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Gruppo Compositi Magazine |
anno XI - numero 41
Organo ufficiale di Assocompositi
@Compositi_mag
settembre 2016
ISSN 2499-6890
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Editoriale Prof. Roberto Frassine, Presidente Assocompositi
Launch of the Lancio ufficiale
EuCIA Eco Impact dell’Eco Impact
Calculator Calculator
for composites per i compositi
In July EuCIA announced the launch of the online Lo scorso luglio EuCIA ha annunciato il lancio onli-
Eco Impact Calculator. The Eco Calculator pro- ne dell’Eco Impact Calculator. Lo strumento fornisce
vides an easy way to calculate the environmental un modo semplice per calcolare, senza la necessità
impacts of composite parts from ‘cradle-to-gate’ di una profonda conoscenza della metodologia LCA,
without the need of a deep knowledge of LCA l’impatto ambientale dei componenti in compositi
methodology. “cradle-to-gate”.
It includes the raw materials, processing and waste Quest’ultimo comprende le materie prime, la lavora-
impacts of the part up and till the gate of the part zione e l’impatto dei rifiuti fino “ai cancelli” del pro-
producer. The Eco Impact Calculator incorporates duttore. L’Eco Impact Calculator incorpora un set
a pre-defined set of material data from EcoInvent predefinito di dati sui materiali da Ecoinvent 3.1 e
3.1 and EU producer based process data following dati produttivi EU in accordo con la metodologia ISO
ISO 40040/44 methodology. It also allows the user 40040/44; consente inoltre all’utente di inserire i pro-
to enter own conversion process data, generating pri dati di produzione, generando così un risultato più
a more precise result for the individual producers. preciso per ogni singolo utilizzatore.
Users can calculate, save and export the environ- Gli utenti possono calcolare, salvare ed esportare gli
mental impacts of as many different composite impatti ambientali di tutti i differenti componenti in
parts as they need. An EcoReport (pdf) can be gen- composito di cui hanno bisogno. Può essere quindi
erated summarizing the results for the part under generato un EcoReport (in pdf) che riassume i risul-
study. The Eco Calculator will be extended in the tati del componente oggetto di studio. Nei prossimi
coming months with an extra function to generate mesi lo strumento sarà potenziato con una funzione
records for import in LCA software SimaPro. This extra per importare i dati LCA nel software SimaPro.
first version of the Eco Impact Calculator is tem- Questa prima versione del calcolatore è offerta gra-
porarily offered free of charge since it is still un- tuitamente dal momento che è ancora in fase di svi-
der development. luppo. I materiali e i processi, infatti, sono in fase di
The materials and processes are under continuous costante revisione e l’industria è continuamente sol-
review and industry is continuously asked to pro- lecitata a fornire nuovi dati per espandere e miglio-
vide more data to further expand and improve the rare il calcolatore.
tool. The new tool will surely support the compos- Il nuovo strumento sarà un valido supporto per l’in-
ites industry to face future market opportunities dustria dei compositi per affrontare le opportunità e
and challenges. The Eco Impact Calculator is an le sfide future del mercato. L’Eco Impact Calculator,
initiative of EuCIA and is developed by EY CCaSS finanziato interamente da EuCIA, è stato sviluppato
and BiinC (both from the Netherlands). dalle due società olandesi EY CCaSS e BiinC.
To test it visit the website: Per utilizzarlo visitate il sito
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Sommario Anno XI – Numero 41
Year XI – Issue 41
Settembre 2016
September 2016
Periodicità trimestrale
Quarterly review
abbonamento Italia € 25,00
abbonamento Estero € 50,00
una copia € 7,00
EDITORIALE 3 I tiranti anti-terremoto in fibra 36 Registrazione al tribunale di
di carbonio Milano n. 189 del 20/03/2006
VITA ASSOCIAZIONE 7
Green buildings: a European 37 Pubblicità e Marketing
via Delle Foppette, 6
Verso un Eurocodice sulle 9 common language 20144 Milano – Italy
strutture FRP La sezione CESMA “Giulio Douhet” tel. +39 0236517115
fax. +39 0236517116
Toward a Eurocode on FRP Structures a supporto del settore Aerospaziale e-mail:
Luigi Ascione marketing@tecneditedizioni.it
VETRINA 38
Impaginazione
FRP nel retrofitting di 15 VETRINA 43-44 Layout
infrastrutture stradali storiche Andrea Mantica
FRP elements in a historical road Bio compositi a basso impatto 45 Stampa - Printed by
infrastructure ambientale Grafteam - Brescia
Otello Bergamo, Gaetano Russo Bio-composites with low environmental
È vietata la riproduzione, anche
impact parziale, senza l’autorizzazione
Calcestruzzo confinato con 19 della casa editrice
FRCM: analisi sperimentale della Il progetto “GreenBraid” 49 Reproduction even partial is
The project “GreenBraid” forbidden, without the permission
risposta meccanica of the publisher
FRCM confined concrete: experimental M.I. Popzyk, J. Schäfer, T. Gries, W. Böttger, C. Fahrenbrach,
analysis of the structural response S. Woelders Direttore responsabile
Publishing manager
Luciano Ombres Il progetto ginestra: ricerca, 52 Liliana Pedercini
risultati e applicazioni
Riparazione rapida di pilastri in 24 The project Spanish Broom
Coordinamento di redazione
Editing Co-ordination
calcestruzzo Giuseppe Chidichimo Anna Schwarz
Rapid Repair of Concrete Columns Sandra Sisinni
Chris Pantelides Motore in plastica stampato 57 Ufficio Commerciale
in 3D con il Peek Sales office
Malte a base di biocalce e fibre 27 FIERE: Advanced Engineering Sara Sturla
di canna comune 2016 set for its return Comitato Tecnico – Scientifico
Biolime based mortars and vegetable Technical Scientific Committee
fibers of giant reed Fabbricazione e prototipazione 58 Luigi Ascione
Dionisio Badagliacco, Alessio Lipari, Antonino Valenza rapida Andrea Benedetti
Roberto Frassine
Fabrication and prototypes Alfonso Maffezzoli
Compositi e ambiente possono 31 Sara Coppola, Pietro Ferraro Orazio Manni
Mario Marchetti
andare d’accordo!
