FAQ FRP

Il consolidamento strutturale si rende necessario quando, a seguito di una valutazione della sicurezza di una struttura, non siano soddisfatti i requisiti minimi di stabilità.

Le NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI (DM 14.01.08 e relativa Circolare Applicativa n. 617 del 02-02-09, in breve NTC 08 ) elencano le diverse situazioni in cui è obbligatorio procedere alla “VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA”, secondo quanto di seguito descritto:

1. In caso di evidente riduzione della capacità resistente dei materiali o elementi strutturali nel loro insieme;
2. A seguito di azioni ambientali (sisma, vento, neve e temperatura) che abbiano compromesso la capacità resistente della struttura;
3. Per degrado o decadimento delle caratteristiche meccaniche dei materiali dei componenti strutturali della struttura nel suo complesso;
4. In caso di azioni accidentali (urti, incendi, esplosioni), e di situazioni di funzionamento ed uso anomalo;
5. In presenza di distorsioni significative imposte da deformazioni del terreno di fondazione;
6. Per riscontrati errori di progetto o di costruzione;
7. A seguito di trasformazioni delle condizioni d’uso della struttura;
8. A seguito di un cambio della destinazione d’uso della costruzione con variazione dei carichi variabili sulla costruzione;
9. Per aumentato cimento statico delle strutture.

Il fine della “valutazione della sicurezza” è di stabilire se la struttura esistente sia adeguata alle sollecitazioni di progetto derivanti dall’analisi strutturale eseguita con riferimento ai carichi ed alle relative combinazioni previste dalla normativa vigente e quindi se sia necessario procedere ad un intervento di miglioramento sismico o di adeguamento sismico ovvero di riparazione/intervento locale.

Secondo quanto stabilito al punto 8.4.1 delle NTC 08, ricorre l’obbligo di procedere all’adeguamento sismico della costruzione ossia all’accrescimento del livello di sicurezza sino a rendere la struttura compatibile con le sollecitazioni di progetto ottenute da un analisi strutturale eseguita considerando tutti i carichi e le relative combinazioni con il massimo valore stabilito dalle NTC 08, nei seguenti casi:

a) sopraelevazione;
b) ampliamento della costruzione mediante opere strutturalmente connesse alla costruzione;
c) variazioni di classe e/o di destinazione d’uso che comportino incrementi dei carichi globali in fondazione superiori al 10%; resta comunque fermo l’obbligo di procedere alla verifica locale delle singole parti e/o elementi della struttura, anche se interessano porzioni limitate della costruzione;
d) esecuzione di interventi strutturali volti a trasformare la costruzione mediante un insieme sistematico di opere che portino ad un organismo edilizio diverso dal precedente.

Qualora non ricorrano le condizioni di cui in precedenza, salvo che non sia specificamente richiesto dal Committente, si può procedere con il miglioramento sismico, ossia con l’esecuzione di opere e/o interventi che comportino un incremento del livello di sicurezza originario della costruzione, determinando comunque variazioni nel comportamento globale dell’opera nel suo complesso, oltre che delle singole parti (es. provvedimenti strutturali che introducano significative variazioni di rigidezza e/o masse, influenzando la risposta della struttura nei riguardi delle azioni sismiche), e dunque implicando la necessità di procedere alla valutazione della sicurezza.

Gli interventi di Riparazione o Locali, riguarderanno infine singole parti della struttura, e saranno tali da non introdurre significative variazioni di comportamento della costruzione nel suo complesso; in tali casi la valutazione della sicurezza ed il relativo consolidamento saranno limitati alle singole parti oggetto di intervento.

E’ possibile effettuare di diversi interventi strutturali mediante materiali compositi quali rinforzo travi (flessione e taglio), solai (flessione), pilastri (pressoflessione, taglio e duttilità), setti murari (taglio e pressoflessione), volte (cinematismo di collasso plastico).

Le Norme Tecniche per le Costruzioni cap 12 indicano quale riferimento tecnico le “Istruzioni CNR”; è perciò consentito procedere col progetto e la realizzazione di rinforzi strutturali mediante FRP, seguendo le indicazioni del Documento tecnico C.N.R. DT 200/2004 “Istruzioni per la progettazione, l’esecuzione ed il controllo degli interventi di consolidamento statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati” successivamente recepito dalle “Linee guida per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Rinforzo di strutture di c.a., c.a.p. e murarie mediante FRP ” approvate in data 24-07-09 dal CSLLPP.

