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Dimensionamento dei rinforzi di strutture esistenti in c.a. e muratura: scopri la soluzione AMV
Il programma Verifiche Rinforzi & Muratura Armata è finalizzato principalmente al dimensionamento dei rinforzi di strutture esistenti in c.a. e muratura.
I criteri di calcolo che stanno alla base di Verifiche Rinforzi si prestano però anche al dimensionamento della muratura armata, che viene quindi inclusa nella procedura.
Verifiche Rinforzi & Muratura Armata
Il programma Verifiche Rinforzi & Muratura Armata è finalizzato principalmente al dimensionamento dei rinforzi di strutture esistenti in c.a. e muratura.
I criteri di calcolo che stanno alla base di Verifiche Rinforzi si prestano però anche al dimensionamento della muratura armata, che viene quindi inclusa nella procedura.
Per le Opere in c.a. le tipologie di rinforzo trattate sono cinque: tessuto FRP, incamiciatura in c.a., incamiciatura FRC, incamiciatura in acciaio, incamiciatura con metodo CAM. Per le Opere in muratura le tecniche di rinforzo sono due: tessuti FRP e metodo CAM; a queste si aggiunge il progetto della muratura armata.
A supporto del progettista, Verifiche Rinforzi include una Banca dei tessuti FRP, personalizzabile dall’utente, in cui sono già registrati molti prodotti presenti sul mercato nazionale. Analogamente, nel caso FRC le proprietà ordinarie del calcestruzzo sono integrate con quelle caratteristiche del comportamento a trazione.
Come descritto nel seguito, Verifiche Rinforzi opera autonomamente, ma è anche collegato a MasterEsist per le opere in c.a. e a MasterMuri per le opere in muratura. In questi casi vengono acquisiti automaticamente i dati di input, sia geometrici che meccanici, e le sollecitazioni agenti (calcolate tramite analisi lineare o pushover).
Il risultato finale di gran parte delle procedure è rappresentato dai domini di rottura a pressoflessione nelle due direzioni, in cui vengono collocate le caratteristiche di sollecitazione, oltre che dalla stampa degli indici di resistenza: pressoflessione nel piano, fuori piano e taglio.
Approfondiamo alcuni aspetti che riguardano le tipologie di intervento nelle strutture esistenti in c.a. e muratura.
Rinforzi per Opere in c.a.
L’incamiciatura in c.a. richiede di definire la geometria della camicia, anche parziale, nonché le armature esistenti e di rinforzo. L’armatura longitudinale può essere passante al nodo strutturale oppure interrotta, con le implicite conseguenze sulle resistenze di calcolo. Nel dimensionamento a pressoflessione vengono utilizzate tutte le proprietà dei materiali vecchi e nuovi presenti nella sezione. I miglioramenti ottenibili sono in termini di resistenza a taglio e flessione, confinamento e deformabilità.
L’incamiciatura con calcestruzzo fibrorinforzato (FRC) persegue le stesse finalità con la differenza sostanziale che viene adottato, per la camicia, un calcestruzzo in grado di resistere a trazione e quindi di fondamentale utilità nelle verifiche a flessione. Le proprietà del calcestruzzo rinforzato sono descritte in un’apposita scheda integrativa delle proprietà ordinarie a compressione del calcestruzzo.
L’utilizzo di queste due tecnologie implica una maggiorazione significativa della geometria e dell’inerzia sezionale e quindi la necessità di rieseguire l’analisi strutturale. Pertanto, una volta rinforzata la struttura, originariamente analizzata con MasterSap, sono previsti questi passaggi automatici per il suo riesame, coinvolgendo pilastri e setti:
- archiviazione della sezione incamiciata e aggiornamento delle proprietà di calcolo (sezioni, inerzie etc.);
- esecuzione di una nuova analisi strutturale con le proprietà aggiornate e quindi rideterminazione degli stati deformativi e tensionali;
- nuova verifica in MasterEsist delle sezioni originariamente non rinforzate;
- rielaborazione delle sezioni rinforzate in Verifiche Rinforzi e ricontrollo del dimensionamento originario nelle nuove condizioni di sollecitazione.
