Fasciature in FRP per rinforzo strutturale: le ex Colonie Padane a Cremona

Le ex Colonie Padane a Cremona

Ottimo esempio di architettura fascista, le ex Colonie Padane di Cremona, sono state di recente oggetto di opere di rinforzo strutturale nell’ambito di un più ampio intervento di riqualificazione che le ha restituite alla comunità cittadina dopo anni di abbandono.

Si tratta di un manufatto in calcestruzzo armato che descrive un emiciclo con una torre centrale svettante. Letto in pianta si tratta di una semi corona circolare con lunghezza 115 metri, costituito da un telaio puntiforme e composto di travi e pilastri sorretti da fondazioni sia a plinto sia continue, disposti a raggera. Un secondo corpo è posto al centro della corona circolare ed è caratterizzato da un sistema di duplici rampe di scale che si ripetono anche in testa alla corona circolare. 

Costruite nel 1936 in un’area a pochi metri dal Po, erano una colonia elioterapica, edificata per volontà di Roberto Farinacci, l’ex segretario del partito fascista. Furono realizzate dall’ing. Carlo Gaudenzi, nell’ambito di un’area di quasi 40 mila metri quadri, a forma di grande nave immersa in un parco ricco di piscinette e laghetti.

Il complesso architettonico, costituito da due piani fuori terra dove erano distribuiti gli spogliatoi, i servizi, le docce e la dispensa, le cucine e il vasto refettorio, fu abbandonato dopo la caduta del fascismo, ed utilizzate saltuariamente e parzialmente in maniera sporadica e poco efficace, fino ad essere dimenticate.

Le problematiche e il danno della struttura

L’edificio si presentava in cattivo stato di conservazione, risultato di un lungo periodo di abbandono con i risvolti conseguenti al non utilizzo, alla mancanza di manutenzione e cura dei luoghi. Le opere in calcestruzzo visibili in corrispondenza degli intonaci mancanti apparivano in buono stato di conservazione sebbene inadeguate all’uso secondo i parametri normativi vigenti e, pertanto, bisognose di interventi di rinforzo e adeguamento. In maniera analoga alle superfici verticali anche i solai presentavano ampie zone di distacco all’intradosso e rivelavano problemi di sfondellamento per lo più localizzato.

Ai fini di definire un progetto di rinforzo strutturale con materiali compositi, in particolare con fasciature in fibra di carbonio, sono state eseguite analisi diagnostiche, con strumenti pacometrici e sclerometrici, in grado di definire le caratteristiche dei materiali (calcestruzzo e acciaio di armatura).

Per il calcestruzzo il valore medio della resistenza cilindrica a compressione è risultato essere fcm = 36,93 MPa, da cui deriva una resistenza caratteristica a compressione fck = 28 MPa. A questa corrisponde una classe di calcestruzzo, secondo la denominazione attuale ufficiale, C28/35, mentre l’acciaio per le armature di travi e pilastri è di tipo liscio, con diametri che vanno dai 6 mm ai 20 mm. Secondo la normativa dell’epoca, si impiegava acciaio con tensione ammissibile variabile tra 2.200 e 2.400 kg/cm² per calcestruzzi con resistenza R350. 

La progettazione strutturale degli interventi di consolidamento

Il dimensionamento della struttura è stato effettuato con l’ausilio di un software di calcolo strutturale agli elementi finiti (Mastersap) e il comportamento della struttura sotto le azioni statiche e dinamiche è stato valutato con modellazione agli elementi finiti.

Per quanto riguarda i pilastri, caratterizzati da sezioni differenti, gli interventi di fasciatura sono stati progettati per altezze differenti come segue:

• pilastro tipologia A1 (30x40 cm): confinamento della sezione in c.a. mediante avvolgimento totale con fasciatura in tessuto unidirezionale in fibra di carbonio (FB-GV330-HT050) per un’altezza pari a 100 cm dalla base;
• pilastro tipologia A2 (30x30 cm): confinamento della sezione in c.a. mediante avvolgimento totale con fasciatura in tessuto unidirezionale in fibra di carbonio (FB-GV330-HT050) per un’altezza pari a 100 cm dalla base;
• pilastro tipologia A3 (20x30 cm): rinforzo a pressoflessione della sezione con applicazione di una fascia di tessuto unidirezionale in CFRP (FB-GV330-HT050) per ciascun spigolo del pilastro, di larghezza 25 cm e altezza pari a 100 cm; confinamento della sezione in c.a. mediante avvolgimento totale con fasciatura in tessuto unidirezionale in fibra di carbonio (FB-GV330-HT050) per un’altezza pari a 100 cm dalla base;
• pilastro tipologia A4 (60x60 cm): confinamento della sezione in c.a. mediante avvolgimento totale con fasciatura in tessuto.

