STUDIO TECNICO DI INGEGNERIA Ing. CLAUDIO CONTINI Via B.RAMENGHI, 16 – 40133 BOLOGNA Tel.: 051/6152345 – Fax: 051/431824 www.studioingcontini.it - e-mail: info@studioingcontini.it Titolare: Dott. Ing. CLAUDIO CONTINI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 5777/A) Collaboratori: Dott. Ing. ANDREA BENEDETTI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 7105/A) Dott. Ing. MARCO SARTI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 7719/A) Rinforzo con CFRP di Pilastri soggetti ad uno sforzo di pressoflessione retta (“N” con grande eccentricità) Bologna, 23/04/2008

Ubicazione dell’Intervento Ristrutturazione di un capannone industriale per realizzazione di nuove unità abitative

Struttura Portante: TELAIO IN CEMENTO ARMATO Stato di Fatto Struttura Portante: TELAIO IN CEMENTO ARMATO

Stato di Fatto

Stato di Progetto

Problematiche Strutturali SOLUZIONE: Realizzazione di un nuovo telaio in c.a. indipendente da quello esistente (interno e giuntato ad esso) 1) Conservazione della sagoma esterna del fabbricato esistente 2) Inserimento di due nuovi solai GROSSO PROBLEMA !! 3) Spostamento delle catene esistenti

Soluzione Strutturale Proposta NUOVO TELAIO IN C.A. INDIPENDENTE DA QUELLO ESISTENTE SOLUZIONE PROGETTUALE MEDIANTE “CFRP” SPOSTAMENTO DELLE CATENE ESISTENTI [Abbassamento di 100 cm] N.B.: lo spostamento della catena si è reso necessario per rendere fruibili gli ambienti a secondo piano !!

Analisi del Problema 1) Le catene devono fare parte della struttura esistente in c.a.. - Catene da ancorare ai pilastri esistenti del primo piano - Pilastri con stato di sollecitazione differente da quello originario. 2) E’ necessario conoscere le caratteristiche geometriche e meccaniche della struttura esistente. Elaborati strutturali di progetto Rilievi e saggi in loco DATI NECESSARI: - Dimensioni dei pilastri esistenti e loro armatura + classe dei materiali utilizzati; - Dimensione delle catene esistenti e loro passo; - Pacchetto strutturale di copertura.

DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: Analisi del Problema DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: - PILASTRI ESISTENTI: Lato interno Lato esterno

DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: Analisi del Problema DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: - CATENE ESISTENTI: f24 aventi interasse di 2.15 m

DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: Analisi del Problema DATI OTTENUTI DAI SAGGI EFFETTUATI: - COPERTURA ESISTENTE: Copertura in “Latero-Cemento” gettata in opera Altezza strutturale: (12+8)=20 cm {pignatte: h=12cm ; soletta: s=8cm} Larghezza travetti (con fondello in laterizio): 20 cm Armatura singolo travetto: 2f6 ad intradosso + rete elettrosaldata ad estradosso Larghezza pignatte: 32 cm

Analisi del Problema VALUTAZIONE DEL NUOVO STATO DI SOLLECITAZIONE DEI PILASTRI Trave di Gronda Copertura Esistente Nuova Struttura staccata dall’Esistente Pilastro Esistente NUOVA POSIZIONE DELLE CATENE (Nuovo Passo: 4.30m) Catene Esistenti da abbassare (passo: 2.15m) V H R H Interasse Pilastri Esistenti H

Analisi del Problema - ANALISI DEI CARICHI DELLA COPERTURA Carichi Permanenti (peso proprio + guaina + manto di copertura): Gk = 3.7 KN/m2 Carichi Accidentali (neve): Qk = 1.3 KN/m2 - SCHEMA STATICO (si ragiona su un metro lineare di copertura): p* = 7.13 KN/m ; l = 10.20 m ; f = 2.60 m V* = 36.36 KN H* = 35.66 KN