Composites and the environment VETRINA 63 Claudio Migliaresi
Carlo Poggi
Marino Quaresimin
can be a perfect fit! Dagli NDT tradizionali alla 66 Andrea Ratti
Ben Drogt tomografia Giuseppe Sala
Antonino Valenza
Maurizio Vedani
27 31
A questo numero hanno
collaborato
Contributors
Luigi Ascione
Dionisio Badagliacco
Otello Bergamo
Willem Böttger
Giuseppe Chidichimo
Sara Coppola
Ben Drogt
Christoph Fahrenbrach
Pietro Ferraro
Josefina Lindblom
Alessio Lipari
Luciano Ombres
Chris Pantelides
Marie-Isabel Popzyk
Gaetano Russo
Jens Schäfer
36 63
Thomas Gries
Antonino Valenza
Sjoerd Woelders
Compositi 5
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Qualunque sia il vostro mercato, oggi la sfida della competitività si gioca sulla qualità delle
prestazioni e ottenere il massimo dai materiali è una strategia per raggiungere obiettivi più
ambiziosi, più in fretta. In un’ottica di eccellenza TEC Eurolab è il partner che vi offre tecnologie
d’avanguardia e un expertise di alto profilo sviluppato in oltre 25 anni di collaborazione con le
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4ª Scuola Estiva compositi Siamo orgogliosi di annunciare che lo scorso luglio è stato lan-
Assocompositi, in collaborazione con Università di Salerno e ciato ufficialmente l’Eco Impact Calculator di EuCIA. Il nuovo
SAMPE Italia, ha organizzato a Salerno dal 6 all’8 settembre tool fornisce un modo semplice per calcolare l’impatto am-
la quarta edizione della Scuola Estiva sui materiali compositi. bientale “cradle-to-gate” dei componenti in materiali compo-
Tra le aziende partecipanti Mapei, Netzsch Gerätebau (che ha siti. I nostri Soci possono utilizzarlo gratuitamente. Visitate il
anche effettuato una dimostrazione con strumentazione per i sito web dell’Eco Calculator: http://ecocalculator.eucia.eu/
controlli dei compositi con analisi termica), Arup Italia e Ruredil. Per ulteriori informazioni è anche possibile contattare Ms. Dia-
Si sono tenute anche lezioni a cura di ETH Zurich, Politecnico na de Graaf della società EY Sustainability (diana.de.graaf@
di Milano, Università di Napoli, Università del Salento, Univer- nl.ey.com, Phone +31 621251976) che insieme a BiinC ha col-
sità di Salerno e CIRA (Centro Italiano Ricerche Aerospaziali). laborato allo sviluppo del tool.
La Scuola ha incluso anche una visita aziendale presso Tecno
Tessile Adler, il più grande stabilimento industriale italiano de-
stinato alla produzione di componenti in fibra di carbonio per JEC World 2017
l’industria automotive, rivolto in particolare alla realizzazione del L’appuntamento annuale con il Padiglione Italia è rinnovato
nuovo telaio in fibra di carbonio per la 4 C Alfa Romeo. L’evento dal 14 al 16 marzo 2017 presso la fiera di Paris Nord Villepin-
si è riconfermato quale importante appuntamento biennale per te. Assocompositi ha avviato per l’occasione un’importante
ricercatori, studenti, tecnici e progettisti per l’approfondimento collaborazione con ICE (Agenzia per la promozione all’estero
delle proprie competenze e della propria preparazione tecnica e l’internazionalizzazione delle imprese italiane). Ulteriori in-
su proprietà, tecnologie di processo, progettazione e nuove ap- formazioni e l’offerta per i Soci saranno comunicate entro la
plicazioni sui materiali compositi. Gli atti della Scuola saranno prima metà di settembre.
online nel sito dell’Associazione entro fine dicembre. Ringra-
ziamo molto per il supporto gli sponsor della scuola, Mapei e
Netzsch Gerätebau. La Scuola è stata seguita, il 9 settembre, Area Workshop a SAIE 2016
dalla 3ª Edizione Giornata sul Grafene e Ossido di Grafene, or- Per la prossima edizione di SAIE, che si terrà a Bologna dal
ganizzata da Università di Salerno, Consorzio Interuniversita- 19 al 22 ottobre, Bologna Fiere propone ai nostri Soci l’allesti-
rio di Scienza e Tecnologia dei Materiali e AIM. Il convegno è mento all’interno del Pad. 26 (dedicato alle tecnologie) di un’a-
stato un importante momento di confronto sullo stato dell’ar- rea espositiva collettiva all’interno della quale sarà creato uno
te della ricerca sul grafene e sulle sue applicazioni industriali. spazio per workshop pratici sui vari tipi di rinforzo strutturale
con i compositi. Assocompositi coordinerà il programma dei
workshop. Ai nostri associati verrà inoltre riservata una sconti-
stica speciale sugli stand. Il progetto prevede l’adesione di un
minimo di 5 aziende. Per informazioni: info@assocompositi.it
CALENDARIO PROSSIMI EVENTI
Fiere Conferenze
Experience Composites Graphene World Summit
21-23 settembre, Germania 19-20 settembre, USA
WindEnergy Hamburg I controlli non distruttivi nelle
27-30 settembre, Germania applicazioni aerospaziali
21 settembre, Italia
IBEX
4-6 ottobre, USA GoCarbonFibre 2016
11-13 ottobre, Germania
3rd International Conference
& Exhibition on Thermoplastic International Composites
Composites Conference by Composites
Nuovo Socio 11-12 ottobre, Germania Germany
Siamo lieti di dare il benvenuto tra i nostri Soci a Comec In- 28-29 novembre, Germania
SAIE
novative, azienda attiva dal 1965, con sede a Chieti, specia- 19-22 ottobre, Bologna Cyclitech
lizzata nella produzione di macchinari e componenti per vari 6-7 dicembre, USA
settori industriali, compreso quello dei compositi. K2016
Per info: www.comecinnovative.it 19-26 ottobre, Germania
Composites Engineering Show
2-3 novembre, UK
A Düsseldorf per Composites Europe 2016 JEC Asia
Ancora pochissimi stand rimasti nel Padiglione Italia a Compo- 15-17 novembre, Singapore
sites Europe 2016. L’area collettiva (situata nella Hall 8A) avrà Composites Europe 2016
come sempre una Lounge comune interna con bar e tariffe 29 novembre-1ºdicembre,
scontate per i nostri Soci. Il layout dell’area e i dettagli dell’of- Germania
ferta possono essere richiesti alla Segreteria Assocompositi.
Compositi 7
Luigi Ascione – Dipartimento di Ingegneria Civile, Università di Salerno
Verso un Eurocodice
sulle strutture FRP
Il lavoro presenta l’attività di standardizzazione che il Comitato CEN/TC250 sta sviluppando sul tema della
progettazione e verifica delle strutture composite realizzate con FRP (Fibre Reinforced Polymer). Recen-
temente, il Comitato ha licenziato un rapporto tecnico-scientifico sull’argomento, che è ora sottoposto ad
inchiesta pubblica da parte degli Organismi di Standardizzazione dei vari Paesi membri della Comunità eu-
ropea. L’attività è orientata alla approvazione da parte del CEN/TC250 di un Eurocodice strutturale sul tema
emergente delle costruzioni di FRP.
