Adeguamento sismico edifici esistenti in fibra di carbonio


Progettazione ed esecuzione di interventi in fibra di carbonio per il rinforzo strutturale e l'adeguamento sismico degli edifici esistenti col SismaBonus


Adeguamento sismico edifici esistenti in fibra di carbonio



Le Norme Tecniche sulle Costruzioni (NTC08 di cui al D.M. 14.01.2008) e della relativa Circolare n. 617 del 02.02.2009, prevedono l'impiego di materiali compositi in fibra di carbonio (C-FRP) e in fibra di vetro (G-FRP) tra i criteri per gli interventi di rinforzo strutturale, riparazione, miglioramento ed adeguamento sismico di strutture esistenti in muratura e cemento armato.
Al riguardo si vedano:

ORDINANZA P.C.M. n° 3274 del 20/3/2003
Testo integrato dell'Allegato 2 - Edifici - come modificato dall'O.P.C.M. 3431 del 3/5/2005
Cap. 11.3 - Edifici in cemento armato
§ 11.3.3.3 - Placcatura e fasciatura in materiali fibrorinforzati

Cap. 11.5 - Valutazione della sicurezza di edifici in muratura
§ 11.5.6.2 - Tipo di Intervento

CIRCOLARE n. 617 del 2/2/2009
Istruzioni per l’Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008
Cap. C8 - Costruzioni Esistenti
§ C8.7.1.8 - Criteri per la scelta dell'intervento (costruzioni in muratura)
§ C8.7.2.6 - Modelli di capacità per il rinforzo di edifici in cemento armato

All. C8A.5 - Criteri per gli interventi di consolidamento di edifici in muratura
§ C8A.5.1 - Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti
§ C8A.5.2 - Interventi sugli archi e sulle volte
§ C8A.5.3 - Interventi volti a ridurre l'eccessiva deformabilità dei solai

All. C8A.7 - Modelli di capacità per il rinforzo di elementi in calcestruzzo armato
§ C8A.7.3 - Placcatura e fasciatura in materiali compositi


Per la progettazione ed i calcoli degli interventi di rinforzo strutturale e/o di adeguamento sismico di edifici esistenti mediante l’utilizzo di materiali compositi in fibra di carbonio le NTC08 rimandano espressamente ai seguenti documenti redatti dal Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR):
CNR-DT 200 R1/2013
Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Adeguamento Sismico e di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati - Materiali, strutture di c.a. e di c.a.p., strutture murarie
CNR-DT 201/2005
Studi preliminari finalizzati alla redazione di Istruzioni per Interventi di Adeguamento Sismico e di Consolidamento Statico di Strutture Lignee mediante l'utilizzo di Compositi Fibrorinforzati
CNR-DT 202/2005
Studi preliminari finalizzati alla redazione di Istruzioni per Interventi di Adeguamento Sismico e di Consolidamento Statico di Strutture Metalliche mediante l'utilizzo di Compositi Fibrorinforzati
CNR-DT 203/2006
Istruzioni per la Progettazione, l'Esecuzione ed il Controllo di Strutture di Calcestruzzo Armato con Barre di Materiale Composito Fibrorinforzato
CNR-DT 205/2007
Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Strutture realizzate con Profili Pultrusi di Materiale Composito Fibrorinforzato (FRP)

Per il calcolo degli interventi di rinforzo strutturale e/o adeguamento sismico di edifici esistenti con le fibre di carbonio C-FRP, il documento più utilizzato a livello internazionale, sintesi delle varie ricerche e normative, tra cui le Istruzioni giapponesi (JSCE - 1997) e quelle americane (ACI 440 - 2000) è:
FIP-CEB FIB Bulletin 14/2001
Externally Bonded FRP Reinforcement for RC Structures - Design and use of externally bonded fibre reinforced polymer reinforcement (FRP EBR) for reinforced concrete structures (Task Group 9.3 FRP)

Nei compositi fibrorinforzati le fibre svolgono il ruolo di elementi portanti sia in termini di resistenza che di rigidezza, mentre la matrice, oltre a proteggere le fibre, funge da elemento di trasferimento degli sforzi tra le fibre e tra quest'ultime e l’elemento strutturale a cui il composito è applicato.
I compositi in carbonio sono costituiti da fibre che posseggono una elevata resistenza e rigidezza, mentre la loro deformazione a rottura è inferiore a quella della matrice
Nella seguente figura sono descritti qualitativamente i legami costitutivi di fibra di carbonio, matrice epossidica e corrispondente composito. Quest’ultimo presenta una rigidezza inferiore a quella della fibra (di carbonio o di vetro) e perviene a rottura in corrispondenza di una deformazione coincidente con quella di rottura della fibra. Superata tale deformazione, infatti, non è più possibile un completo trasferimento degli sforzi dalla fibra alla matrice.