Alla luce dei risultati ottenuti per il rinforzo delle travi al fine di riprendere il 100% delle sollecitazioni agenti si è intervenuti nel seguente modo:

• trave tipologia B1 (30x70 cm): per la sola spina centrale della struttura, rinforzo a flessione con applicazione di tessuto unidirezionale in fibra di carbonio (FB-GV330-HT050), di larghezza 250 mm, all’intradosso della sezione; incollaggio di fasciatura con avvolgimento ad U di tessuto unidirezionale in fibra di carbonio (FB-GV330-HT050), per una larghezza minima di 60 cm.
• trave tipologia B2 (20x70 cm): applicazione di fasciatura con avvolgimento ad U di tessuto unidirezionale in fibra di carbonio (FB-GV330-HT050), per una larghezza minima di 60 cm, all’intradosso della sezione. 

L'intervento di rinforzo delle strutture

L’intervento è consistito nell’applicazione di tessuti unidirezionali in fibra di carbonio ad alta resistenza ed elevato modulo elastico su tutti i pilastri e quasi tutte le travi, per una quantità complessiva di circa 650 mq.

Il sistema di rinforzo utilizzato, BETONTEX^®-EPOXY, è costituito da nastri unidirezionali in fibra di carbonio che vengono posati in fasce seguendo la disposizione indicata in progetto e secondo un ciclo prestabilito.

La posa del tessuto in fibra di carbonio è stata preceduta da una fase di pulizia del sottofondo con strumenti meccanici di precisione ai fini di garantire una perfetta aderenza tra resina e calcestruzzo. In particolare, si è proceduto con particolare cura in corrispondenza degli spigoli dei pilastri che, secondo le Raccomandazioni tecniche del CNR-DT200 R1-2013, devono avere un raggio di curvatura adeguato, almeno di 20 mm, ottenuto con un’attenta molatura.

La superficie del sottofondo, adeguatamente preparata, è stata impregnata con un primer che penetra nello strato del calcestruzzo e, dopo adeguato tempo di attesa, si è proceduto alla stesura di un primo strato sottile di resina tixotropica su cui è stato posato il tessuto in fibra di carbonio.

Il materiale composito è stato steso in maniera uniforma con l’ausilio di un ‘rullo frangibolle’ che ne consente la corretta posa in aderenza al calcestruzzo sottostante. Un ulteriore ciclo di resina impregnante ha completato la posa del tessuto seguito dall’applicazione di sabbia di quarzo asciutta per ottenere una superficie di adesione adeguata allo strato di finitura.

MATERIALI E SISTEMI FIBRE NET 

> per CONSOLIDAMENTO con SISTEMA BETONTEX-EPOXY

FB-RC01_Primer - Resina epossidica a bassa viscosità ed elevate capacità di penetrazione per preparazione della superficie
FBE-RC02_Adesivo impregnante – Resina epossidica tissotropica per impregnazione tessuti
FB-GV330U-HT_Rinforzo unidirezionale termosaldato in fibra di carbonio ad alto modulo

SCHEDA CANTIERE

OGGETTO – Recupero con adeguamento strutturale e sismico di edificio pubblico.
LOCALITA’- Comune di Cremona
PROPRIETA’ – Comune di Cremona
COMMITTENTE -  Fondazione Giovanni Arvedi e Luciana Boschini
PROGETTO ARCHITETTONICO - arch. G. Pelù, arch. M. Bianchi - arkpabi, Cremona
PROGETTO STRUTTURALE DI CONSOLIDAMENTO_Dott. Ing. Alberto PECCHENINO
IMPRESA GENERALE – Immobiliare Raffaella srl
IMPRESA ESECUTRICE DEI RINFORZI STRUTTURALI - Building Improving s.r.l., Milano 
RESPONSABILE FRP CANTIERE: Dott. Ing. Alberto GRANDI Milano
MATERIALI E SISTEMI UTILIZZATI_ SISTEMA BETONTEX-EPOXY, Fibre Net
ANNO DI REALIZZAZIONE_2016