La scelta degli interventi di rinforzo strutturale e miglioramento sismico per gli edifici esistenti è da anni in costante ampliamento con l’introduzione sul mercato dei nuovi materiali compositi. Più leggeri, più durevoli, spesso con soluzioni di intervento meno invasive e di più immediata applicazione, hanno trovato spazio anche e soprattutto nel contesto storico-monumentale. Senza sostituire del tutto le tradizionali tecniche di intervento, a volte in supporto e in combinazione con i materiali più innovativi.
Una delle nuove famiglie di compositi sono gli FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix), sistemi costituiti da reti in fibra di vario tipo (vetro alcali-resistente, basalto, carbonio) o da fasce con trefoli in acciaio a elevata resistenza, inglobati all’interno di matrici inorganiche, quindi malte a base di calce o cementizie.
Si differenziano dalle più conosciute fasce FRP (Fiber Reinforced Polymers) perché la loro applicazione avviene mediante l’uso di tradizionali malte e non con resine organiche, garantendo perciò una migliore compatibilità sugli edifici storici in muratura. L’utilizzo di reti consente di estendere il rinforzo a tutta la superficie del supporto, soluzione preferibile per murature disomogenee rispetto a sistemi la cui distribuzione è maggiormente localizzata e discontinua (fasce in FRP).
In questo articolo scopriamo insieme come dimensionare un pannello murario per un rinforzo a taglio mediante sistemi FRCM.
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Sismabonus 110% con i nuovi sistemi di rinforzo FRCM
Come tutti i compositi, anche il rinforzo con sistemi FRCM lavora prevelentemente per trazione sopperendo alla carenza di resistenza che caratterizza la muratura. La caratteristica distintiva degli FRCM consiste nel limitato spessore dello strato di supporto, al massimo di 15 mm (al netto dello strato di regolarizzazione), e dalla spaziatura massima delle maglie non superiore a 30 x 30 mm.
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Viene subito istintivo confrontare questi sistemi con i moderni intonaci armati con reti in fibra di vetro o similari. Tuttavia quest’ultimi appartengono alla famiglia dei CRM (Composite Reinforced Mortars), distinguendosi dagli FRCM per lo spessore del supporto (30-50 mm, al netto dello strato di regolarizzazione), del passo della maglia superiore ai 30 x 30 mm, ma soprattutto perché i sistemi CRM sono specifici solamente per la realizzazione di intonaci armati, mentre i sistemi FRCM possono essere utilizzati in diverse tecniche di rinforzo: sui pannelli murari per migliorare la resistenza a taglio e pressoflessione, sulle volte per contrastare l’apertura delle cerniere, come cordoli sommitali o fasce di piano per il contrasto dei cinematismi di ribaltamento delle pareti, oppure per confinamento di pilastri in muratura (Fig. 1).
Gli spessori ridotti dello strato di malta e le ridotte dimensioni del passo delle reti favoriscono l’adesione del sistema al supporto e impediscono che vi siano scorrimenti tra la rete e la matrice, basandosi sulla resistenza per trazione tangenziale offerta dall’adesione della rete all’interno dello strato di malta.
I sistemi CRM, al contrario, si affidano esclusivamente alla connessione meccanica offerta dalla presenza indispensabile dei connettori. In determinate situazioni, come per esempio per pareti a sacco, l’utilizzo dei connettori trasversali è consigliato anche per gli FRCM.
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Vediamo di scoprire meglio come dimensionare alcuni interventi di rinforzo mediante sistemi FRCM applicati su strutture in muratura. Ricordando che per tale famiglia di compositi è stata emanata una specifica norma tecnica CNR DT 215/2018 215/2018 «Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati a Matrice Inorganica». Altresì occorre ricordare come l’utilizzo di tutti i materiali compositi è sottoposto a procedure di accettazione, validazione e prove di cantiere come meglio descritto nelle LG CSLP 08/01/2019 «Linee guida per la identificazione, la qualificazione ed il controllo di accettazione di compositi fibrorinforzati a matrice inorganica (FRCM) da utilizzarsi per il consolidamento strutturale di costruzioni esistenti», dove sono descritte anche le procedure di qualificazione per l’emissione delle obbligatore Certificazioni di Valutazione Tecnica (CVT) da parte del produttore, senza le quali i materiali non possono essere utilizzati.
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Come applicare i rinforzi FRCM per migliorare la resistenza a taglio di una parete
Come consuetudine, è consigliabile applicare le reti di rinforzo su entrambi le facce della parete per ottimizzare il rinforzo della stessa. È possibile applicare la rete solamente su una facciata, tuttavia con una riduzione di almeno il 30% e applicando i connettori per rendere solidale il rinforzo alla parete.
Le norme tecniche CNR DT 215/2018 spiegano come dimensionare un rinforzo con i sistemi FRCM, introducendo alcuni esempi numerici. Riportiamo un esempio inerente il miglioramento della resistenza a taglio di un pannello in mattoni, secondo lo schema in Fig. 2.