Per la salvaguardia del patrimonio culturale sono state infine emanate le Linee Guida del Ministero dei Beni Culturali per l’applicazione al patrimonio culturale della normativa tecnica di cui all’O.P.C.M. 3274/2003.

INTERBAU ha sviluppato specifici software FRP scaricabili dall’apposita sezione di questo sito, per il progetto del rinforzo a flessione di travi mediante FRP e dei rinforzi di pilastri a pressoflessione e taglio con i sistemi CARBOSTRU® T-System e C-System

Gli interventi di consolidamento strutturale mediante materiali compositi FRP hanno il vantaggio di apportare incrementi di capacità portante e/o duttilità senza modificare sensibilmente le rigidezze, le dimensioni, e senza introdurre ulteriori masse, il che è i fondamentale importanza per l’adegumanto antisismico; gli FRP non sono inoltre sensibili agli agenti atmosferici e quindi a processi di corrosione o degrado tipici ad esempio di materiali tradizionali tipiche dell’acciaio.
Va infine annoverata la relativa semplicità della posa in opera rispetto a sistemi di intervento eseguiti con materiali tradizionali (es. beton-plaquè per il rinforzo a flessione di travi) che in ogni caso va eseguita da maestranze specializzate ed esperte in linea con quanto indicato nelle premesse del Cap. 2 delle Linee Guida FRP, in quanto una non corretta istallazione del sistema può vanificare l’efficacia dell’intervento.

L’intervento di rinforzo mediante FRP presenta criticità tali che solo una mano d’opera altamente qualificata è in grado di gestire: la presenza di eventuali fessurazioni non diagnosticate in fase di progetto, la perfetta planarità omogeneità e pulizia delle superfici in calcestruzzo sui cui va applicato il rinforzo, il corretto allineamento e la stratificazione dei tessuti secondo il tailoring di progetto, il dosaggio dei componenti degli adesivi e delle resine epossidiche, il controllo delle condizioni ambientali, il curing dei compositi in fase di polimerizzazione. INTERBAU esegue gli interventi di consolidamento avvalendosi esclusivamente di proprie maestranze evitando il ricorso a squadre esterne.

In tutti i casi in cui si debba intervenire su elementi di grande luce, ogni qualvolta per necessità architettoniche non è possibile aumentare le dimensioni degli elementi strutturali, quando si deve operare in spazi molto ristretti o in tempi molto brevi e, generalmente, in tutti gli interventi di riparazione locale, adeguamento o miglioramento sismico di strutture in cemento armato.

Trattandosi di una tipologia di intervento che integra la capacità portante dell’elemento esistente è necessario conoscere al meglio lo stato di fatto della struttura ossia geometrie, caratteristiche meccaniche dei materiali, distribuzione armature per il caso specifico delle strutture in cemento armato, particolari costruttivi e tutto quanto possa risultare significativo sotto l’aspetto strutturale; ciò comporta pertanto l’esecuzione di un adeguato rilievo geometrico-strutturale utile all’acquisizione di tutte le necessarie informazioni.

Nella fattispecie, l’appendice C8A della circolare applicativa delle NTC 08, da indicazioni, per ciascuna tipologia strutturale del livello di indagini da eseguire sulla base delle informazioni disponibili attraverso documenti di progetto e/o certificazioni sui materiali allegate al collaudo definendo conseguentemente dei “Livelli di conoscenza” e relativi “Fattori di Confidenza” di cui va tenuto conto sia nella fase di analisi che in quella di dimensionamento degli interventi di consolidamento che dovessero risultare necessari.

Le Linee Guida FRP del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici prevedono esclusivamente compositi aventi fibre (FIBER) di carbonio, vetro o aramide, rinforzate (REINFORCED) con matrici polimeriche (POLYMER); di conseguenza qualsiasi intervento di consolidamento che preveda la presenza di matrici o fibre diverse da queste non è collaudabile.

Con il DT215/2018 e le Linee Quida di Qualificazione approvate a Gennaio 2019 è possibile impiegare gli FRCM per uso strutturale, ma circostanziati in specifici casi di applicazione.
Infatti il DT215 prevede alcune limitazioni per le formule predittive. Ad esempio, nel caso di strutture in cemento armato le formule proposte non sono valide per elementi strutturali soggetti a carici sismici (capitolo 5), in particolare il confinamento di pilastri è previsto qualora siano sollecitati a compressione centrata. Inoltre, come più volte richiamato nella norma, il rinforzo è privo di resistenza a compressione e rigidezza (v. 4.1.1 e 4.1.2 rinforzo a taglio e pressoflessione delle pareti murarie).

