Restauro statico delle strutture
in cemento armato
Il restauro e il rinforzo di elementi strutturali in cemento
armato si effettuano inserendo nuove armature e aumentando le
sezioni in calcestruzzo
Specialmente negli interventi di adeguamento sismico, può
essere necessario inserire nuovi elementi strutturali.
In ogni caso l'esito delle operazioni è legato alla trasmissione
degli sforzi fra materiali esistenti e materiali di apporto.
Le verifiche di resistenza delle sezioni restaurate devono essere
condotte tenendo conto dei meccanismi di trasmissione degli
sforzi.
Possibili meccanismi di
trasmissione degli sforzi:
tra cls e acciaio:
1) pull-out
tra cls e cls:
2) compressione
4) attrito cls/cls
5) coesione (ripresa della
lesione con resine)
tra armature:
3) azione "perno"
Trasmissione degli sforzi cls/cls:
SFORZO DI COMPRESSIONE
per favorire la trasmissione occorre:
• scalpellare la superficie esistente per conferire ruvidità
• pulire accuratamente la superficie mediante getti d'aria e acqua
a pressione
• bagnare abbondantemente per almeno 6 ore prima del nuovo
getto
per tener conto della non perfetta compattazione tra cls esistente e
cls nuovo, si può assumere un modulo elastico ridotto per un
tratto del nuovo getto
Trasmissione degli sforzi cls/cls:
SFORZO DI TAGLIO
•
•
•
per coesione
per attrito
per l'azione perno esercitata da armature perpendicolari
all'interfaccia.
La trasmissione per coesione e per attrito non sono affidabili.
Pertanto per la trasmissione del taglio si ricorre all'impiego di
connettori disposti ortogonalmente alla direzione dello sforzo da
trasmettere.
Azione perno
Si sviluppa quando le barre metalliche sono disposte
perpendicolarmente al piano di scorrimento fra cls vecchio e nuovo
il meccanismo di collasso può essere:
schiacciamento del cls a contatto con la barra in prossimità
dell'interfaccia e snervamento dell'acciaio del perno
per frattura del cls
Verifiche
• verifica a taglio del perno nella sezione di interfaccia
• verifica a momento flettente del perno: in presenza di taglio, le
superficie di contatto subiscono uno scorrimento relativo,
l'armatura trasversale viene messa in trazione e, per l'equilibrio
locale, il cls adiacente risulta compresso. Questo aumento di
compressione può portare alla plasticizzazione del cls nelle zone
di contatto. Il perno rimane così scoperto per un certo tratto con
conseguente inflessione.
• verifica a compressione del cls: la plasticizzazione del cls
all'interfaccia perno-cls, risulta nello scorrimento del perno.
Tecniche di intervento
LAVORAZIONI
Iniezione delle lesioni
non passanti: per
ripristinare la
coesione fra le due
facce di una lesione
LAVORAZIONI
Rivestimento con rete elettrosaldata
LAVORAZIONI
Applicazione di
lamiere d'acciaio
PILASTRI
Riparazione locale senza aumento di sezione
PILASTRI
Incamiciatura con
nuove armature
PILASTRI
Rinforzo con
profilati d'acciaio
(beton plaqué)
intervento applicabile
in caso di forte
lesionamento
l'applicazione dei
calastrelli a caldo,
aumenta l'effetto
cerchiante
TRAVI
Riparazione locale senza aumento di sezione
TRAVI
Incamiciatura totale con nuove armature
TRAVI
Placcaggio con piatti d'acciaio
NODI
Rinforzo con incamiciatura di cemento armato
TELAI
Rinforzo con controventi in acciaio
SOLAI
Rinforzo mediante soletta collaborante
SOLAI
Rinforzo delle nervature
INSERIMENTO DI NUOVI ELEMENTI
STRUTTURALI
Nella progettazione occorre tener conto della effettiva
distribuzione delle azioni fra gli elementi esistenti ed i nuovi.
Es. 1: i carichi verticali, se non si adottano particolari
accorgimenti (sollevamento in fase di realizzazione), graveranno
solo in parte sulle nuove strutture
Es. 2: particolare attenzione ad adottare la modellazione con
diaframmi rigidi se i solai non sono ben collegati alle nuove
strutture ed effettivamente in grado di sopportare le azioni
derivanti dalla funzione di diaframma
INSERIMENTO DI NUOVI ELEMENTI
STRUTTURALI
E’ fondamentale curare la progettazione e l’esecuzione delle
connessioni fra nuovi e vecchi elementi, tenendo conto dei
possibili meccanismi di trasmissione degli sforzi.
In particolare, occorre prevedere un numero adeguato di barre di
ancoraggio dei nuovi elementi a quelli esistenti.
Di solito le barre di ancoraggio vengono inserite in fori trapanati
ed inghisati con resine. La lunghezza di ancoraggio deve essere
sufficiente a trasmettere gli sforzi.