I
l CEN/TC250, il Comitato Tecnico fico eurocodice sulle strutture realizzate nella progettazione di FRP) [1] ed è ora
dell’Unione Europea incaricato di con elementi di FRP. Il Working Group, soggetto a inchiesta pubblica.
sviluppare gli Eurocodici strutturali, dopo circa tre anni di attività e molte ri- L’attività normativa condotta dal WG4 è
ha preso l’iniziativa di preparare un unioni, ha redatto una prima proposta di supportata da EuCIA (European Compo-
documento incentrato su finalità e mo- rapporto tecnico-scientifico. I successivi sites Industry Association) come liaison
tivazioni dei nuovi regolamenti tecnici e aggiornamenti alla bozza sono stati pre- organization.
delle normative associate per il progetto sentati e discussi in occasione delle riu-
e la verifica di strutture composite realiz- nioni del CEN/TC250. TENDENZE NEL SETTORE
zate con FRP (Fibre Reinforced Polymer, Recentemente, nel gennaio 2016, il rap- DELLE COSTRUZIONI
polimero fibrorinforzato). Il CEN/TC250 porto è stato pubblicato dal JRC (Joint Nel corso degli ultimi vent’anni, molte so-
ha formato il Working Group CEN WG4, Research Centre of Ispra) col titolo “Pro- luzioni innovative hanno confermato l’uti-
presieduto dal Prof. Luigi Ascione, per spect for New Guidance in the Design of lità delle strutture composite realizzate
arrivare alla pubblicazione di uno speci- FRP” (Prospettive di nuove linee guida con FRP, sia in Europa che altrove. Le ti-
D I V E R S I T I P I D I S T R U T T U R E F R P R E A L I Z Z AT E I N E U R O PA
Fig. 1: Kolding, Danimarca. Ponte pedonale e ciclabile realizzato al 100% in profili pultrusi
GFRP. Il ponte è lungo 40 m e il suo peso totale è 120 kN. La capacità di carico è di 5 kN/ Fig. 2: Hellisheidi, Islanda. Torre di raffreddamento 100% GFRP con struttura a telaio
m2. Il ponte è stato ispezionato dopo una durata di servizio di 15 anni e non è stato trovato travi-pilastri costituita da più di 100 t di profili strutturali pultrusi. Appaltatore: Fiberline
alcun danno. Appaltatore: Fiberline Composites A/S, Middelfart, Danimarca, 1997. Composites, 2008.
Fig. 3: Karrebæksminde, Danimarca. Ristrutturazione di un ponte mobile stradale dove
sulla vecchia struttura d’acciaio è stato installato un impalcato in GFRP pultruso ed è
stato sospeso lateralmente un ponte pedonale e ciclabile fatto al 100% di GFRP pultruso
per aumentare la capacità. È il primo ponte stradale danese realizzato con un impalcato
in composito. Sostituisce un impalcato di legno che doveva essere sostituito/restaurato Fig. 4: Chiesa di S. Maria Paganica, L’Aquila (Italia). Sostituzione del tetto della Chiesa,
ogni 5 anni circa. L’installazione del ponte è stata eseguita di notte per minimizzare danneggiato dal terremoto dell’Aquila nell’aprile 2009. Elementi in GFRP pultruso. Pro-
l’interruzione del traffico, ed è stata completata nel giro di qualche ora. Appaltatore: gettisti: prof. Salvatore Russo, ing. Alessandro Adilardi. Appaltatore: Top Glass S.p.A,
Fiberline Composites, 2011. Osnago (LC), 2010.
Compositi 9- Verso un Eurocodice sulle strutture FRP -
Fig. 6: Spieringsluis, Werkendam, Paesi Bassi. Prima chiusa in FRP nei Paesi Bassi, instal-
lata a Werkendam. La larghezza totale della chiusa è di 6 m. Dimensioni dei pannelli:
Fig. 5: Plessis Robinson, Francia. Eliporto realizzato con profili GFRP pultrusi. Una solu- larghezza 3.5 m, altezza 6.5 m. Sviluppata su ordinazione del Rijkswaterstaat mediante
zione molto efficiente in termini di sicurezza antincendio, peso e rapidità di installazione. la commissione SMOZ. Prodotta da Polymarin in collaborazione con DSM (resine), PPG
Appaltatore: TH Composites, France. (rinforzo in fibra di vetro) e Bekaert (profili pultrusi), 2000.
Fig. 7: Friedberg Bridge, Germania. Ponte autostradale in costruzione. Il ponte – lungo
27.0 m e largo 5.0 m – consiste in due travi d’acciaio coperte da una innovativa piat-
taforma multicella fatta con profili GFRP “FBD 600” della Fiberline. I profili strutturali Fig. 8: Ponte di S. Mateus, Viseu. Passerella pedonale ibrida con una campata di 13.3 m e
prefabbricati in composito sono stati incollati in situ sulle due travi in acciaio. Appaltato- una larghezza di 2 m. Realizzata con due putrelle in acciaio unite a un impalcato in GFRP
re: Fiberline Composites, 2008. multicella con connessioni a scatto tra i pannelli. Progettista: Mário Sá, Portogallo, 2013.
pologie principali di FRP prese in conside- FRP permette quindi una maggior capa- delle strutture in FRP, si è rivelata ovvia
razione nel documento redatto dal WG4 cità di resistenza ai carichi rispetto ai ma- la necessità di sviluppare un documen-
sono i GFRP (Glass Fibre Reinforced Poly- teriali da costruzione convenzionali. to normativo sia per la produzione di ele-
mers, polimeri rinforzati con fibra di vetro) In questo contesto, l’uso di profili, strut- menti strutturali in FRP che per una re-
e CFRP (Carbon Fibre Reinforced Poly- ture a guscio e pannelli sandwich in FRP golamentazione pratica della progettazio-
mers, polimeri rinforzati con fibra di car- è particolarmente vantaggiosa per appli- ne e della verifica di strutture da usarsi in
bonio). Queste soluzioni sono spesso im- cazioni nel campo dell’ingegneria civile. edilizia e nelle opere di ingegneria civile.
poste da necessità specifiche, come la ri- Le strutture portanti in FRP sono perciò Vari paesi hanno contribuito allo svilup-
chiesta di velocità di allestimento in can- ampiamente usate nella costruzione di po delle linee guida attualmente dispo-
tiere o la necessità di una superiore resi- edifici a scopo industriale o residenziale. nibili [2-9].
stenza ad ambienti aggressivi, che a sua L’uso di FRP è anche sempre più diffu- Il numero crescente di applicazioni strut-
volta riduce i costi complessivi e di manu- so nelle opere di ingegneria civile e spa- turali degli FRP ha portato a un crescen-
tenzione. Inoltre, la leggerezza del com- zia da chiuse a interi ponti o impalcati di te aumento di interesse da parte dei ri-
posito FRP rende più facili la costruzione ponti per traffico pedonale e veicolare. cercatori a livello mondiale, con una pro-
e il varo della struttura, offrendo anche un Le tecniche di produzione più frequen- fusione di conferenze internazionali e
vantaggio geotecnico per tutte le strut- temente adottate per le strutture di FRP conseguentemente di contributi scien-
ture che poggiano su terreni deformabili. nell'ambito di edifici e opere di ingegne- tifici. Queste attività sono indirizzate sia
L’elevato rapporto resistenza/peso degli ria civile sono la pultrusione e l’infusio- alla modellazione meccanica e alla veri-
ne di resina sottovuoto, anche chiamata fica di modelli numerici, sia a indagini su
Fig.13: Collegamenti tra Eurocodici. Vacuum Assisted Resin Transfer Moul- campioni di laboratorio e su prototipi in
ding (VARTM). Altri processi produttivi scala reale. Inoltre, numerose riviste in-
comuni sono il prepregging, il lay-up ma- ternazionali sono oggi specificatamente
nuale, il filament winding e il compres- dedicate a lavori concernenti i materiali
sion moulding. compositi e strutture FRP usati in edilizia
Si può dedurre un’idea del volume di e nelle opere di ingegneria civile.
mercato che gira intorno agli FRP in Eu- L’esperienza acquisita finora attraverso la
ropa dai seguenti dati relativi all’ultimo realizzazione di strutture composite FRP
quinquennio: la sole produzione totale in molti paesi europei e non, così come
annuale di GFRP (Glass Fibre Reinfor- la comprensione teorica e sperimentale
ced Polymer) è stata di circa un milione ottenuta in questo campo, rendono oggi
di tonnellate, di cui il 35% era per il set- possibile sviluppare un insieme unico di
tore delle costruzioni civili. linee guida dirette ai paesi della Comu-
nità Europea.
