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Prof. Ing. Antonio Borri
Ordinario di Scienza delle Costruzioni nella Università degli Studi di Perugia
Presidente Centro Studi Sisto Mastrodicasa
V. Presidente AICO – Ass. Italiana Compositi per le Costruzioni
Delegato regionale ASS.I.R.C.CO.
Email:[email protected]
I materiali compositi
negli interventi di consolidamento
ARCIDIOCESI DELL’AQUILAUFFICIO BENI CULTURALI
CORSO SEMINARIALE
“IL TERREMOTO ABRUZZESE DEL 6 APRILE 2009:
DALLA DIAGNOSI DEI DISSESTI ALLA PROGETTAZIONE
DEGLI INTERVENTI SULL’EDILIZIA STORICA”Ricostruire la città, ricostruire la speranza
Con il supporto organizzativo dell’ASSIRCCO (Associazione Italiana Recupero e Consolidamento Costruzioni)
Riferimenti:
• E-mail: [email protected]
• Sito: www.mastrodicasa.com
• “Manuale per la riabilitazione e la ricostruzione post-sismica degli edifici”, Regione Umbria, Ed. DEI, Roma, 1999
• “Trattato sul Consolidamento” Ed. Mancosu, Roma, 2003
• “Manuale del recupero strutturale e antisismico”,Ed. DEI, Roma, 2005
• “Norme Tecniche per le Costruzioni. Guida pratica”, Ed. Il Sole 24Ore
di prossima uscita:
• MMS – Manuale delle Murature Storiche, Ed. DEI, Roma
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MMS - MANUALE DELLE MURATURE STORICHE
Analisi e conoscenza del costruito storico in muratura
Ed. DEI, Roma
Collana Centro Studi MASTRODICASA
Ottobre 2010
(SAIE)
Direttore Scientifico: Antonio Borri
a cura di Chiara Donà, con la collaborazione di Alessandro De Maria
Autori: Angela Baila, Luigia Binda, Emanuele Del Monte, Chiara Donà, Luciano Galano,
Andrea Giannantoni, Barbara Ortolani, Andrea Pagliazzi, Antonella Saisi, Dino Sperandio
Cristina Tedeschi, Andrea Vignoli
Prefazione di Luciano Marchetti
CENTRO STUDI “SISTO MASTRODICASA”
per il consolidamento ed il restauro del patrimonio
strutturale, edilizio e monumentale
Ing. Sisto Mastrodicasa
Sito: www.mastrodicasa.it
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Sito: www.mastrodicasa.it
Sito: www.mastrodicasa.it
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COMPORTAMENTO DEL
COSTRUITO STORICO
COMPORTAMENTO DEGLI
EDIFICI IN AGGREGATO
MECCANICA DELLE MURATURE STORICHE
Tema “interventi con i compositi”: va esaminato nel problema più ampio
del comportamento meccanico del costruito storico
QUALITA’ MURARIA
Linee Guida
per la valutazione e riduzione del rischio sismico
del patrimonio culturale
(con riferimento alle norme tecniche per le costruzioni)
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PERCORSO DELLA CONOSCENZA
La conoscenza della costruzione storica in muratura, mediante tecniche d’analisi e
di interpretazione adeguate, è il presupposto fondamentale di una attendibile
valutazione della sicurezza sismica attuale e per la scelta di un efficace intervento
di miglioramento.
Fasi:
Identificazione della costruzione
Rilievo geometrico
Analisi storica degli eventi e degli interventi subiti
Rilievo materico costruttivo e stato di conservazione
Caratterizzazione meccanica dei materiali
Terreno e fondazioni
Monitoraggio
Da qui scaturiscono i tre livelli di conoscenza LC1, LC2 e LC3 con relativi fattori di
confidenza FC.
VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA E PROGETTAZIONE DEGLI INTERVENTI
SUL SINGOLO MANUFATTO
Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti
Interventi volti a ridurre le spinte di archi e volte ed al loro consolidamento
Interventi volti a ridurre l’eccessiva deformabilità dei solai ed al loro
consolidamento
Interventi in copertura
Interventi volti ad incrementare la resistenza degli elementi murari
Interventi su elementi non strutturali
Interventi in fondazione
(In: 6.3.1 Premesse)
“Ovviamente non sono da considerarsi escluse tecniche di intervento non
citate, metodologie innovative o soluzioni particolari che il professionista
individui come adeguate per il caso specifico. “
Linee Guida BBCC:
riferimenti espliciti all’uso dei compositi
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Riferimento esplicito ai compositiCirc
esplic.
