Il lavoro oggetto del presente articolo è consistito nel rinforzo strutturale di un solaio ligneo situato nel comune di EDOLO consiste in n.2 porzioni di solaio in legno di abete bianco che - per un cambio di destinazione d’uso - necessitava di un incremento di carichi accidentali così come da riferimento normativo. La soletta appartiene ad una palazzina edificata nei primi anni del ‘900, purtroppo non sono stati reperibili disegni strutturali, pertanto le geometrie e le resistenze meccaniche del legno sono stati evinti con buona approssimazione in situ. L’orditura, come si vede da foto, è particolarmente disordinata, ma è stato effettuato un rilievo così come da disegno allegato. Geometricamente la soletta si presenta con orditura a due campate e poggia su un sistema di muri perimetrali e su una robusta trave di spina. Da alcune verifiche effettuate, gli appoggi sulla muratura del perimetro non sono stati oggetto di rinforzo in quanto in buono stato di conservazione. Si è proceduto unicamente alla realizzazione di un intervento locale per i solai S1 e S2 e della trave di spina T1, mediante applicazione di tessuti in fibra di carbonio secondo la ben nota tecnologia degli CFRP. Lo stato di conservazione delle membrature analizzate era buono, non erano presenti particolari segni di degrado o di ammaloramento, a parte alcuni travetti montati già con segni di un precedente incendio che però non ne ha assolutamente compromesso la staticità del solaio. I travetti sono in Abete Bianco, secondo il criterio UNI-EN di precauzione è stato scelto di classificare il legno come C16, con le seguenti caratteristiche:
I travetti si completano con un assito in legno collaborante avente spessore di 30 mm. Il rinforzo della soletta, a regime, doveva sopportare i carichi per civile abitazione pari a 200 daN/m2. Il consolidamento effettuato va inteso pertanto come miglioramento statico locale e recupero delle qualità statiche originarie del solaio, ovvero un semplice rinforzo strutturale mediante applicazione di materiali compositi fibro rinforzati FRP, di cui al D.T. 200/2013 e DT 201/2005. Tale tipologia di intervento è stata verificata in base alla normativa vigente di cui al D.M. 17/01/2018 come previsto dal cap. 8.4 delle NTC18 (Norme Tecniche 2018), secondo capoverso, ovviamente nel caso di interventi locali non è previsto il collaudo statico.
Per il rinforzo è stato scelto di usare un tessuto unidirezionale in fibra di carbonio ad alta resistenza per sistemi di rinforzo strutturale FRP realizzati in situ, in classe 210c, con le caratteristiche facilmente desumibili da schede. Posato in loco mediante resina epossidica facente parte del sistema incollato monoliticamente tramite l’adesivo epossidico.
Immagini del solaio A e B prima dell'intervento di rinforzo con FRP
Progetto dei rinforzi
Per il consolidamento si è proceduto in via preliminare alla rettifica e pulizia di tutti i travetti dal materiale in eccesso, per la preparazione di una superficie adatta all’incollaggio delle resine. Si sono successivamente impregnati all’intradosso dei travetti e della trave di spina strati di tessuto in fibra di carbonio avente spessore 0.16 mm e larghezza 100 mm secondo il seguente schema:
rinforzo a 2 strati bw=100mm per solaio S1
rinforzo a 1 strato bw=100mm per solaio S2
rinforzo a 3 strati bw=200mm per trave T1
A tali risultati si è giunti dopo aver eseguita un’attenta analisi dei carichi, prevedendo l’utilizzo di uno schema a trave in semplice appoggio con i relativi coefficienti di sicurezza e di combinazione. In particolare per i carichi accidentali si fa riferimento alla tabella 3.1.II della NTC18.
Lo schema strutturale dei solai adottato e a semplice appoggio e di conseguenza anche tutte le sollecitazioni e deformazioni si calcolano con le note formule associate a tale schema. Per le verifiche al Momento si è proceduto al calcolo sulla base della resistenza caratteristica a flessione secondo la classificazione scelta. Le caratteristiche meccaniche vengono ridotte mediante la nota relazione:
Di contro per gli sforzi a taglio si verificano le sezioni più sollecitate in corrispondenza dell’appoggi adottando la nota formula di Jourawski, e in particolare si verifica lo sforzo in corrispondenza dell’asse neutro e dell’intradosso in corrispondenza della posa del rinforzo.
Per gli stati di esercizio si procede sostanzialmente alla verifica delle deformazioni istantanee e a lungo termine, dedotte in riferimento alle rispettive combinazioni di carico
Sulla base dei calcoli riportati è facile dedurre che tutte le verifiche dei travetti e delle travi risultano:
M.ed<M.rd VERIFICATO
Il taglio in appoggio risulta verificato anche senza apporto di FRP:
V.ed<V.rd VERIFICATO
Freccia istantanea < 1/300
Freccia lungo termine < 1/200
Modalità di posa degli FRP su elementi lignei
L’applicazione dei rinforzi secondo una precisa sequenza applicativa e precisamente:
Apertura di eventuali fessure presenti sull’elemento lineo mediante specifici strumenti meccanici
Risarcitura delle lesioni esistenti mediante l’uso di stucchi epossidici specifici
Esecuzione di molatura utilizzando dischi specifici per il legno e per tutta la lunghezza della trave nelle sole zone oggetto del rinforzo
Successivamente si è proceduti con una ulteriore pulizia del supporto con aria compressa
Ove necessario si è eseguito un riprofilamento nelle zone oggetto del rinforzo ove la sezione non si presentava con sezione regolare. Si è utilizzato anche in questo caso stucco epossidico
Impregnazione di strati successivi di tessuto mediante la specifica resina epossidica sia nelle zone mediane oggetto del rinforzo
Conclusione
L’intervento dalla durata di un paio di giorni e con un costo decisamente contenuto ha permesso di adeguare i due solai e la trave di spina ai nuovi carichi accidentali. Grazie al modulo elastico elevato rispetto al legno si sono avuti anche notevoli vantaggi in termini di deformabilità.
DACSA ENGINEERING SRL grazie alla profonda conoscenza della tecnologia maturata in anni di studi, progetti ed applicazione è in grado si fornire – come in questo caso - una soluzione di rinforzo chiavi in mano di qualsiasi struttura.
Stesura adesivo
Solaio S2 rinforzato
Solaio S1 rinforzato
Trave e travetti rinforzati con tessuto in fibra di carbonio
Gentile Professionista e Operatore dell’Edilizia,
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