LA NECESSITÀ DI LINEE Queste linee guida possono raccoglie-
GUIDA EUROPEE re un corpo di regole basate sul signifi-
In ragione del loro costante aumento di cativo progresso scientifico e tecnologi-
volume di mercato e data la complessità co acquisito dai paesi membri in questo
10 CompositiFig. 10: Golf Club in Aberfeldy (Scozia). La lunghezza del ponte pedonale strallato è di
113 m e la campata principale è di 63 m. I due piloni e l’impalcato sono realizzati con
Fig. 9: Salavat, Russia. Torre di raffreddamento 100% GFRP con struttura a telaio tra- GFRP, mentre gli stralli sono costituiti da cavi di fibra aramidica. Le sole parti non in
vi-pilastri costituita da più di 100 t di profili strutturali pultrusi. Appaltatore: Fiberline composito sono le fondamenta, che sono in cemento armato, e i giunti di acciaio tra gli
Composites, 2007. stralli e la passerella pedonale, 1992.
Fig. 11: Passaggio a livello sulla linea ad alta velocità Madrid-Barcellona, nelle vicinanze Fig. 12: Münchensteinerstrasse, Basilea. Eyecatcher Building, realizzato con travi pul-
della città di Lleida (Spagna). Passerella pedonale con profili in GFRP. La passerella è truse in GFRP. L’edificio consiste in 5 piani per un totale di 15 m di altezza; a superficie
larga 3 m e lunga 38 m. Appaltatore: Fiberline Composites, 2004. ammonta a 120 m2. Appaltatore: Fiberline Composites, 1999.
campo, così da poterlo applicare alla pro- derà se le CEN Technical Specifica- Allegati
gettazione e alla realizzazione di struttu- tions debbano essere convertite in par- • Allegato A: Sul fattore di conversione
re composite in FRP. ti dell’Eurocodice. per effetti di scorrimento viscoso
INTERFACCIA CON GLI • Allegato B: Valori indicativi per le pro-
EUROCODICI EN PER LA STRUTTURA DEL RAPPORTO prietà di fibre, resine, ply e laminati
PROGETTAZIONE STRUTTURALE Il rapporto è costituito da nove capitoli e
otto allegati per un totale 138 pagine. In • Allegato C: Sul valore nominale di com-
E PROSSIMI PASSI pressione che causa l’instabilità
Le nuove norme tecniche europee pro- particolare, i capitoli e gli allegati sono
poste per le strutture FRP sono legate dedicati ai seguenti argomenti: • Allegato D: Sul momento flettente che
ai principi e ai requisiti fondamentali de- causa l’instabilità
gli Eurocodici EN. Perciò le norme tec- Capitoli • Allegato E: Sull’instabilità locale nel
niche per queste strutture non sono re- • Prefazione pannello d’anima
gole indipendenti, bensì integrano nor-
me degli Eurocodici EN relativi (fig. 13) • Capitolo 1: Generalità • Allegato F: Sull’instabilità di lastre sim-
identificando e distinguendo le differen- • Capitolo 2: Basi di progettazione (Me- metriche ortotropiche
ze tra la progettazione di nuove struttu- todo dei Fattori Parziali) • Allegato G: Leggi costitutive sempli-
re realizzate con FRP e quella eseguite • Capitolo 3: Materiali ficate di interfaccia per giunzioni in-
con materiali tradizionali. collate
La fase di inchiesta pubblica durerà fino • Capitolo 4: Durevolezza (Radiazione
UV; Temperatura; Umidità; Carica sta- • Allegato H: Test a fatica.
al 22 luglio 2016 ed è affidata agli enti
normativi nazionali dei paesi europei. tica; Infiammabilità)
I commenti inviati dagli enti normativi na- • Capitolo 5: Basi di Progettazione Strut- CONCLUSIONI
zionali saranno considerati ed esaminati turale (Comportamento in caso di in- La disponibilità di linee guida per il set-
dal WG4, che redigerà una revisione del cendio; Progetto assistito da test) tore dell’edilizia e delle costruzioni facili-
rapporto. Quindi, dopo la pubblicazione terà la libera circolazione di materiali FRP
del rapporto (Step 1), sono attesi i se- • Capitolo 6: Stati limite ultimi (Profili e le attività delle aziende imprenditrici e
guenti due passaggi: pultrusi; Lastre e gusci laminati; Pan- di consulenza all’interno della Comuni-
nelli sandwich) tà Europea. Questo campo offre tutte le
• Step 2: dopo il consenso del CEN/ • Capitolo 7: Stati limite di esercizio (De- prospettive di un’espansione progressi-
TC250 sul rapporto revisionato, pre- formazioni; Vibrazione e Comfort; Dan- va, con un impatto di natura economica
parazione e pubblicazione delle CEN neggiamento) notevolmente positivo. Un tale svilup-
Technical Specifications (precedente- po sarebbe senza dubbio favorito dall’e-
• Capitolo 8: Connessioni (Giunzioni av- sistenza di un corpo di regole condivi-
mente note come ENV).
vitate e incollate) se così da assicurare un livello uniforme
• Step 3: dopo un periodo di prova d’u- • Capitolo 9: Produzione, realizzazione, di qualità e sicurezza nella produzione e
so e commento, il CEN/TC250 deci- gestione e manutenzione. nell’uso di strutture FRP.
Compositi 11Uniteam entra nel
Gruppo Biesse
Biesse Group
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Lavorare insieme per ampliare la nostra gamma
prodotti ed estendere i confini territoriali.
Uniteam
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biessegroup.comLuigi Ascione – Department of Civil Engineering, University of Salerno
Toward a Eurocode
on FRP Structures
CEN/TC250 is developing the standardization activity about the topic of the design and verification of com-
posite structures realized with FRP (Fibre Reinforced Polymer). A scientific and technical report has been
recently published by the Technical Committee 250, which is now subjected to a public inquiry by the Natio-
nal Standardization Bodies of the various Countries of the European Community. The activity is addressed to
draw up a structural Eurocode on this emerging topic.