Per ogni fornitura di materiali compositi in cantiere, il Direttore dei Lavori ha l’obbligo di disporre una serie di controlli di accettazione FRP sui materiali costituenti il sistema di consolidamento.
Per il prelievo, il controllo e l’accettazione è possibile utilizzare il “Composite Kit Test” di Assocompositi. Il Kit Test consente al D.L. di verificare la rispondenza delle caratteristiche meccaniche di tessuti, laminati e adesivi epossidici.

Presso il Laboratorio Materiali del Politecnico di Milano è possibile effettuare le prove del CO-KIT Assocompositi.
Il composite Kit Test risponde alle richieste riportate nel paragrafo 5.7 delle “Linee guida FRP per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Rinforzo di strutture di c.a., c.a.p. e murarie mediante FRP” sui controlli di accettazione dei materiali che sono obbligatori.

Il paragrafo 5.8 delle “Linee guida FRP per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Rinforzo di strutture di c.a., c.a.p. e murarie mediante FRP” da indicazioni circa il collaudo degli interventi di consolidamento mediante FRP.

Nello specifico, il collaudatore ha l’obbligo di accertarsi che la DL abbia provveduto ad eseguire le prove di accettazione dei compositi; inoltre ha facoltà di disporre l’esecuzione sia di specifiche prove locali non-distruttive/semi-distruttive sui compositi volte a valutare l’efficacia dell’adesione del composito al supporto (Calcestruzzo o muratura costituente la struttura esistente) che usuali prove di carico per la verifica del comportamento degli elementi rinforzati, prevedendo l’impiego di classici mezzi di carico e strumentazioni elettroniche utili al monitoraggio del comportamento tenso-deformativo della struttura durante la prova.

Il Consiglio Superiore dei lavori Pubblici con Decreto del 9.7.2015 ha approvato le “Linee Guida per l’identificazione, la qualificazione ed il controllo di accettazione dei materiali compositi fibrorinforzati a matrice polimerica ( FRP ) da utilizzarsi per il consolidamento delle costruzioni esistenti “ e disposto che a partire dal Luglio 2016 potranno essere impiegati solo sistemi FRP che avranno ottenuto dal Ministero delle Infrastrutture apposito CIT (Certificato di Idoneità Tecnica )

INTERBAU non si limita a fornire i materiali costituenti i compositi di rinforzo bensì:
1. Collabora con il progettista nel dimensionamento dei CFRP fornendo il software FRP e la relativa assistenza tecnica;
2. Controlla in situ le strutture esistenti verificando le ipotesi progettuali;
3. Realizza i compositi in situ esclusivamente con la propria mano d’opera specializzata;
4. Certifica l’intervento di consolidamento in CFRP

Le sperimentazioni e le ricerche delle applicazioni degli FRP in campo edile nascono nei primi anni ’90.
L’efficacia dei sistemi di rinforzo strutturale mediante l’utilizzo di materiali fibro-rinforzati è ormai ampiamente consolidata nella letteratura scientifica.
INTERBAU, nell’intento di migliorare il know how e mettere a punto degli accorgimenti per il miglioramento dell’efficacia dei rinforzi ha condotto in collaborazione con Istituti Universitari, diverse campagne sperimentali per sviluppare e validare i sistemi di rinforzo CARBOSTRU® C-System e CARBOSTRU® T-System.
Per il CARBOSTRU® T-System sono state portate a rottura presso l’università “La Sapienza” di Roma 29 travi in c.a. di dimensioni 300 x 45 x25 cm; per il CARBOSTRU® C-System a partire dal 2000 sono stati realizzati 40 pilastri per i test a compressione semplice e 30 per le prove a pressoflessione. Ulteriori sperimentazioni sono state effettuate su pannelli murari e volte in muratura.

Il CNR DT 200/2004 prevede la possibilità di utilizzare sistemi di ancoraggio degli FRP purché ne sia comprovata l’efficacia. Vengono a tal fine commercializzati da alcune società dei prodotti tra loro simili, generalmente denominati “fiocchi o barre sfioccate“.

