Interventi con fibre di carbonio per la messa in sicurezza sismica


Fibre di carbonio per la messa in sicurezza sismica di edifici esistenti: interventi di rinforzo strutturale per l’adeguamento ed il miglioramento sismico col SismaBonus


Interventi con fibre di carbonio per la messa in sicurezza sismica


I vantaggi delle fibre di carbonio C-FRP per la messa in sicurezza di edifici esistenti sono molteplici: leggerezza, elevate proprietà meccaniche, caratteristiche anticorrosive.
I materiali compositi in fibra di carbonio si adattano bene anche ad applicazioni in cui è necessario preservare le caratteristiche estetiche della struttura originaria (edifici di interesse storico o artistico) o in casi in cui i rinforzi tradizionali sarebbero di difficile applicazione per limitatezza dello spazio a disposizione.
Le fibre di carbonio C-FRP garantiscono eccezionali risultati in termini di sicurezza, riducendo al minimo i problemi di invasività e di ingombro, garantendo la totale reversibilità.

VANTAGGI DELLE FIBRE DI CARBONIO PER LA MESSA IN SICUREZZA DEGLI EDIFICI


Elevate proprietà meccaniche
Direzionalità del rinforzo
Grande adattabilità di forma
Bassissima invasività
Progettabilità totale
Modesta riduzione di resistenza nel tempo
Leggerezza dei materiali
Totale reversibilità
Mantenimento dell’originale distribuzione delle masse
Elevate caratteristiche anticorrosive
Minimo ingombro
Conservazione dell’originale distribuzione delle rigidezze
Grande durabilità nel tempo

RINFORZO STRUTTURALE IN FIBRA DI CARBONIO PER LA MESSA IN SICUREZZA DEGLI EDIFICI ESISTENTI


Conformità alle vigenti normative
Per gli edifici in cemento armato:
Il Paragrafo 11.3.3.3 “Placcatura e fasciatura in materiali fibrorinforzati (FRP)” del Capitolo 11.3 “Edifici in cemento armato” dell’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)
Il Paragrafo C8.7.2.6 “Modelli di capacità per il rinforzo di edifici in cemento armato” del Capitolo C8 “Costruzioni esistenti” della Circolare n. 617 del 2/2/2009 - Istruzioni per l’Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008
Il Paragrafo C8A.7.3 “Placcatura e fasciatura in materiali compositi” del Capitolo C8A.7 “Modelli di capacità per il rinforzo di elementi in calcestruzzo armato” della Circolare n. 617 del 2/2/2009 - Istruzioni per l’Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008
Per gli edifici in muratura:
Il Paragrafo 11.5.6.2 “Tipo di Intervento” del Capitolo 11.5 “Valutazione della sicurezza di edifici in muratura” dell’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)
Il Paragrafo C8.7.1.8 “Criteri per la scelta dell'intervento” del Capitolo C8 “Costruzioni esistenti” della Circolare n. 617 del 2/2/2009 - Istruzioni per l’Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008
Il Paragrafo C8A.5.1 “Interventi volti a ridurre le carenze dei collegamenti” del Capitolo C8A.5 “Criteri per gli interventi di consolidamento di edifici in muratura” della Circolare n. 617 del 2/2/2009 - Istruzioni per l’Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008
Il Paragrafo C8A.5.2 “Interventi sugli archi e sulle volte” del Capitolo C8A.5 “Criteri per gli interventi di consolidamento di edifici in muratura” della Circolare n. 617 del 2/2/2009 - Istruzioni per l’Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008
Il Paragrafo C8A.5.3 “Interventi volti a ridurre l’eccessiva deformabilità dei solai” del Capitolo C8A.5 “Criteri per gli interventi di consolidamento di edifici in muratura” della Circolare n. 617 del 2/2/2009 - Istruzioni per l’Applicazione Nuove Norme Tecniche Costruzioni di cui al Decreto Ministeriale 14 gennaio 2008

