Rinforzo di strutture
con FRP

Indice
1. Introduzione

3

2. Terminologie ricorrenti prodotti FRP

5

3. L’inquadramento normativo

8

4. Vantaggi e svantaggi degli FRP perinterventi di rinforzo

10

5. Regole basilari per la progettazione

12

5.1 Rinforzi a flessione
5.2 Rinforzi a taglio
5.3 Interventi di confinamento
6. Regole generali per la buona riuscita
di un intervento di rinforzo

12
15
16
18

7. Esempi di applicazione dei sistemi FRPMasterBrace20

7.1 Portali
7.2 I nodi trave-pilastro
7.3 Rinforzo di travi da ponte ammalorate
7.4 Rinforzo di capriate
7.5 Rinforzo di travi in c.a.
7.6 Rinforzo di elementi in legno
7.7 Rinforzo di strutture in muratura

20
20
22
22
23
23
24

8. Prodotti MasterBrace per il rinforzo
di strutture
8.1 Tessuti
8.2 Lamine
8.3 Reti
8.4 Adesivi ed accessori
8.5 Barre

25
25
25
26
26
26

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

1. Introduzione
Forte di una vasta esperienza, sia in termini di realizzazioni, che in termini di ricerca,
Master Builders Solutions offre un approccio integrato ad ogni specifico problema
strutturale, offrendo al progettista una ampia gamma di soluzioni comprendenti sistemi
FRP, manuali tecnici completi ed un servizio di consulenza progettuale affidato sia a
professionisti della tecnologia che a consulenti esterni.

L’obiettivo è quello di formare ed informare ogni tecnico e direnderlo capace e cosciente perché possa risolvere nel migliore
dei modi il problema strutturale cui deve far fronte. Per questo
motivo il lettore di questa documentazione troverà sia spunti
tecnici interessanti, sia considerazioni critiche riguardanti lereali potenzialità e le possibili problematiche che ogni tecnicapuò celare. Tutte le considerazioni che si riportano in questo
documento sono, pertanto, basate su esperienze sperimentali edi cantiere.
Le principali tipologie di rinforzi usualmente utilizzate inedilizia sono:a) tessuti unidirezionali e quadriassiali in fibra di carbonio
ad alto modulo e alta resistenza: l’adesione al supporto è
perfetta, purché si sia eseguita una corretta preparazionedel supporto stesso. Questo sistema ottimizza al massimo
il quantitativo di fibra presente sulla struttura ed è altamenteversatile per conseguire rinforzi in più direzioni.
b) lamine pultruse in fibra di carbonio: il prodotto è pensato perla rapida messa in opera del rinforzo.
c) reti bidirezionali in fibra di carbonio e fibra di vetro: sono
applicabili con resine epossidiche o con malte cementizie.

a) Tessuti
MasterBrace FIBb) Lamine
MasterBrace LAM

FIG. 1.1 - Le principali tipologie di prodotti FRPd) connettori: sono corde in filo di carbonio o vetro ad elevata
resistenza per connessioni strutturali.
e) barre in fibra di carbonio o fibra di vetro: specificatamenteorientate alla durabilità del prodotto e alla riduzione dei
problemi di protezione al fuoco. La matrice scelta garantisce
un‘elevata temperatura di transizione vetrosa Tg e quindi
una spiccata resistenza alle alte temperature. Le fibre sceltesono quelle in carbonio ad alta resistenza, in carbonio ad
alto modulo elastico e fibre in vetro ad alta resistenza. Il
sistema così composto può essere abbinato ai ripristinidei conglomerati con malte MasterEmaco, eliminando
completamente la presenza di resine.
Per la corretta messa in opera dei sistemi sono impiegati anchele seguenti matrici organiche:
promotori di adesione e impregnanti a basi poliammidicheadesivi epossidici non a solventi e bicomponenti, fluidi etixotropicic) Reti
MasterBrace NETd) Connettori
MasterBrace CONe) Barre
MasterBrace BAR

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Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

Per loro specifica natura i prodotti FRP (Fiber Reinforced
Polymer) sono anisotropi e tendenzialmente elastici lineari intrazione fino a rottura. Contrariamente all’acciaio NON esiste
duttilità, isotropia e plasticità.
Questo significa che:1) la resistenza a compressione dell’FRP è molto modesta;
se una fibra è tagliata o forata in un punto si perde il suo
contributo alla resistenza per tutta la sua lunghezza;2) non esiste trasferimento tensionale tra una fibra posta indirezione longitudinale ed un’altra posta nella direzione
trasversale;3) tutti i prodotti FRP non possono essere saldati: ilcollegamento tra uno strato e l’altro avviene esclusivamente
per mezzo di una resina;4) tutti i prodotti FRP, tranne i tessuti prima di essere impregnati,
non si possono piegare in cantiere perché vi è il rischio dellarottura fragile nel tempo.
I sistemi MasterBrace si impiegano per il rinforzo distrutture in calcestruzzo armato e muratura con le principali
tipologie di intervento:
incollaggio di tessuti, lamine sulla faccia tesa di elementi
inflessi;
incollaggio di tessuti per interventi di confinamento su
pilastri;
incollaggio di tessuti o reti per il rinforzo di elementi inmuratura quali maschi, pilastri o volte;
inserimento di barre nella faccia tesa di elementi inflessi
previa formazione di tasche nel calcestruzzo sano o diringrossi e/o di ripristini del copriferro.