Si deve osservare che questi accorgimenti sono teoricamente di dubbia efficacia in quanto, come evidenziato dal criterio di Tsai-Hill, la resistenza meccanica dei compositi si riduce fortemente con il variare della direzione degli sforzi rispetto all’orientamento delle fibre. Per tale motivo non possono fornire alcun contributo significativo all’adesione composito-calcestruzzo, né tantomeno alla trasmissione degli sforzi di trazione affidati al composito nelle zone nodali.

Questo non esclude a priori il fatto che si possano attivare meccanismi resistenti, ma per giustificarne l’impiego in ambito strutturale sarebbe necessario – ai sensi delle linee guida CNR e CSLLPP – dimostrarne l’efficacia con apposite sperimentazioni e formulare modellazioni teoriche che colgano i risultati sperimentali.

Il rinforzo di pilastri in cemento armato può essere effettuato con diverse tecnologie, tradizionali ed innovative (RINGROSSO DI SEZIONE, CALASTRELLATURA METALLICA, FRP) in ragione delle carenze strutturali emerse dalle analisi strutturali, oltre che da aspetti di carattere funzionale e tecnologico.

INTERBAU ha sviluppato e validato sperimentalmente una tecnologia denominata CARBOSTRU® C-System, efficace sia nei riguardi di problematiche di rinforzo a pressoflessione in piccola e grande eccentricità, grazie a speciali profili presso piegati in Acciaio-VTR ad aderenza migliorata VTR-Fe Ad (PATENTED) che nei riguardi di taglio e duttilità, per la presenza si fasciature di confinamento in CFRP CARBOSTRU®.

L’intervento offre alcuni vantaggi tra cui la rapidità di esecuzione rispetto alla calastrellatura in acciaio od al ringrosso di sezione, la minore invasività per gli esigui incrementi di spessore apportati, e la ridotta o trascurabile variazione di rigidezza globale indotta alla struttura.

Per la realizzazione di efficaci collegamenti TRAVI -PILASTRI, TRAVI-TEGOLI o TRAVI – COPPI DI COPERTURA in strutture prefabbricate assemblate in semplice appoggio, non è possibile intervenire mediante i soli materiali compositi FRP, per alcune problematiche quali :

– INEFFICACIA A COMPRESSIONE DEI NASTRI IN COMPOSITO CFRP, stato tensionale inevitabilmente insito nella ciclicità delle azioni sismiche.

– CRISI PREPREMATURA PER DELAMINAZIONE DI ESTREMITA’ DEI NASTRI, con riferimento nello specifico ai tratti di rinforzo da applicarsi sulle travi, per l’impossibilità di procedere, su questo tipo di elementi ad AVVOLGIMENTI IN CONTINUO.

INTERBAU ha sviluppato tuttavia a riguardo uno specifico sistema di intervento in cui, per risolvere le problematiche di cui sopra, ha previsto di l’impiego combinato di nastri in composito CFRP CARBOSTRU®, e speciali profili in acciaio ad aderenza migliorata oggetto di specifico brevetto (VTR-Fe Ad PATENTED).

L’effetto di confinamento esercitato da un avvolgimento di nastri di materiale composito CFRP, nei riguardi del solo incremento di duttilità di un elemento in calcestruzzo armato, si manifesta in maniera efficace se le sezioni di partenza si presentano non estremamente allungate; nello specifico, il CNR DT 200-2004, indica come rapporto max tra i lati b, h della sezione il valore 2 (cfr 4.5.2.1.2); superato tale limite, non è più lecito portare in conto gli effetti del confinamento, come allo stesso modo nei casi in cui il lato maggiore della sezione sia superiore a 900mm.

Importante ricordare che in condizioni cicliche (SISMA) il confinamento non può garantire alcun incremento di capacità portante verticale.

• Non consentire la perdita di appoggio della trave dal pilastro

• Non modificare lo schema statico preesistente

• Contrastare la rotazione torsionale delle travi alte e delle capriate

• Bloccare, garantendo le deformazioni termiche fisiologiche, tutte le traslazioni relative tra gli elementi attraverso meccanismi di trasmissione degli sforzi di natura isostatica

Si consiglia di consultare le Linee guida per la progettazione di connessioni in strutture prefabbricate in sede di ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI INDUSTRIALI AI SENSI DELL’ORDINANZA 74/2012

• Impedire la perdita di appoggio di copertura della trave

• Non modificare lo schema statico preesistente

• Evitare la foratura delle nervature degli elementi di copertura, ove risiedono i trefoli