Analisi del Problema V* = 36.36 KN H* = 35.66 KN Sono valori per metro lineare di copertura !! Essendo: ipilastri = 4.30 m V = V*·ipilastri = 156.36 KN H = H*·ipilastri = 153.34 KN

DOMINIO DI RESISTENZA “M-N” Analisi del Problema DOMINIO DI RESISTENZA “M-N” IL GENERICO PILASTRO ESISTENTE RISULTA SOLLECITATO DA UNO SFORZO DI PRESSOFLESSIONE (cioe’, con un “N” altamente eccentrico) N = V = 156.36 KN M = C = 153.34 KNm e = M/N = 0.98 m

Soluzione del Problema RINFORZO DEI PILASTRI ESISTENTI MEDIANTE “CFRP” Rinforzo longitudinale con “CFRP” applicando una o più lamelle su uno o più strati al lembo teso di tutti i pilastri da rinforzare (lato interno) Confinamento di tutti i pilastri mediante uno o più strati di tessuto di composito fibrorinforzato (fasciatura mediante “CFRP”) INCREMENTO DELLA RESISTENZA ULTIMA DI TUTTE LE MEMBRATURE PRESSOINFLESSE +

Soluzione del Problema Riferimento Normativo: CNR-DT 200/2004 – “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati” Procedura di verifica seguita !!

Soluzione del Problema dove: solo se la membratura NON risulta confinata !!! Qualora la membratura in c.a. risulti “confinata”, in luogo di “fcd” bisogna considerare “fccd” (resistenza di progetto del calcestruzzo confinato) attraverso la relazione: dove:

Soluzione del Problema Note le caratteristiche geometriche e le proprietà meccaniche del rinforzo si procede iterativamente come sotto riportato: RELAZIONE SODDISFATTA ??? Il rinforzo previsto risulta sufficiente. SI NO Bisogna modificare le caratteristiche geometriche e/o le proprietà meccaniche del rinforzo e reiterare il ciclo appena esposto.

Soluzione del Problema Implementazione generalizzata delle formule per la verifica di elementi in c.a. rinforzati mediante “CFRP” (secondo le istruzioni della CNR-DT 200/2004): in funzione delle caratteristiche geometriche e delle proprietà meccaniche della membratura in c.a. da rinforzare; in funzione delle caratteristiche geometriche e delle proprietà meccaniche del rinforzo adottato; in funzione della modalità di disposizione del rinforzo previsto; in funzione del tipo di rinforzo necessario per l’elemento in questione (flessione, taglio, sforzo normale centrato e/o sforzo normale eccentrico); Foglio di Lavoro con “Microsoft EXCEL” Verifica Rinforzi “A FLESSIONE” Verifica Rinforzi “A TAGLIO” Verifica Rinforzi per “N-CENTRATO” Verifica Rinforzi per “N-ECCENTRICO”

Soluzione del Problema Rinforzo Longitudinale in Carbonio “Armoshield” LAMELLE CFK 160/2000 Rinforzo fibroso “Armoshield” in Carbonio Tessuto Unidirezionale U330

Soluzione del Problema In base ai saggi effettuati !!

Soluzione del Problema > 0.05 (per CNR-DT 200/2004)

Soluzione del Problema essendo: VSd = H =153.34 KN

Soluzione del Problema

GRAZIE PER LA VOSTRA ATTENZIONE STUDIO TECNICO DI INGEGNERIA Ing. CLAUDIO CONTINI Via P.G. MARTINI, 38/D – 40134 BOLOGNA Tel.: 051/6152345 – Fax: 051/6152345 www.studioingcontini.it - e-mail: info@studioingcontini.it Titolare: Dott. Ing. CLAUDIO CONTINI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 5777/A) Collaboratori: Dott. Ing. ANDREA BENEDETTI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 7105/A) Dott. Ing. MARCO SARTI (N° di iscrizione all’Ord. degli Ing. della Prov. di BO: 7719/A) Bologna, 23/04/2008