Esempio
Si consideri una parete in mattoni, con esposizione esterna, di spessore 250 mm, altezza (H) 1 m e lunghezza (l) 2 m, sollecitato a taglio in orizzontale nel proprio piano. Si adopera un sistema FRCM in vetro che ha tensione limite convenzionale
spessore della rete tf = 0.025 mm, bilanciato con fibre in direzione verticale ed orizzontale della parete, che la ricopre interamente (H = lf). La tensione limite convenzionale è un valore utilizzato per il dimensionamento, ottenuto da prove sperimentali dei sistemi FRCM su diverse tipologie di supporto, inferiore al valore di rottura per trazione del composito.
La capacità a taglio della parete rinforzata sarà la somma di quella della parete non rinforzata Vt (secondo le formule della Circolare n. 7 del 21/01/2019) e di quella del sistema di rinforzo in FRCM Vt,f. Pertanto, riguardo la parete non rinforzata, la resistenza a taglio sarà dedotta con la formula 8.7.1.16 della Circolare:
con
tensione agente
e p un coefficiente correttivo degli sforzi pari a 1,5.
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La resistenza a taglio del rinforzo è data dalla seguente espressione:
dove:
è il numero totale degli strati di rinforzo (in questo caso 2 perché applicati su entrambe le facce della parete);
Pertanto la capacità a taglio della parete sarà data dalla somma:
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Si verifica infine che tale capacità a taglio non superi il taglio che produce lo schiacciamento diagonale della muratura:
con fmd la resistenza di calcolo a compressione della parete non rinforzata, in quanto il rinforzo FRCM non contribuisce alla resistenza a compressione della muratura.
Per la verifica, si procederà come consueto al confronto tra taglio sollecitante e taglio resistente.
Immagine di copertina: Rete in fibra di basalto (immagine tratta da Grazzini A., Agnetti S.,Cucire e rinforzare le pareti lesionate. Recupero strutturale e miglioramento sismico in Recupero&Conservazione, 154, 2019).
Guida tecnica per il super sismabonus e il super ecobonus 110%
Guida tecnica per il super sismabonus e il super ecobonus 110% – Libro
Questa guida si configura come un vero e proprio prontuario di riferimento per i tecnici, chiamati a studiare e ad applicare, per la propria committenza, gli interventi di miglioramento strutturale antisismico e di efficientamento energetico degli edifici nell’ambito delle agevolazioni fiscali del 110% (i c.d. Super Sismabonus e Super Ecobonus introdotti con il decreto Rilancio). L’opera è divisa in due parti. La prima parte, a cura di Andrea Barocci, riporta tutte e tre le possibilità di detrazione legate agli interventi strutturali: il bonus ristrutturazione, il sismabonus, il superbonus. Per ciascuno di essi si offre la disamina della nascita e delle possibilità di applicazione, al fine di comprenderne lo scopo e le condizioni al contorno, compreso il tema delicato delle asseverazioni. In parallelo alla possibilità fiscale, si affronta l’allineamento con le Norme Tecniche delle Costruzioni in quanto, al di là delle detrazioni, ogni intervento dovrà essere inquadrato all’interno di un procedimento edilizio ai sensi del d.P.R. 380/2001. La seconda parte, a cura di Sergio Pesaresi, tratta il tema del Super Ecobonus, suddividendo il percorso progettuale, per la parte finalizzata alla detrazione, in due fasi operative: lo studio di fattibilità e il progetto preliminare. Con lo studio di fattibilità il progettista potrà verificare preliminarmente, passo per passo, se l’edificio e i committenti possiedono i requisiti richiesti dall’art. 119 del decreto Rilancio per l’accesso alla detrazione. Nella seconda fase operativa il progettista comincerà a redigere il progetto preliminare che, combinando in modo oculato i mezzi messi a disposizione dal decreto Rilancio, dovrà soddisfare i requisiti tecnici previsti. Andrea BarocciIngegnere, Fondatore di IDS-Ingegneria Delle Strutture, si occupa di strutture e rischio sismico sia in ambito professionale che come componente di Organi Tecnici, Comitati, Associazioni. Autore di pubblicazioni in materia e docente in numerosi corsi e seminari.Sergio PesaresiIngegnere civile, Progettista specializzato in costruzioni ecosostenibili e di bio-architettura. Consulente e Docente dell’Agenzia CasaClima di Bolzano. Progettista di case passive certificato dal Passvhaus Institut di Darmstadt (D) e accreditato presso il PHI-Ita di Bolzano. Supervisor della Fondazione ClimAbita e SouthZeb designer. Tecnico base di ARCA e Tecnico ufficiale Biosafe. Studioso delle tematiche del Paesaggio e della Mobilità Sostenibile. Docente in corsi di aggiornamento professionale e consulente di Fisica Edile.
Andrea Barocci, Sergio Pesaresi (a cura di) | 2020
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