• Bloccare, garantendo le deformazioni termiche fisiologiche, tutte le traslazioni relative tra gli elementi attraverso meccanismi di trasmissione degli sforzi di natura isostatica

Si consiglia di consultare le Linee guida per la progettazione di connessioni in strutture prefabbricate in sede di ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI INDUSTRIALI AI SENSI DELL’ORDINANZA 74/2012

Il D.Lgs 81/08 prescrive la valutazione di tutti rischi dei luoghi di lavoro; tra questi il sisma assume particolare rilevanza per le conseguenze che un tale evento può comportare; in particolare sono da considerarsi ad alta vulnerabilità gli edifici industriali prefabbricati realizzati in zone originariamente non classificate sismiche.
E’ in ogni caso obbligo del datore di Lavoro integrare il Documento di Valutazione dei Rischi considerando anche il rischio sismico (DVR SISMICO) individuando gli interventi atti a garantire l’incolumità dei lavoratori mediante la VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA dell’immobile. E altresì necessario programmarne l’esecuzione privilegiando gli aspetti di maggiore criticità quali ad esempio la mancanza di efficaci collegamenti tra gli elementi prefabbricati, la stabilità di scaffalature e delle murature divisorie di particolare altezza etc.

Il ministero Del Lavoro con comunicato del 12.6.2012 ha precisato che il mancato rispetto dei requisiti di stabilità e e solidità dei luoghi di lavoro saranno penalmente sanzionati

Per approfondire scarica la presentazione a cura della AUSL REGGIO EMILIA DVR SISMICO

• I collegamenti travi-pannelli prefabbricati e pilastri-pannelli devono essere progettati in modo tale da assolvere sia in termini di resistenza che in termini di deformazione alle azioni a cui saranno sottoposti, comportandosi secondo quanto ipotizzato dal progettista in fase di modellazione della struttura.

• Le connessioni potrebbero essere progettate per essere molto rigide permettendo cosi alle pannellature di avere un comportamento assimilabile ad una controventatura, oppure dimensionati in maniera tale da consentire spostamenti elastici fino alla massima accelerazione prevista dalla SLV, od avere una soglia di plasticizzazione compresa tra SLD ed SLV.

• Il cedimento anche di un singolo elemento del sistema di ancoraggio può comportare la perdita di equilibrio ed il ribaltamento del pannello, con notevoli rischi per l’incolumità delle persone. Di conseguenza l’intervento minimo per giungere ad un miglioramento sismico di una struttura prefabbricata dovrà necessariamente prevedere sia i collegamenti travi / pilastri e travi / tegoli che quelli pannelli / struttura.

Si consiglia di consultare le Linee guida per la progettazione di connessioni in strutture prefabbricate in sede di ADEGUAMENTO SISMICO DEGLI EDIFICI INDUSTRIALI AI SENSI DELL’ORDINANZA 74/2012

IL DLgs 105/2015 – direttiva 2012/18/UE – SEVESO III, impone ai gestori di stabilimenti a rischio incendio rilevante di esaminare i rischi derivanti dalla sismicità del sito, (Sezione G- INFORMAZIONI GENERALI SUI PERICOLI INDOTTI DA PERTURBAZIONI GEOFISICHE E METEOROLOGICHE) inserendo le informazioni sulla sismicità del sito, determinando la vulnerabilità di strutture ed impianti ai sensi delle Norma Tecniche per le costruzioni NTC 2008, segnalando infine se si siano o meno eseguite le opere di adeguamento sismico.

Il Sisma Bonus: DETRAZIONI DI IMPOSTA IRPEF O IRES PER GLI INTERVENTI DI MIGLIORAMENTO SISMICO DEGLI IMMOBILI UBICATI NELLE ZONE SISMICHE 1,2,3.
Immobili agevolati condomini: abitazioni private + attività produttive (capannoni, uffici);
Spese detraibili: Interventi strutturali antisismici ed opere connesse, indagini, progetti e spese tecniche;
Importo max. detrazione: 96.000 € ad unità immobiliare da suddividere in 5 annualità;
Detrazioni premianti : 50% – 70% -80% rispettivamente per il miglioramento di 0,+1,+2 classi (50%, 75% , 85% nel caso dei condomini).
Cessione del credito di imposta dell’impresa sismabonus all’impresa affidataria. INTERBAU IN-PLUS*

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