeabilizzanti

THORO® - Impermeabilizzazione e deumidificazione delle strutture

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