Applicazione e Progettazione: BUILDING IMPROVING – Milano

Un edificio residenziale in provincia di Brescia a causa di un ampliamento architettonico necessitava del rinforzo strutturale di due travi T1 e T2. La trave più sollecitata delle due – la T1 – lunga quasi 14 metri e con sezione 120 x 70 cm si trovava – a causa dell’ampliamento dell’edificio – con due carichi concentrati disposti a l/3 e 2/3 l. Il valore del momento agente risultava altissimo pari a quasi 3000 kN/m. L’idea più naturale per il consolidamento della trave – la costruzione di due nuovi pilastri con i relativi plinti di fondazione in continuità con i due nuovi carichi concentrati – venne subito scartata in quanto il locale esistente è adibito a cantina sociale di un importante produttore vinicolo, ricordiamo che siamo nella prestigiosa regione della Franciacorta.

Soluzione 1: Uso di materiali compositi

La prima soluzione è consistita nel rinforzare la trave T1 120 x 70 con materiali compositi della società Sika e precisamente – SIKACARBODUR – che grazie al modulo elastico da 230 GPa e le alte resistenze poteva risolvere il nostro problema. Da un punto di vista progettuale utilizzando l’utilissimo SIKA SOFTWARE basato sul DT200/2004 Rev. 2013 si poteva evincere che l’applicazione di n°11 lamine per tutto lo sviluppo da 14 metri della trave si arrivava ad avere un M_rd pari a 3500 kNm.

Purtroppo l’operazione di molatura che precede sempre la fase di applicazione della lamine avrebbe prodotto molta polvere estremamente nociva per l’ambiente estremamente ovattato nel quale operavamo. Quindi si è pensato ad una soluzione di rinforzo della trave ma intervenendo dalla parte estradossale.

Soluzione 2: Uso di soli materiali compositi e acciaio per le zone compromesse post tensione esterna

Per il rinforzo della trave T1 nella sua parte estradossale il ragionamento è stato il seguente. Liberare la trave T1 dai carichi concentrati provenienti dai due pilastri e rinforzare la trave simmetrica situata la piano superiore. In tal modo la trave – liberata dei due pilastri – da quattro appoggi diventava un’unica trave da 14 metri di luce su due appoggi. Il vantaggio di tale approccio progettuale è consistito nel fatto che avendo la stessa geometria e la stessa armatura della trave T1 ma un carico minore, avrebbe avuto bisogno al massimo della stessa quantità di carbonio della soluzione n°1. Il primo problema che si è affrontato erano le compressioni che – non potendo cambiare le geometrie con getti in calcestruzzo collaborante – occorreva applicare piatti in acciaio di almeno 4 mm di spessore per assorbire le compressioni. Studiato il progetto in tutti i minimi dettagli compresi quello non facile del sollevamento e del taglio dei pilastri, si otteneva dai calcoli una deformazione verticale a fine lavori pari a 30 mm. Al committente un valore così alto della freccia anche se entro i termini di legge non piacque a causa delle sue possibili conseguenze sulla struttura, quali piccole fessure nelle tramezzature.

Soluzione 3: Uso di soli materiali compositi, post tensione esterna in CFRP e getti in calcestruzzo

Si arrivò così alla terza fase della progettazione. Operando – sempre sulla trave situata sopra la trave T1 – con dei getti in calcestruzzo, connettori e reti elettrosaldate, si “trasformò” la trave T1 in una trave parete fortemente vincolata ai pilastri che grazie all’utilizzo di tessuti in fibra di carbonio – SIKAWRAP – veniva adeguatamente rinforzata. In questo modo si riuscì a rinforzare la trave senza gravare il peso sulla trave T1 e limitandone le deformazioni. I tessuti SIKAWRAP sono stati utilizzati sia per il rinforzo dei pilastri e sia per la trave. L’uso di SIKA ANCHORFIX 3+ adesivo epossidico in cartuccia ad alta prestazione ed adesività garantiva un perfetto inghisaggio dei circa 200 connettori progettati. Una post-tensione esterna con barre in carbonio concludeva l’intervento di rinforzo.

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