C
EN/TC250, the Technical Com- lows for a greater load bearing capacity, sult. These activities address both me-
mittee of the European Union, when compared to conventional build- chanical modelling and testing of numer-
appointed to develop the struc- ing materials. ical models, as well as studies on labora-
tural Eurocodes, has taken the Within this context, the use of FRP pro- tory samples and real scale prototypes.
initiative to prepare a document address- files, shell structures and sandwich pan- In addition, numerous international jour-
ing the purpose and justification for new els is particularly advantageous for appli- nals are now specifically dedicated to
European technical rules and associated cations in the Civil Engineering field. FRP work discussing FRP composite mate-
standards for the design and verification bearing structures are therefore wide- rials and structures used in building and
of composite structures realized with ly used for the construction of build- civil engineering works.
FRPs (Fibre Reinforced Polymer). CEN/ ings for industrial or residential purpos- The experience so far gained through
TC250 formed a CEN Working Group es. FRP usage is also increasingly wide- the realization of FRP composite struc-
WG4, chaired by Prof. Luigi Ascione, spread for civil engineering works and tures in many European and non-Euro-
to further develop the work item. The ranges from lock gates, to entire bridg- pean countries, as well as the theoret-
Working Group, after about three years es or bridge decks both for pedestrian ical and experimental understanding
of activity and many meetings, drew up and vehicular traffic. gained in this field make it possible to-
a first proposal of Scientific Technical Re- The most frequently used FRP manu- day to develop a single set of guidelines
port. The successive update drafts have facturing techniques for buildings and aimed for the EC countries. These guide-
been presented and discussed on the oc- civil engineering works are pultrusion lines can compile a body of rules based
casion of the meetings of CEN/TC250. and vacuum assisted resin infusion also on the considerable scientific and tech-
Recently, in January 2016, the report has called Vacuum Assisted Resin Trans- nological progress achieved by member
been published by JRC (Joint Research fer Moulding (VARTM). Other common countries in this field, to be applied to
Centre of Ispra) with the title of “Pros- manufacturing processes are prepreg- the design and execution of FRP com-
pect for New Guidance in the Design of ging, hand lay-up, filament winding and posite structures.
FRP” [1] and is now subjected to pub- compression moulding.
lic inquiry. An idea of the market volume that re- INTERFACE TO THE EN
The standardization activity carried out volves around the FRPs in Europe can EUROCODES FOR STRUCTURAL
by WG4 is supported by EuCIA (Europe- be deduced from the following data rela- DESIGN AND NEXT STEPS
an Composites Industry Association), as tive to the latest five-year period: the to- The proposed new European techni-
liaison organization. tal annual production for GFRP (Glass Fi- cal rules for Fibre Reinforced Polymer
bre Reinforced Polymer) only was about Structures are related to the principles
TRENDS IN THE 1 Million tons, of which 35% was for the and fundamental requirements of the
CONSTRUCTION SECTOR civil construction field. EN Eurocodes. Thus, the technical rules
Over the last twenty years, several in- for such structures are not self-standing
novative solutions have confirmed the NEED FOR EUROPEAN rules but they complement rules of the
usefulness of composite structures re- GUIDELINES relevant EN Eurocodes (fig.13) by identi-
alized with FRPs, both within and out- Because of their steadily increasing mar- fying and distinguishing the differences
side Europe. The main types of FRP in ket volume and given the complexity of between the design of new structures
consideration here are GFRP (Glass Fibre FRP structures, it became obvious that made with FRPs and that realized with
Reinforced Polymers) and CFRP (Car- it is necessary to develop a standardiza- traditional materials.
bon Fibre Reinforced Polymers). These tion document for both the production of The phase of public inquiry will last till
solutions are often imposed by specific FRP structural elements and the practi- July 22, 2016 and is entrusted to the
needs such as the requirement for speed cal rules for the design and verification NSBs (National Standardization Body)
of assembly on site or the necessity for of structures to be used for buildings and of the European Countries.
an enhanced resistance to aggressive en- civil engineering works. The comments sent by the NSBs will
vironments, which in turn reduces overall Several countries have contributed to be taken into account and will be exam-
and maintenance costs. In addition, the the development of currently available ined by WG4, which will draw up a revi-
lightweight of the FRP composite makes guidelines [2-9]. sion of the report. So, after the publica-
the assembly and the launch of the struc- The increasing number of structural FRP tion of the report (Step 1), the following
ture easier, besides offering a geotechni- applications has led to a growing inter- other two steps are expected:
cal advantage for all structures that have est from researchers around the world, Step 2: after agreement of CEN/TC250
to rest on deformable soils. The superior with a profusion of international confer- on the revised document, preparation
strength to weight ratio of FRP thus al- ences and scientific contributions as a re- and publication of CEN Technical Spec-
Compositi 13- Toward a Eurocode on FRP Structures -
ifications (previously known as ENV). sion, with substantial positive impacts on the side to increase capacity. It is the first Danish road
Step 3: after a period for trial use and of economic nature. Such a development bridge made with a composite deck. It replaces a wooden
commenting, CEN/ TC250 will decide would undoubtedly be favoured by the deck that had to be replaced/renovated about every 5
whether the CEN Technical Specifica- existence of a body of shared rules able years. The installation of the bridge was performed at
tions should be converted into Euroco- to ensure a uniform level of quality and night to minimize the interruption of the traffic, and it
de Parts. safety in the production and the use of was completed within a few hours. Contractor: Fiberline
FRP structures. Composites, 2011.
STRUCTURE OF THE REPORT
The report is composed of nine chap- REFERENCES Fig. 4: S. Maria Paganica Church, L’Aquila (Italy). Replac-
ters and eight annexes for a total of 138 [1] Prospect for New Guidance in the De- ing the roof of the church damaged by the earthquake of
sign of FRP (Luigi Ascione, Jean-François April 2009. GFRP pultruded members. Designers: prof.
pages. In particular, the chapters and Caron, Patrice Godonou, Kees van IJselmui-
the annexes are devoted to the follow- Salvatore Russo, ing. Alessandro Adilardi. Contractor:
jden, Jan Knippers, Toby Mottram, Matthias Top Glass S.p.A, Osnago (LC), 2010.
ing topics. Oppe, Morten Gantriis Sorensen, Jon Taby,
Liesbeth Tromp), Report EUR 27666 EN, Eu-
Chapters ropean Commission, Joint Research Centre, Fig. 5: Plessis Robinson, France. Helipad made with pul-
Institute for the Protection and the Security of truded GFRP profiles. A very efficient solution in terms of
• Preface fire protection, weight and quick installation. Contractor:
the Citizen, (2016).
• Chapter 1: General [2] EUROCOMP, Structural Design of Poly- TH Composites, France.