Pos.14 1Ø10/40
Pos.15 1Ø10/40
Inserimento
di setti in c.a.
nei campi di
telaio
Pos.13 1Ø10/40
Pos.29 1Ø16/25
Pos.8 Pos.9 1Ø10/20
Pos.28 1Ø16/25
Pos.28 1Ø16/25
Pos.19 1Ø8/20
Pos.20 1Ø10/40
Pos.12 1Ø10/40
Pos.26 3Ø10
Pos.25 3Ø10
Pos.11 1Ø10/40
Pos.10 1Ø10/40
Pos.30 1Ø16/25
Pos.28 1Ø16/25
Pos.28b 1Ø16/25
Pos.4 Pos.5 1Ø10/20
Pos.19 1Ø8/20
Pos.4 Pos.5 1Ø10/20
Pos.4 Pos.5 1Ø10/20
Pos.28 1Ø16/25
Pos.19 1Ø8/20
Pos.30 1Ø16/25
Pos.19 1Ø8/20
Pos.3 2Ø10/40
Pos.17 2Ø12
Pos.18 2Ø12
Pos.33 2Ø12
Pos.32 3Ø12
Pos.36 6Ø12
Pos.31 3Ø12
cuciture 2+2Ø16 L=70 cm
Pos.1- Pos.2 1Ø12/30
inghisati per 20 cm
nella fondazione esistente
Pos.17 2Ø12 L=1050
Pos.18 2Ø12 L=275
Pos.18 2Ø12 L=275
Pos.28b 1Ø16/25 L=65
Pos.29 1Ø16/25 L=130
Pos.28 1Ø16/25 L=150
Pos.30 1Ø16/25 L=150
Pos.33 2Ø12 L=100 *
Pos.28 1Ø16/25 L=65
Pos.36 2Ø12 L=100 *
Pos.30 1Ø16/25 L=150
* quote da verificare in opera
Pos.26
Solaio 18+3
Pos.25
50
15
Pos.19
Pos.37
Pos.20
Solaio 18+3
Pos.12
Pos.11
Pos.10
30
50
30
1Ø6 L=40cm
Pos.6 1Ø10/20 L=280
30
Pos.7
Pos.19
Pos.6
30
Pos. 14 Pos. 15 Pos. 16 1Ø10/40 L=110
inghisati nella trave per 15 cm
Pos.26 3Ø10 L=80
inghisati nella trave per 15 cm
Pos.25 3Ø10 L=75
inghisati nel pilastro per 25 cm
Pos.19
15
legature 6Ø6/mq
Pos.8
Pos. 11 Pos. 12 1Ø10/40 L=80
inghisati nella trave per 15 cm
Pos.9
Pos.27
50
Pos.27 1+1Ø10/20 L=60
inghisati nel pilastro
Pos.10 Pos.20 1Ø10/40 L=65
inghisati nella trave per 15 cm
20
Pos.9
50
Pos.14
Pos.13
50
Pos.14
30
30
Pos.15
Pos.9 1Ø10/20 L=370
Pos.15
Pos.7 1Ø10/20 L=400
Pos.16
Solaio 12+3
Pos.8 1Ø10/20 L=253
Pos.13 1Ø10/40 L=65
inghisati nella trave per 15 cm
Pos.16
Solaio 12+3
legature 6Ø6/mq
rete e.s. 6/10
Pos.24 3Ø12 L=80
inghisati nel pilastro per 20 cm
Pos.19
Pos.4
Pos.5
legature 6Ø6/mq
Pos.17 2Ø12
Pos.17 2Ø12
Pos.18 2Ø12
saldature in opera
35
147
35
35
50
35
147 - 148
20
84
24
96
20
96
35
fondazione esistente
50
84
45
70
Pos.21, 22 3Ø12 L=90
Pos.23 3Ø12 L=80
inghisati nel pilastro
20
35
20
fondazione esistente
Pos.2
1Ø8 /30 corrente
35
1Ø8 /30 corrente
Pos.1
35
Pos.22
70
Pos.21
45
20
100
Pos.23
Pos.3
81
100
20
Pos.1 Pos. 2 1Ø12 /30 L=200
inghisati nella trave per 20 cm
g-g
Pos.3 1Ø10/20 L=235
Pos.24
Pos.5 1Ø10/20 L=300
Pos.4 1Ø10/20 L=300
rete e.s. 6/10
Rinforzo travi
Calcestruzzo di
riempimento mix tipo 2
Chiudere la staffa in opera
320 di nuovo inserimento Vd. Part.2
21
5
10
320 esistenti
Staffe 10/35
integrative
60
70
Staffe 10/35
L=225
Consolidamento in calcestruzzo
mix tipo 2 s=5cm
1+1 Ø8
Staffe 10/35
esistenti
5
Solaio 18+3
esistente
95
5
Sez. 4-4
scala 1:10
30
5
Trave esistente
30x60
35
Inserimento controventi
Cordolo 30x45
80
80
45
T 30x45
Solaio 12+3
Solaio 12+3
Piastra Tipo I
bulloni passanti 24
HEB 120
Part. nodo N1
80
6,
e
Fe
Pil. 30x40
0
43
Tu
bo
lar
33
e
8
96
/
6,
255
b
Tu
r
ola
/
96
80
33
Fe
43
0
8
Piastra Tipo I
Part. nodo N2
Trave rialzata 20x60
Solaio 18+3
60
Solaio 18+3
Piastra Tipo II
Part. nodo N3
30
322
30
322
30
272
310
34
6,
Pil. 30x50
b
Tu
r
ola
e
/
96
Fe
0
43
6
3.
34
3.
6
Tu
bo
lar
e
96
/6
,F
e4
30
Piastra Tipo II
20
20
Part. nodo N4
HEB 280
HEB 280
Part. nodi N4 (quote in mm) Scala 1:10
170
170
saldature a cordoni d'angolo;
lato 15mm
200
saldature a cordoni d'angolo;
lato 15mm
HEB280
malta di riempimento
Pilastri di edificio privato
Bagolo in Piano (RE)
Fasciatura con CFRP di pilastri danneggiati da sisma
Stabilimento Complastex
Lucca
Ripristino strutturale di una trave con CFRP per consentire
l’eliminazione di un pilastro
Stabilimento Complastex
Lucca
Ripristino strutturale di una trave con CFRP per consentire
l’eliminazione di un pilastro
Riferimenti bibliografici
Avramidou N.: "Criteri di progettazione per il restauro delle
strutture in cemento armato", Liguori Editore, 1990.
Bibl. DIS, X II 19