È naturale che questa procedura possa risultare, per sua natura, ricorsiva: ossia, nel secondo passaggio, altri elementi possono risultare bisognosi di rinforzo oppure quelli originariamente già rinforzati richiedere un aggiornamento dell’incamiciatura.
La necessità di rielaborazione del modello non coinvolge invece le altre tecniche di rinforzo di opere in c.a., che andiamo a illustrare, fra cui quella che adotta i tessuti FRP. Con questo metodo vengono rinforzate, a taglio e/o flessione, le estremità degli elementi trave e pilastro/setto oppure i nodi trave-pilastro, d’angolo o perimetrali. Più precisamente, per rimediare ai meccanismi fragili negli elementi, viene valutata la capacità originaria a taglio e dimensionato il rinforzo ad integrazione, per soddisfare la domanda locale, introducendo fasce alle estremità.
Per quanto riguarda i meccanismi fragili ai nodi, invece, le fasce sono destinate ad assorbire integralmente l’azione tagliante trasmessa al nodo. Inoltre eventuali fasce diagonali ai nodi vengono applicate per assorbire le azioni trasmessa dai muri di tamponamento.
La verifica dei meccanismi duttili riguarda i pilastri e migliora il comportamento a flessione, integrando con FRP la resistenza mancante.
L’incamiciatura in acciaio di elementi in c.a. può essere realizzata con profili e piastre in acciaio, metodo più tradizionale, o con il Sistema CAM®. I miglioramenti attesi sono in termini di resistenza a taglio, confinamento e deformabilità. Il Sistema CAM®, realizzato con nastri in acciaio inox pretesi, aspetto che migliora il confinamento, offre un discreto incremento di resistenza a pressoflessione. Con il rinforzo CAM® è possibile rinforzare anche i nodi trave pilastro.
Precisiamo che il collegamento di Verifiche Rinforzi con MasterEsist si realizza generalmente attraverso due modalità operative, a seconda della tecnologia adottata. Con il modo interattivo l’utente processa uno ad uno gli elementi con meccanismi “difettosi”, al fine di indagare puntualmente i casi critici di interesse. In alternativa si possono processare tutti i nodi e gli elementi in difetto per dimensionare, in modo automatico, ad esempio, il numero di strati del tessuto di rinforzo FRP impostato dall’utente.
Rinforzi per Opere in muratura
Oltre alle tecniche “elementari” già implicite nel procedimento di verifica in MasterMuri (secondo le indicazioni della Tabella C8A.2.2 della Circolare NTC 2008) è possibile adottare il rinforzo mediante tessuti FRP o adottando il metodo CAM. Con entrambi i metodi si migliora il comportamento a pressoflessione e taglio del maschio murario. In particolare nel caso FRP per il rinforzo a taglio è previsto l’impiego di bande orizzontali o diagonali.
Nel caso CAM i adottano nastri in acciaio verticali e orizzontali. Come negli altri casi, in entrambe le tecnologie l’utente deve precisare geometria del maschio murario e degli elementi di rinforzo e proprietà dei materiali.
La Muratura armata viene trattata adottando un procedimento analogo a quello dei rinforzi. Le finalità sono le stesse, ovvero migliorare il comportamento a flessione e taglio della muratura ordinaria, attraverso l’introduzione di armature longitudinali e trasversali integrative.
Anche nel caso delle Opere in muratura, il collegamento con MasterMuri rende il lavoro molto efficace e produttivo. Inoltre, per velocizzare le operazioni di input dei dati di uso corrente dei rinforzi, questi possono essere definiti dall’utente entro MasterMuri e riversati in modo omogeneo e automatico in Verifiche Rinforzi & Muratura Armata.
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