• Chapter 2: Basis of Design (Partial Fac- mer Composites (Design Code and Hand-
tors Method) book, Finland, France, Sweden, UK, 1996); Fig. 6: Spieringsluis, Werkendam, the Netherlands. First
[3] CUR 96, Fibre Reinforced Polymers in Civil FRP lock-gate in the Netherlands, installed in Werken-
• Chapter 3: Materials Load Bearing Structures (Dutch Recommen- dam. Total width of the lock is 6 m. Dimensions of each
• Chapter 4: Durability (UV Radiation; dation, 2003);
[4] BD90/05, Design of FRP Bridges and
panel: width 3.5 m, height 6.5 m. Has been developed
Temperature; Humidity; Static Charge; on request from Rijkswaterstaat through the SMOZ-com-
Highway Structures (The Highways Agency,
Fire) mittee. Produced by Polymarin in cooperation with DSM
Scottish Executive, Welsh Assembly Govern-
• Chapter 5: Basis of Structural Design ment, the Department for Regional Develop- (resins), PPG (glass fibre reinforcement) and Bekaert
(Behaviour in the case of Fire; Design ment Northern Ireland, May 2005); (pultruded profiles), 2000.
assisted by Testing) [5] DIBt, DIBt – Medienliste 40 für Behälter,
Auffangvorrichtungen und Rohre aus Kunstst- Fig. 7: Friedberg Bridge, Germany. Motorway bridge un-
• Chapter 6: Ultimate Limit States (Pul- off, Berlin (Germany, May 2005);
truded profiles; Laminated plates and der construction. The bridge - length 27.0 m and width
[6] CNR-DT 205/2007, Guide for the Design 5.0 m, consists of two steel beams covered by an inno-
shells; Sandwich Panels) and Construction of Structures made of Pul-
truded FRP elements (Italian National Re-
vative multi-cell platform made of Fiberline’s ‘FBD 600’
• Chapter 7: Serviceability Limit States GFRP profiles. The precast composite structural profiles
(Deformations; Vibration and Com- search Council, October 2008);
[7] ACMA, Pre–Standard for Load and Resist- were glued in-situ on the two steel beams. Contractor:
fort; Damage) Fiberline Composites, 2008.
ance Factor Design of Pultruded Fiber Poly-
• Chapter 8: Connections (Bolted and mer Structures (American Composites Manu-
Adhesive Joints) facturer Association, November 2010); Fig. 8: S. Mateus Bridge, Viseu. Pedestrian hybrid foot-
• Chapter 9: Production, Realization, [8] DIN 13121, Structural Polymer Compo- bridge with a span of 13.3 m and 2 m of width. Made
nents for Building and Construction (Germa- of two steel girders bonded to a multi-cellular GFRP
Management and Maintenance.
ny, August 2010); pultruded deck with panel-to-panel snap-fit connections.
[9] BÜV, Tragende Kunststoff Bauteile im
Annexes Bauwesen [TKB] – Richtlinie für Entwurf, Be-
Designer: Mário Sá, Portugal, 2013.
• Annex A: About the conversion factor messung und Konstruktion (Germany, 2010).
for creep effects Fig. 9: Salavat, Russia. 100% GFRP cooling tower as a
beam-column system made from more than 100 t of
• Annex B: Indicative values of Fibres, All the mentioned figures pultruded structural profiles. Contractor: Fiberline Com-
Resins, Play and Laminate Properties posites, 2007.
• Annex C: About the design compres-
refer to the Italian version
sion value which causes the instability Fig. 10: Golf Club in Aberfeldy (Scozia). The length of
• Annex D: About the bending moment Examples of different kinds the cable-stayed pedestrian bridge is 113 m long and has
which causes the instability of FRP composite structures a main span of 63 m. The two piers and the deck are
realized in Europe made with GFRP, while the stays are made of aramid
• Annex E: About the Local instability in fibre cables. The only parts that are not in composite are
the Web Panel Fig. 1: Kolding, Denmark. Pedestrian and cycle bridge the foundations that are made of reinforced concrete,
• Annex F: About the Instability of Orth- from 100% pultruded GFRP profiles. The bridge is 40 m and the steel connection between the stays and the pe-
otropic Simmetrical Plates long and 3.2 m wide. Its total weight is 120kN. The load destrian walkway, 1992.
• Annex G: Simplified constitutive inter- capacity is 5 kN/m2. The bridge was inspected after 15
face laws for adhesive joints years’ service life and no damage was found. Contractor: Fig. 11: Railway crossing over the high speed line Ma-
Fiberline Composites A/S, Middelfart, Denmark, 1997. drid-Barcelona, near Lleida city (Spain). Pedestrian
• Annex H: Fatigue Testing.
walkway with GFRP profiles. The footbridge is 3 m wide
Fig. 2: Hellisheidi, Iceland. 100% GFRP cooling tower as and 38 m long. Contractor: Fiberline Composites, 2004.
CONCLUSIONS a beam-column system made from more than 100 t of
The availability of Guidelines for the pultruded structural profiles. Contractor: Fiberline Com- Fig. 12: Münchensteinerstrasse, Basilea. Eyecatcher
building and construction sector will fa- posites, 2008. building made of GFRP pultruded beam. The building
cilitate the free movement of FRP ma- consists of 5 floors with a total of 15 m of height; the
terials and the activities of consulting Fig. 3: Karrebæksminde, Denmark. Renovation of a surface amounts to 120 m2. Contractor: Fiberline Com-
or contracting companies within the Eu- bascule road bridge where a pultruded GFRP deck was posites, 1999.
ropean Community. This field offers all installed on the old steel structure, and a pedestrian and
the prospects for a progressive expan- cycle bridge from 100% pultruded GFRP profile was hung Fig. 13: Links between Eurocodes
14 CompositiOtello Bergamo, Gaetano Russo – Dipartimento di Ingegneria Civile e Architettura Università degli Studi di Udine
FRP nel retrofitting di
infrastrutture stradali storiche
Uno studio ad elementi finiti e prove in situ condotte sul ponte ad arco in muratura del 1850 “della Castagna-
ra” hanno dimostrato l’aumento della capacità della resistenza dell’infrastruttura in seguito all’inserimento
sull’estradosso dell’arco di materiali fibrorinforzati a matrice polimerica ed il consolidamento delle spalle.
U
na grande quantità di infrastrut-
ture storiche, ma ancora in fun-
zione, necessitano la messa in
sicurezza mediante l’adegua-
mento statico e sismico.
L’utilizzo, i fattori ambientali e le azioni a
cui inevitabilmente le strutture sono sot-
toposte nella loro esistenza comportano
una continua erosione dei margini di si-
curezza con cui le strutture erano state
progettate [1-4]. Le tecniche di retrofit-
ting scelte molto spesso utilizzano ma-
teriali innovativi, tra questi sono anno-
verati i materiali fibrorinforzati a matrice
polimerica FRP come nel caso del pon-
te “della Castagnara”.
Essendo questi materiali sempre più dif-
fusi ed impiegati nell’ultimo decennio,
sono state sviluppate le prime normati-
ve di riferimento nella progettazione per
il calcestruzzo rinforzato: ACI 440.2R-
08 (ACI Committee 440 2008) [5]; Euro-
pean fib-T.G. 9.3 (fib T.G. 9.3 2001) [6];
CNR-DT 200-04 (CNR, Commissione in-
caricata di formulare pareri in materia di
normativa tecnica relativa alle costruzio-
ni 2004) [7].
I nuovi codici nazionali ed internazionali
mostrano la necessità di adeguamento
di ponti esistenti sotto condizioni di cari-
co statiche e sismiche.
