Perforazioni armate

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Problemi Strutturali dei Monumenti e dell’Edilizia Storica
Immagini lezioni 2012
Generalità sui provvedimenti tecnici
fuori piano
arch. Mariateresa Guadagnuolo
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Sintesi schematica di dissesti da sisma
Cosa si può
fare ???????
M.Guadagnuolo
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1.- Perforazioni armate
• Finalità
-
incremento della resistenza a compressione ed a trazione della muratura
incremento della resistenza a taglio della muratura
ammorsatura delle pareti murarie
realizzazione convenzionale di cordoli di piano (pseudocordoli)
cucitura di elementi sconnessi
sarcitura di lesioni significative
• Campi di impiego
- è un provvedimento tecnico che ha un esteso campo di impiego [!!]
- porre attenzione nell’impiego in murature a paramenti scollegati
- deve essere garantita la durabilità degli elementi di armatura inseriti e la
compatibilità delle malte iniettate.
• Effetti indotti
- induce incrementi di rigidezza (anche non trascurabile) degli elementi murari
M.Guadagnuolo
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1.- Perforazioni armate
• Osservazioni
- l’efficacia dipende da disposizione e sovrapposizione degli elementi di armatura
(trasmissione delle forze tra barre e muratura)
- porre attenzione all’aderenza miscela – muratura
- nel rinforzo degli elementi murari si consegue anche un incremento della
duttilità (in taluni casi molto significativo) e della capacità di dissipare energia
- sono utilizzabili anche armature diverse da quelle usuali in acciaio:
- acciai speciali
- barre in vetroresina
- barre in resine sintetiche
- fibre di carbonio
- fibre polimeriche
- alcune fibre sintetiche hanno caratteristiche deformative simili alla muratura
[si prevengono concentrazione di tensioni quando la muratura è compressa]
[NB. l’acciaio è da 20 a 100 volte più “rigido” della muratura]
M.Guadagnuolo
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1.- Perforazioni armate
L’impiego più tradizionale
Collegamento di
pareti murarie
M.Guadagnuolo
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1.- Perforazioni armate
!?!
M.Guadagnuolo
valutare con attenzione gli effetti
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1.- Perforazioni armate
Altre applicazioni
Cucitura
di un vano
M.Guadagnuolo
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2.- Inserimento di “elementi cordolo”
• Finalità [ Î contribuiscono ad ottenere un comportamento scatolare]
- collegare le murature e ripartire i carichi sismici
inoltre, quando in sommità [particolarmente efficaci]:
- ridurre la spinta dei tetti e distribuire i carichi verticali
• Osservazioni
- da evitare l’esecuzione di cordoli in breccia
- spesso è opportuno un consolidamento della muratura interessata
se di scarsa qualità o se i cordoli sono in c.a. [diversa rigidezza dei materiali]
- particolare attenzione nel disporre cordoli in c.a.
se impiegati, preferibilmente di altezza limitata [meno pesanti e rigidi]
- da preferire le soluzioni in muratura armata
[rispettose della conservazione delle caratteristiche murarie]
- in alternativa in materiali metallici [leggeri e poco invasivi]
M.Guadagnuolo
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3.- Tirantature
Finalità
- collegamento tra pareti murarie
- miglioramento del comportamento d’insieme della costruzione
- miglioramento della risposta delle fasce di piano in pareti con aperture
- eliminazione di spinte [vedi provvedimenti archi e volte]
- disposizione di vincoli contro il collasso fuori piano dei pannelli murari
M.Guadagnuolo
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3.- Tirantature
I tiranti sono generalmente realizzati con:
-
barre tonde in acciaio a bassa resistenza (preferibili)
barre in acciai speciali, es. acciai inossidabili di varie classi (da valutare)
piatti o profilati metallici
trefoli armonici inguainati (soluzione da non preferire)
NB. Scelta da effettuare valutando le caratteristiche di resistenza,
deformabilità, lavorabilità e compatibilità
Osservazione: La riuscita dell’intervento è legata alla corretta valutazione
della pretensione necessaria ed al suo effettivo conseguimento:
• è necessaria una pretensione (quella “necessaria”) di modo che:
- i tiranti entrino in funzione all’atto della messa in opera
(e non dopo l’applicazione di carichi)
- si contrastino escursioni termiche e cadute di tensione
• è opportuno disporre dei tenditori (ispezionabili)
NB. Il posizionamento dei tiranti può modificare lo schema resistente
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3.- Tirantature
• Disposizione tiranti
ƒ disposizione nella costruzione
- alla quota degli impalcati ed in sommità della costruzione
