Da G&P Intech un esempio foglio di calcolo: rinforzo con FRP | Ingegneri.info

Da G&P Intech un esempio foglio di calcolo: rinforzo con FRP

Un foglio di calcolo per il rinforzo del nodo trave-pilastro mediante Frp

copertina
image_pdf

La vulnerabilità sismica delle costruzioni esistenti rappresenta, per le pubbliche amministrazioni, la chiave di accesso ai finanziamenti stanziati per l’edilizia scolastica. Al contempo per il privato lo strumento del sismabonus ha un carattere estremamente incentivante a mitigare il rischio sismico.

Qual è il minimo comune denominatore?

La conoscenza della costruzione, il che significa acquisizione dei dettagli costruttivi, operazione tutt’altro che scontata, in quanto il professionista, al fine di raggiungere una conoscenza significativa, almeno LC2, o entra in possesso degli esecutivi (situazione fortuita) o svolge indagini diagnostiche mirate che spesso, suo malgrado, si scontrano, nel caso delle scuole, con attività didattiche quotidiane ed interferenze negli spazi comuni che ne ostacolano l’approccio metodologico esecutivo imposto per ora dalla circolare 617/2009 (in attesa della prossima uscita).

C’è un ulteriore passaggio: una volta individuata la vulnerabilità della costruzione spesso è richiesto un progetto preliminare, utile ad individuare i metodi di consolidamento che, nel caso di una civile abitazione comporta almeno un salto di classe sismica, nel caso di istituto scolastico un intervento di miglioramento e/o adeguamento sismico.

NTC18

Nel caso delle costruzioni in calcestruzzo armato, le vulnerabilità spesso riscontrate corrispondono ad esempio:

  1. Mancata rispondenza tra le norme dell’epoca costruttiva e le NTC18: si hanno sì le prescrizioni geometriche in ambo i casi, cambia l’approccio strutturale; da un lato il soddisfacimento nei confronti dei carichi verticali dall’altro una costruzione prestazionale in grado di sfruttare al meglio le proprie risorse evitando l’instaurarsi dei cosiddetti meccanismi fragili.
  2. Inadeguatezza dell’armatura a taglio.
  3. Mancato confinamento dei nodi.

Esempio di consolidamento di un nodo trave-pilastro con Frp

Si riporta in questo articolo un utile strumento, a disposizione del professionista, consistente in un Calcolo nodo trave -pilastro – G&P intech

Il primo passo consiste nella definizione della geometria e dei materiali strutturali (ridotti per l’opportuno coefficiente di sicurezza nell’ipotesi di elemento duttile):

  • Trave;
  • Pilastro;
  • Tamponatura, che esercita sul nodo la forza del puntone.

 fig.1

fig.2

La geometria degli elementi e la disposizione dell’armatura in acciaio è rappresentata in Figura 1.

Una volta introdotte le caratteristiche, dedotte dall’analisi storico critica e supportata dalle indagini diagnostiche condotte, si passa allo studio del rinforzo. Questo può essere realizzato mediante materiali fibrorinforzati (FRP), ad esempio, su di un nodo esterno tra un pilastro ed una trave in spessore di solaio.

fig.3

Incremento della resistenza utile a contrastare la forza proveniente dalla tamponatura

fig.4

fig.5Il foglio di calcolo fornisce la larghezza del tessuto da applicare in ciascuna delle due direzioni (γ=30° e γ=150°), lf =16 cm.

Verifica a taglio del nodo

Al fine di incrementare la resistenza a taglio del pannello di nodo possono venire applicati 4 strati di tessuto quadriassiale C-Sheet 240/380/127Q, assumendo una forza assiale normalizzata al di sotto del nodo νd=0.2. Il foglio di calcolo fornisce esito positivo alla verifica.

fig.6

Incremento duttilità e resistenza a taglio del pilastro

Al fine di aumentarne la resistenza a taglio e la duttilità il pilastro viene confinato con uno strato di tessuto C-Sheet 240/600 con fibre orientate ortogonalmente all’asse del pilastro (β=90°). Si assume, come nel caso precedente, νd=0.2 e come inclinazione delle bielle compresse θ=45°. Il foglio calcola la deformazione ultima dell’elemento confinato εccu=0.0077, che corrisponde ad un incremento del 221% rispetto all’elemento non rinforzato. Lo stesso tessuto fornisce un contributo di resistenza a taglio VRd,f=62.89 kN.

fig.7

Incremento resistenza a taglio della trave

Al fine di aumentarne la resistenza a taglio della trave si applica un rinforzo in avvolgimento completo (Full wrap) costituito da uno strato di tessuto C-Sheet 240/600 con fibre orientate ortogonalmente all’asse della trave (b=90°). Si assume, come nel caso precedente, nd=0.2 e come inclinazione delle bielle compresse q=45°. Il foglio calcola un contributo di resistenza a taglio VRd,f=30.51 kN.

fig.8

 

Copyright © - Riproduzione riservata
L'autore
Da G&P Intech un esempio foglio di calcolo: rinforzo con FRP Ingegneri.info