Rinforzo travi in legno

Claudio Ciavattini

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DESCRIZIONE

Progetto degli interventi di rinforzo con FRP
- Analisi dello stato attuale non rinforzato
- Scelta del tipo di rinforzo
- Analisi elastica lineare
- Analisi non lineare agli S.L.U.
Software per la progettazione di interventi di rinforzo
- Analisi e combinazione dei carichi
- Analisi elastica della sezione non rinforzata e rinforzata
- Analisi agli S.L.U. per flessione semplice
- Verifica di deformabilità
Il testo si rivolge ai tecnici e progettisti che operano nel settore del restauro architettonico e del rinforzo strutturale. L'argomento affrontato riguarda l'impiego dei materiali FRP (Fyber Reinforced Polymers) in particolare quelli a base di fibre di carbonio (CFRP) nel rinforzo di travi in legno inflesse di solai piani o coperture.

Il patrimonio edilizio italiano (soprattutto di tipo tradizionale) è ricco di elementi strutturali in legno; è quindi molto frequente che i tecnici progettisti che operano nel settore del recupero edilizio si trovino a dover affrontare il tema del rinforzo strutturale delle travi in legno. In questi casi, l'uso dei materiali compositi, principalmente a base di fibre di carbonio, rappresenta una validissima soluzione per conferire maggiore resistenza al legno; i nuovi materiali si accostano in maniera discreta alla struttura in opera agendo in collaborazione con essa e non in sostituzione.

A differenza di altre tecniche tradizionali, quali l'uso di profilati metallici o piatti in acciaio per placcare le travi o solette collaboranti ecc., l'uso dei materiali FRP non comporta aumento di peso; questa caratteristica rende l'intervento pienamente compatibile con la struttura di legno che, tra le sue principali prerogative, ha appunto quella di essere leggera e resistente.

Il testo si propone quindi come una guida operativa alla progettazione di interventi di rinforzo di travi in legno mediante fibre di carbonio, rivolto ai tecnici che vogliono avvicinarsi ad un settore in continua evoluzione ma che registra già numerose applicazioni ed un interesse sempre crescente. La trattazione teorica dell'argomento è accompagnata dall'analisi di casi pratici ricorrenti nei quali il progettista può trovarsi ad operare; le soluzioni proposte rappresentano quindi una utile guida pratica per il progettista nella scelta consapevole degli interventi possibili per risolvere di volta in volta i casi che possono presentarsi.

L'acquisto del volume consente, attraverso il servizio G-cloud di Grafill, il download di un software per la gestione delle seguenti utilità:
- Rinforzo travi in legno con FRP (software per la progettazione di interventi di rinforzo che consente l'analisi e la combinazione dei carichi, l'analisi elastica della sezione non rinforzata e rinforzata, l'analisi agli S.L.U. per flessione semplice e la verifica di deformabilità);
- Glossario (principali termini tecnico-normativi);
- F.A.Q. (domande e risposte sui principali argomenti);
- Test iniziale (verifica della formazione di base);
- Test finale (verifica dei concetti analizzati).

Requisiti minimi hardware e software
Processore da 1.00 GHz; MS Windows XP/Vista/7/8 (per utenti MS Windows Vista/7/8 sono necessari i privilegi di "amministratore"); 250 MB liberi sull'HDD; 1 GB di RAM; MS Excel 2003; MS Word 2003; accesso ad internet e browser web per il download del software (supportati Firefox 4, Opera 10, Safari 5, Chrome 12, Internet Explorer 7).

Claudio Ciavattini, ingegnere civile, libero professionista e Dottore di ricerca in Ingegneria Edile nel settore del Recupero Edilizio presso il Politecnico di Torino e l'Università di Pisa dove ha svolto attività di ricerca e di supporto alla didattica presso la facoltà di Ingegneria per le cattedre di "Architettura Tecnica" e "Recupero e Conservazione degli Edifici".

Indice
1. Introduzione

2. I materiali
2.1. Legno
2.2. FRP
2.3. Resistenze dei materiali e criteri di verifica
2.3.1. Legno
2.3.2. Fibra di carbonio
2.3.3. Verifiche di resistenza per elementi in legno
2.3.4. Esempio

3. I sistemi di rinforzo per le travi inflesse
3.1. Analisi dello stato attuale
3.2. Progetto del rinforzo
3.2.1. Fasi operative di cantiere

4. Analisi elastica lineare
4.1. Applicazione del rinforzo con la trave sollecitata dai carichi permanenti
4.1.1. Rinforzo solo in zona tesa
4.1.2. Rinforzo in zona tesa e in zona compressa
4.2. Rinforzo con trave scarica
4.3. Verifica con sezione fessurata
4.4. Verifica di deformabilità

5. Analisi non lineare agli stati limite ultimi
5.1. Modello di Bazan
5.2. Modello elastico perfettamente plastico
5.2.1. Ipotesi di rottura campo 2
5.2.2. Ipotesi di rottura campo 3
5.2.3. Ipotesi di rottura campo 4
5.3. Ipotesi di rottura: legno teso oltre il limite elastico
5.3.1. Ipotesi di rottura nel campo 5
5.3.2. Ipotesi di rottura nel campo 6
5.4. Ipotesi di rottura: legno non resistente a trazione
5.4.1. Ipotesi di rottura nel campo 5
5.4.2. Ipotesi di rottura nel campo 6

6. Esempi di calcolo
Esempio 1 - trasformazione di solaio di sottotetto in solaio abitabile - analisi elastica
Esempio 2 - analisi allo S.L.U.
Esempio 3 - analisi S.L.U. - sezione fessurata
Esempio 4 - analisi S.L.U. - sezione interamente reagente
Esempio 5 - analisi S.L.U. - lamelle applicate all'intradosso della trave

7. Esempi applicativi
7.1. Rinforzo trave all'intradosso - sezione fessurata
7.2. Rinforzo travi di copertura
7.3. Rinforzo con FRP e sostituzione di parte di trave
7.4. Rinforzo di travi con FRP in un edificio storico

8. Installazione del software allegato
8.1. Introduzione
8.2. Requisiti minimi hardware e software
8.3. Download del software e richiesta della password di attivazione
8.4. Installazione e attivazione del software

9. Uso del software
9.1. Legno-FRP_verifica elastica
- Analisi dei carichi
- Analisi elastica lineare
- Verifica di deformabilità
- Profili resistenti
9.2. Legno-FRP_verifica agli SLU
- Stato attuale ante rinforzo
- Sez. interamente reagente
- Legno teso fessurato
- Sez. parzializzata
- Profili resistenti

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