Nonostante negli ultimi anni lo studio dei
ponti venga effettuato prevalentemente
nell’ambito delle costruzioni in acciaio
o in calcestruzzo armato [8-10], vale la
pena ricordare che i ponti storici in mura-
tura realizzati da più di 2000 anni, come
ad esempio i ponti Romani, sono ad oggi
ancora fruibili, e sono soggetti ad analisi
scientifiche da più di 300 anni.
Questo interesse per l’analisi dei pon-
ti esistenti in muratura sorge da due ra-
gioni fondamentali: la mancanza di cono-
scenza sulle condizioni di un dato ponte
in muratura e la mancanza di procedure
di analisi. Pertanto, la necessità di ana-
lizzare ponti ad arco in muratura e di de-
scriverne il comportamento sotto diver-
se tipologie di carico non può essere che
priva di dubbi.
Di seguito sarà valutato il comportamen-
to sotto azioni statiche e dinamiche del
ponte ad arco in muratura “della Casta-
gnara”, situato a Padova, determinan- Fig. 1: Posizionamento delle fibre di carbonio
Compositi 15- FRP nel retrofitting di infrastrutture stradali storiche -
ci della muratura dell’arco e dei piedritti
Muratura in mattoni pieni e malta di calce si fa riferimento a quanto contenuto nel-
la Tabella C8B.1 della Bozza di Istruzio-
Resistenza media a compressione della muratura: fm = 360 N/cm2
ni per l’applicazione delle Norme tecni-
Resistenza caratteristica a compressione della muratura: fk = 270 N/cm2 che per le Costruzioni di cui al D.M. 14
gennaio 2008. I valori sono quelli previ-
Resistenza a taglio media della muratura: τ0 = 9 N/cm2
sti per un livello di conoscenza LC1 (va-
Valore medio del modulo di elasticità normale: E = 1800 N/mm2 lore minimo della forbice proposta) incre-
mentati di 1.5, come indicato nella Tabel-
Valore medio del modulo di elasticità tangenziale: G = 300 N/mm2
la C8B.2, per tener conto dell’intervento
Peso specifico medio della muratura: γ=18 kN/m3 di sigillatura dei giunti con malte di calce.
Per la valutazione dei parametri mecca-
Tab. 1: Proprietà meccaniche della muratura in mattoni pieni e della malta di calce nici della muratura delle pareti si fa inve-
ce esclusivo riferimento alla Tab. 11.D.1
dell’Allegato 11.D dell’OPCM 327.
Rinforzo in tessuto unidirezionale in fibre di carbonio – tipologia:
Nelle Tabelle 1, 2, 3 e 4 si riportano le
Carbostru UDHM400
proprietà meccaniche dei materiali esi-
Tipo di fibra: Carbonio (alto modulo) stenti e di quelli impiegati nelle opera-
zioni di retrofitting.
Orditura: unidirezionale
I vantaggi degli FRP sono diversi e tra
Grammatura: 400 g/m2 questi vale la pena ricordare l’elevata ri-
gidezza, l’eccellente allineamento delle
Spessore di progetto del tessuto secco: w = 0,225 mm
fibre, la possibilità d’impiego su diver-
Densità della fibra: γ = 950 daN/m3 se superfici (travi, colonne, pile, pareti,
ecc.), la resistenza nei confronti di agen-
Resistenza meccanica a trazione: f = 3000 MPa
ti chimici, ambientali e la polifunzionalità
Modulo Elastico longitudinale a trazione della fibra: E = 390 GPa del materiale impiegabile, sia nel caso il
rinforzo riguardi il comportamento fles-
Allungamento a rottura: Δ = 0.8 % sionale dell’elemento strutturale, sia nel
Tab. 2: Proprietà meccaniche del rinforzo in tessuto unidirezionale in fibre di carbonio caso il rinforzo serva a migliorare il com-
portamento a taglio dello stesso.
Resina da impregnazione – tipologia: resina epossidica da impregnazione PROGRAMMA SPERIMENTALE
Il ponte è stato soggetto ad una campa-
Colore: trasparente
gna sperimentale caratterizzata dall’ese-
Resistenza meccanica flessione: fb = 120 MPa cuzione di prove statiche e di prove di-
namiche.
Resistenza meccanica a trazione: ft = 70 MPa
Modulo Elastico longitudinale a trazione: E=3 GPa Retrofitting del ponte
Si è proceduto con la realizzazione degli
Temperatura di transizione vetrosa: T = 85 ºC
interventi scelti a cui è seguita una cam-
Tab. 3: Proprietà meccaniche della resina da impregnazione pagna sperimentale utile alla validazio-
ne dell’intervento. Questo iter è sugge-
rito anche in letteratura [11-12].
Malta per superficie di preparazione al rinforzo – tipologia: L’intervento di retrofitting ha coinvolto
Tassullo TBL – Betoncino leggero fibrorinforzato a base di FEN-X/A la risarcitura delle lesioni e l’inserimen-
to di tiranti metallici sui muri d’ala. Inol-
Resistenza a compressione (UNI EN 1015-11) – M2: fb = 8 N /mm2
tre, la volta è stata oggetto dell’interven-
Modulo Elastico longitudinale a compressione: E ≤ 6000 MPa to più significativo che si è sviluppato in
cinque fasi:
Adesione al laterizio: a ≥ 0.2 N/mm2
• Studi di caratterizzazione dei materia-
Massa volumica: γ = 950 daN/m3 li costituenti la volta (laterizio) al fine
dell’elaborazione delle caratteristiche
Tab. 4: Proprietà meccaniche della malta per superficie di preparazione al rinforzo di comportamento strutturale e di ade-
renza delle fibre.
done i parametri di sicurezza principali a sistono, attraverso dei frenelli in lateri- • Determinazione della qualità, quantità
seguito di un retrofitting anche con FRP zio, direttamente sul ponte ed hanno lo e posizionamento delle strisce in fibra
sull’estradosso dell’arco. I lavori rientrano scopo di incrementare la larghezza com- di carbonio. Le seguenti fasi e carat-
nel PTR di Veneto Strade S.p.A. e sono plessiva del ponte sino a 930 cm circa. teristiche sono state:
finanziati dalla stessa che è proprietaria Inoltre il ponte in muratura ha denunciato -- preparazione della superficie volta
della SR 307. la presenza di un notevole rinfianco, an- -- pulizia e depolverizzazione delle su-
ch’esso in laterizio, disposto lungo tutto perfici
DESCRIZIONE GEOMETRICA l’estradosso della volta e a spessore va- -- eliminazione delle lesioni estradossa-
E DEI MATERIALI riabile (50 cm in mezzeria e sino a 350 in li esistenti e livellamento dei giunti di
Il ponte in oggetto è in muratura, possie- prossimità delle imposte) se si assume malta tra i vari conci eseguito con mal-
de una luce di 1550 cm ed una larghezza come spessore dell’arco portante esclu- ta fibro–rinforzata a base di calce
di 700 cm. La rimozione del manto stra- sivamente quello denunciato in prospet- -- stesa di uno strato di primer epossidi-
dale e del riempimento ha messo in evi- to (spessore 55 cm). co bicomponente, avente lo scopo di
denza la presenza di travi in c.a. che in- Per la valutazione dei parametri meccani- penetrare nel supporto e consolidare
16 Compositila parte superficiale dello stesso per aumentare l’aderenza
tra supporto e composito
-- stesa di uno strato di adesivo epossidico per garantire ade-
renza ed allineamento del rinforzo alla struttura
-- stesa del primo strato di resina epossidica bicomponente
per l’impregnazione delle fibre di carbonio
-- applicazione dei nastri di fibre di carbonio
-- stesa di un secondo strato di resina epossidica
-- realizzazione di un opportuno ancoraggio perimetrale con
rinforzi in acciaio, lungo le spalle del ponte e nella zona in-
termedia, per evitare l’innescarsi di meccanismi di pre-cri-
si (“debonding” del rinforzo)
-- realizzazione di una cappa in calcestruzzo dello spessore di
5cm, armata con rete elettrosaldata φ 8/20×20, per la pro-
tezione delle fibre.