MESSA IN SICUREZZA CONLE FIBRE DI CARBONIO DEGLI EDIFICI SOGGETTI A VINCOLO DELLA SOPRINTENDENZA
Conformità alle vigenti normative
Con riferimento al Capitolo 6 “Criteri per il miglioramento sismico e tecniche di intervento” della Direttiva P.C.M. del 9.2.2011 "Valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle Norme tecniche per le costruzioni di cui al decreto del Ministero delle infrastrutture e dei trasporti del 14 gennaio 2008" (G.U. n. 47 del 26-2-2011 - Suppl. Ordinario n.54), l'intervento in FRP
Conserva il funzionamento strutturale iniziale, evitando di alterare l’originale distribuzione delle masse e delle rigidezze (cfr. par. 6.1)
Si integra con la struttura esistente, evitando tutte le opere di demolizione-sostituzione e di demolizione-ricostruzione (cfr. par. 6.1)
Consente di conseguire elevati livelli di sicurezza sismica, con interventi minimali sul manufatto storico e, soprattutto, interventi in grado di trasformare in modo non permanente l’edificio (cfr. par. 6.1)

MESSA IN SICUREZZA DEGLI EDIFICI IN MURATURA CON LE FIBRE DI CARBONIO
Confronto con altre tecniche di intervento
L’intervento di messa in sicurezza con fibre di carbonio C-FRP, o in fibra di vetro G-FRP, risulta essere non solo strutturalmente efficace, duraturo e poco invasivo, ma soprattutto reversibile. I materiali compositi in fibra di carbonio, infatti, possono essere rimossi mediante trattamento termico, ossia mediante ciclo di riscaldamento e raffreddamento volto a far disgregare le strutture cristalline delle resine epossidiche.
Ferma restando, quindi, la compatibilità con le esigenze di tutela e conservazione del bene, la soluzione con l’impiego di fibre di carbonio è da ritenersi la più adeguata per le finalità strutturali.
Gli interventi in fibra di carbonio C-FRP sono mirati ad assicurare alla costruzione un soddisfacente comportamento d’insieme, per contrastare i meccanismi di collasso legati ai cinematismi dei pannelli murari (dovuti sia alle azioni fuori piano, sia alle azioni nel piano del pannello). Questo, infatti, è il prerequisito essenziale per l’applicazione dei metodi di analisi sismica globale dell’edificio, che si basano sul comportamento delle pareti murarie nel proprio piano, presupponendone la stabilità nei riguardi di azioni sismiche anche fuori dal piano.
In estrema sintesi, l’intervento di rinforzo con materiali in fibra di carbonio, o in fibra di vetro, consente allo stesso tempo:
di ridurre le carenze dei collegamenti
di ridurre la deformabilità della struttura
di incrementare la resistenza degli elementi murari
In termini strutturali, l'intervento di messa in sicurezza mediante materiali compositi in fibra di carbonio o fibra di vetro è di gran lunga superiore rispetto all’impiego di tiranti metallici. Con tale soluzione, infatti, poichè l'ancoraggio alle murature è garantito mediante (il solo) capochiave, la forza viene applicata solo agli estremi (che tendono ad allungarsi), e non - come avviene per i materiali fibro-rinforzati FRP - ai singoli conci (sezioni), in funzione delle relative deformazioni.
L'intervento con fibre di carbonio o con fibre di vetro è da preferire anche a quello delle perforazioni armate. Soluzione, quest'ultima, da limitarsi ai sensi della Direttiva P.C.M. del 9.2.2011 esclusivamente, “ai casi in cui non siano percorribili altre soluzioni”, a causa della notevole invasività, della dubbia durabilità e dell’accertata irreversibilità.
Analogamente sono da escludere tutte le soluzioni in calcestruzzo armato che, oltre alle questioni non trascurabili legate alla compatibilità dei materiali, appesantiscono e irrigidiscono l'edificio, con conseguenze dannose dal punto di vista strutturale (scorrimenti e disgregamenti della muratura).