Linee
Guida
Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti
Cerchiature esterne X X
Cuciture armate X X
Perfori armati X X
Collegamenti travi solaio-murature X X
Cordoli in sommità X
Interventi volti a ridurre le spinte di archi e volte
Placcaggio archi e volte X X
Interventi volti a ridurre l’eccessiva deformabilità dei solai
Irrigidimento nel piano X X
Interventi volti ad incrementare la resistenza nei maschi murari
Ristilatura armata X
Diatoni armati X
Placcaggio X X (diff)
da non dimenticare ….
• Sequenza metodologica: analisi-diagnosi-terapia
• Conoscenza come base indispensabile per l’intervento
• Particolarità delle costruzioni in muratura …
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Interventi di miglioramento
• Ricerca di una efficacia sul singolo elemento o sul complesso,
non come rinforzo puntuale.
• Impedire il formarsi di fessurazioni che possano portare la
fabbrica muraria alla formazione di meccanismi di collasso.
• Presidi e non stravolgimenti del normale funzionamento
strutturale.
Cinematismi di collasso
A1
S(i+1)/2
N i Psi
CPsi
CFVi
P2
CP2
FHi
FVi
Hi
HF
i
CP1
P1
b2b1
Si
A2
HR
i
R i
Hi
HR
i
HF
i
Si
A
CPi
P i
CFVi
FVi
FHi
Psi
d i
CPsi
N i
B
R i
S(i+1)/2
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Forma della cinturazione
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Cerchiatura come
presidio per i ribaltamenti
G.B. Milani (1910)
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CpCPs
CPs
Nastro in FRP: catena e rinforzo flessionale
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Interventi provvisionali
Interventi provvisionali di messa in sicurezza – Foligno (PG)
- 1999 -
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Interventi provvisionali di messa in sicurezza – Foligno (PG)
- 1999 -
ing. Riccardo Vetturini libero professionista – Foligno
Centro Studi Mastrodicasa
Interventi provvisionali di messa in sicurezza – Foligno (PG)
- 1999 -
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Interventi provvisionali di messa in sicurezza – Foligno (PG)
- 1999 -
SETTEMBRE 2007
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SETTEMBRE 2007
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Cerchiatura di edifici
Importanza dei cordoli
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Cordolo di sommità
Cordolo di sommità
Obiettivi: connettività, ripartizione carichi
verticali, mantenimento forma, leggerezza.
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Cordolo in muratura armata
(Giuffrè, Cangi, 1989)
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cordolo in
laterizio lamellare
nastri in FRP
pancale
perfori armati
Cordolo in laterizio armato con FRP
Prima esperienza: Collelungo (Foligno)Progettista: Ing. Andrea Giannantoni
Impresa Alberto Fagotti - Fibre e resina: Kimia
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22
23
24
Prova in orizzontale
L = 380 cm
Sez.: 50x9 cm
5025
3
Prove sperimentali
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Materiali compositi:
- Trefoli di fili UHTSS (Ultra High Tensile Strength Steel)
- Matrice resinosa o cementizia
12X 3X2 3S 3SX
Filo di acciaio UHTSS
Resina Polimerica o Malta cementizia
Trefoli
Spessore: 0.12 cm
Peso : da 0.5 a 3 Kg/m2
SRP / SRG (Steel Reinforced Polymer / Grout)
Dal catalogo Hardwire - FIDIA srl
material: prestressing strand
diameter: 3/8 “ (9 mm)
material: hardwire 3X2
diameter: 0.89 mm
DIAMETRI (TIPICI):
CAVO
PRECOMPRESSION
E
(minimo)
TREFOLO UHTSS
(tipico)
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1
2
3
MURATURA ARMATA CON SRG
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18L=40
0
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29
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Trave n. 1 (cemento 325)
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Trave n. 3 (Mapgrout)
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Mapegrout
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CARICHI DI ROTTURA
(prove di flessione su 4 punti, Luce netta: 3,70 m)
Trave 1 Pu = 35,99 KN (malta cem 325)
Trave 2 Pu = 40,72 KN (Mapegrout)
Trave 3 Pu = 35,90 KN (Mapegrout)
(Nota:
per avere Pu=35 KN per un cordolo in c.a.
occorre una sezione di 38x30 cm con 4f16)
Valori sperimentali:
38
38
30
18
18
Valore previsto: 35 KN
Peso: 350 Kg
(comportamento elastico)
Peso: 1140 Kg
Vantaggi: peso, flessibilità, compatibilità
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Schema di carico e posizionamento trasduttori
Sezione della trave
PROVE DI CARICO CICLICHE
Diagramma carico abbassamento
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Prove di lunga durata
Trave in
laterizio lamellare
carico