• Realizzazione dell’intervento di consolidamento mediante
posa delle strisce di fibra su letto di malta rinforzata in car-
bonio ed appositi ancoraggi in acciaio (fig. 1).
• Riempimento dei vani con materiale arido misto cementato.
CONCLUSIONI
È stato analizzato l’intervento di retrofitting di un ponte stori-
co ad arco in muratura situato a Padova, mediante il tirantag-
gio dei muri d’ala, la risarcitura delle lesioni presenti e l’inse-
rimento di FRP per il consolidamento della volta.
L’analisi non lineare condotta attraverso la realizzazione di mo-
dello F.E.M. mostra, oltre che un piccolo incremento del ca- C
rico di rottura della struttura, un notevole aumento dello spo-
stamento ultimo e quindi della duttilità. Si passa, infatti, da M
uno spostamento massimo di 26 mm per lo stato di fatto, ad Y
uno spostamento di 120 mm per lo stato di progetto.
A seguito dell’intervento di retrofitting effettuato impiegando CM
materiale fibrorinforzato a matrice polimerica FRP, non solo MY
sono state incrementate la capacità portante e la capacità de-
formativa del ponte stesso, ma è anche stato possibile rinfor- CY
zare la struttura in muratura rendendola verificata alle prescri- CMY
zioni presenti in Normativa per quanto riguarda gli stati limite
di esercizio e gli stati limite ultimi. Infine, è importante nota- K
re come l’intervento studiato sia riuscito a salvaguardare l’in-
tegrità del patrimonio storico culturale italiano rappresentato
dal ponte “della Castagnara”.
Si ringrazia la società Veneto Strade S.p.A. nelle perso-
ne dell'AD Ing. Silvano Vernizzi e Dott. Giuseppe Franco.
BIBLIOGRAFIA – REFERENCES
[1] D.M. LL. PP. 04/05/1990, “Aggiornamento delle Norme Tecniche
per la Progettazione dei Ponti Stradali”, 1990.
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Guida per la Progettazione e l’Esecuzione di Ponti nin Zona Sismica”,
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[4] D.M. 14/01/2008, “Norme Tecniche per le Costruzioni”, 2008.
[5] American Concrete Institute (ACI), “Guide for the design and con-
struction of externally bonded FRP systems for strengthening of con-
crete structure”, ACI 440.2-08, Farmington Hill, Mich., 2008.
[6] fib Bulletin 14, “Externally bonded FRP reinforcement for RC
structures”, CH-1015, Lausanne, 2001.
[7] Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), “Instructions for desi-
gn, execution and control of strengthening interventions through fi-
ber-reinforced composites.” CNR-DT 200-04, Consiglio Nazionale
delle Ricerche, Rome, Italy, 2004. Customized solutions for
[8] Russo, G., Bergamo, O., Damiani, L., “Il viadotto di Silea in vene- carbon fiber converting
to: verifica sismica secondo la normativa italiana e l’Eurocodice”, In-
gegneria sismica 2008; 3: 24-35.
[9] Russo, G., Bergamo, O., Damiani, L., “Retrofitting a short span bri-
dge with a semi-integral abutment bridge: the Treviso bridge”, Struct.
Eng. Int. 2009; 19(2): 137-141.
[10] Russo, G., Bergamo, O., Donadello, S., “Il viadotto di Dolcè: ana- Tel/FAX +39 031 88 11 70
lisi sismica delle pile secondo la normativa italiana e l’Eurocodice”,
Ingegneria Sismica 2010, XXVII(2): 49-61.
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FRP elements in a historical road infrastructure
Numerical analysis and in situ testing campaign performed on the masonry arch bridge “della Castagnara” – built in the 1850’s – have shown that
the structure increases its load bearing capacity by the bonding by FRP strips on the extrados of the vault and the consolidation of the abutments.
N
owadays several historical in- • Reinforced concrete beams –support- phases once more; establishment an
frastructures are in use, al- ed by fraenums- that increase the road anchorage perimetric steel reinforce-
though the need to ensure the width to 9,30 m ments where it is necessary; realiza-
safety of them with a seismic • Variable thickness of the vault: 0,50 tion of a concrete slab.
and static structural retrofitting. Traffic m – 3,50 m • Realization of the intervention with the
loads and environmental factors lead • Thickness of the arch: 0,55 m positioning of the fibres
to the decreasing of the design safe- • Material properties are shown in Ta- • Filling with dry material.
ty margins [1-4]. Recently the retrofit- bles 1, 2, 3 and 4.
ting techniques involves the application CONCLUSIONS
of new widespread materials such as RETROFITTING The results of the retrofit are:
FRP, and as result in the last decade the Reinforcement has been made for the • Increasing of the bearing and the
first design guidelines for the reinforced bridge and subsequent verifications, af- deformability of the structure to the
concrete were developed: ACI 440.2R- ter the retrofitting, have been performed necessary level of performance
08 (ACI Committee 440 2008) [5]; Eu- [11-12]. The retrofitting involved the in- • Strengthening of the structure accord-
ropean fib-T.G. 9.3 (fib T.G. 9.3 2001) sertion of a prestressed steel cable into ing to the design requirements in both
[6]; CNR-DT 200-04 (Italian Research the abutments and the consolidating in- service and ultimate limit states
Council Advisory Committee on Tech- jections to. Furthermore, the vault was • Safeguarding of the historic architec-
nical Recommendations for Construc- retrofitted as well and its rehabilitation tural heritage.
tion 2004) [7]. process consists of the following steps:
• Determining the quality, quantity and All the mentioned figures
GEOMETRY AND MATERIALS positioning of the fibres: preparation refer to the Italian version
The bridge studied presents the follow- and cleaning of the surfaces; recov-
ing characteristics: ering any existing cracks; positioning Fig. 1: Positioning of carbon fibres. Tab. 1: Masonry
• Length: 15,50 m three epoxy layers; positioning the properties. Tab. 2: FRP properties. Tab. 3: Epoxy resin
• Width: 7,00 m carbon fibres; repeating the last two properties. Tab. 4: Superficial mortar properties.
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