- di modo che gli ancoraggi siano in corrispondenza di muri trasversali
- nel caso di solai sfalsati a metà tra i due
- preferibile conservare le simmetrie in pianta [per evitare effetti torsionali]
- omogeneamente lungo l’altezza della costruzione
[per ridurre la lunghezza libera di inflessione dei maschi]
ƒ distanza tra due tiranti successivi
- dipende dalla tipologia muraria (dovrebbe essere minore di 5 m)
- evitare ingiustificate concentrazioni locali di tensioni
ƒ disposizione nella muratura
- tiranti interni (disposti a seguito di perforazioni)
- tiranti esterni (in adiacenza alle murature o disposti in tracce)
[tracce profonde circa 10 cm e sigillate con malte a ritiro compensato]
- è preferibile la disposizione su entrambi i lati della muratura
- nelle pareti esterne disposti sul paramento interno
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3.- Tirantature
Messa in tensione delle catene
Può essere ottenuta con allungamento a caldo o a freddo
Allungamento a caldo - Tecnica tradizionale da non preferire
- Mediante riscaldamento
Messa in opera della catena, se ne riscalda il tratto centrale fino all’allentamento
dei capichiave; successivamente, bloccando nuovamente gli ancoraggi, la catena
sviluppa il tiro raffreddandosi
Allungamento a freddo
- Mediante contrasto del dado di testa sul capochiave
E’ necessario che le catene abbiano un estremo filettato e il capochiave sia forato
per permetterne il passaggio. La messa in tensione avviene avvitando il dado
sull’estremo filettato della catena, fino a raggiungere l’allungamento calcolato
- Mediante manicotto filettato
La messa in tensione può essere conseguita anche a mezzo di un manicotto
intermedio con filettature destra-sinistra - Soluzione preferibile
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3.- Tirantature
Giunzione tirante-tirante
NB. Preferibile con manicotto filettato a doppia vite
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3.- Tirantature
Ancoraggio alle murature
ma generalmente:
Disponibili diverse soluzioni (metallo, c.a., ecc.),
- capochiave a paletto o con bolzoni particolari
- capochiave a piastra quadrata, rettangolare o circolare
- ancoraggi con spinotti
Considerazioni
• Capochiave rigidi per avere sollecitazioni su muratura entro valori ammissibili
[per evitare schiacciamenti o lesioni localizzate]
• Preferibili soluzioni che “interessano” ampie porzione di muratura
[es. paletti semplici rispetto a piastre in murature ben organizzate]
• Capochiave a piastra preferiti in murature scadenti o con piccoli blocchi
[talvolta necessario consolidare e lisciare la muratura nella zona di ancoraggio]
• Preferibile non incassare il capochiave nello spessore della parete se la
muratura ha paramenti non collegati
• Preferibile giunzione tirante – capochiave bullonata (poi punto di saldatura)
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3.- Tirantature
Capochiave
Bolzone ad Y
Soluzioni per murature
ben organizzata
Capochiave a paletto
M.Guadagnuolo
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3.- Tirantature
Capochiave
Soluzioni per murature
ben organizzata
Capochiavi a paletto
M.Guadagnuolo
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3.- Tirantature
Capochiave
Soluzioni per murature scadenti
o con blocchi piccoli
Capochiavi a piastra
quadrata o rettangolare
circolare
M.Guadagnuolo
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3.- Tirantature
Capochiave
evitare l’incasso se la
muratura ha paramenti
non collegati
M.Guadagnuolo
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3.- Tirantature
Capochiave
Altre
soluzioni
M.Guadagnuolo
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3.- Tirantature
Verifica della muratura
Tmax
Tu
M.Guadagnuolo
Si considera la resistenza a
taglio della muratura, in quanto,
essendo le catene disposte in
prossimità di pareti trasversali e
impalcati, le azioni flettenti sono
ridotte rispetto a quelle taglianti.
Tu
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4.- Fasciature
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Fiber Reinforced Polymer (FRP)
rinforzo
fibra
fibrorinforzato
matrice
resina
In genere l’unione tra il rinforzo e la matrice avviene durante la fase di messa in
opera dell’FRP, piuttosto che in stabilimento attraverso i processi cosiddetti di
pultrusione
Fibre di Carbonio
”
molto diffuse
[soprattutto nel calcestruzzo armato]
Fibre di Aramide
”
molto impiegate nelle murature
Fibre di Vetro
”
mediamente diffuse
[anche in abbinamento alle altre]
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Obiettivi degli interventi
Per effetto del sisma le pareti possono
perdere verticalità, distaccarsi agli
incroci, ribaltarsi, ecc.
è necessaria la presenza di
elementi che garantiscano un
“comportamento scatolare”
M.Guadagnuolo
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