FIG. 1.2 - Prove di trazione su tessuto MasterBrace FIB

Appurato che l’intervento di rinforzo non avviene solo su
elementi strutturali integri, ma che risulta molto più frequente
l’intervento su strutture esistenti degradate, è molto importantel’accoppiamento del sistema di rinforzo MasterBrace con malte di
ripristino aventi particolari caratteristiche di adesione al supporto,
stabilità dimensionale, elevata energia di frattura di interfaccia,
moduli elastici compatibili con l’esistente. Il sistema di rinforzo
MasterBrace, quindi, è integrato anche da una serie di prodotti
cementizi o a base di pura calce per il ripristino strutturale noti
con il nome di MasterEmaco.

MasterBrace sono prodotti in controllo diqualitàIl sistema MasterBrace si inquadra ai sensi del CNR-DT 200
R1/2013 e della Linea Guida 2019 per la identificazione,
la qualificazione ed il controllo di accettazione di composti
fibrorinforzati a matrice polimerica (FRP) da utilizzarsi per il
consolidamento strutturale di costruzioni esistenti, perché:
fornisce schede tecniche chiare con tutti i parametri diriferimento necessari, già riferiti al prodotto finito pronto peressere installato;
provvede al controllo delle predette proprietà meccaniche perogni lotto di produzione e fornisce le relative certificazioni;
ha svolto e svolge ricerche nazionali ed internazionali
sull’argomento;
dispone di una vasta gamma di prove sperimentali
comparative che ne attestano la rispondenza normativa el’affidabilità dei metodi di calcolo.

FIG. 1.3 - Prova di trazione sull’adesivo MasterBrace SAT 4500

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

2. Terminologie ricorrenti prodotti FRP
Per il corretto impiego della tecnologia, è quanto mai indispensabile lachiarezza dei termini relativi ai prodotti FRP. Vediamoli in dettaglio.
TESSUTI - MasterBrace FIB
Direzione di riferimento: si intende la direzione di stesadelle fibre nel tessuto.
Fibra secca: si intende il singolo filamento fibroso prodotto
nella filiera, protetto da appretto protettivo, avvolto in bobine
pronto per le successive lavorazioni: tessitura, pultrusione,
laminazione, ecc.
Filato / tessuto: è assolutamente necessario fornire
al progettista la resistenza a trazione del prodotto finito“tessuto” riferito al prodotto larghezza x spessore di fibra
secca. Non è utile, anzi solo fuorviante, conoscere leprestazioni meccaniche del singolo filo (o filamento) sia
perché l’operazione di tessitura induce una riduzione delle
proprietà meccaniche, sia perché l’effetto dimensionale èesaltato su questi prodotti. Le schede tecniche dei prodotti
riportano tutti i valori utili al progettista.
Tessuto unidirezionale: è un tessuto fibroso in cui le fibresono tutte poste in una sola direzione.
Tessuto bidirezionale: è un tessuto fibroso in cui le fibresono poste in maniera perpendicolare le une alle altre.
Tessuto quadriassiale: è un tessuto fibroso in cui le fibresono suddivise in 4 direzioni differenti ortogonali a due adue.
Grammatura di riferimento: è la quantità, espressa ingrammi per metro quadrato, di fibre per ciascuna direzione
di riferimento.

FIG. 2.1 - I tessuti MasterBrace FIB sono venduti in rotoli da 50 m,
tagliabili a misura con forbice

Spessore equivalente del tessuto secco: si intende lo
spessore equivalente di fibra secca posto nella direzione
di riferimento. Per i tessuti unidirezionali esiste un solo
spessore equivalente di riferimento, per un tessuto
bidirezionale devono essere indicati due spessori diriferimento, uno per ciascuna delle direzioni di stesa delle
fibre e così via. Lo spessore di riferimento è ottenuto comerapporto tra la grammatura ed il peso specifico della fibra
impiegata nella direzione considerata.
Lunghezza minima di sovrapposizione: è la minima
lunghezza di sovrapposizione delle fibre che assicuri ilpieno trasferimento tensionale, in altri termini la minima
lunghezza di sovrapposizione oltre la quale la rottura per
trazione del provino è esterna alla zona sovrapposta.

FIG. 2.2 - Esempio applicativo di MasterBrace FIB

5

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Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRPLAMINE PULTRUSE - MasterBrace LAM

Resistenza minima a trazione del prodotto: è il valore
minimo ottenuto nelle prove sperimentali. Vista l’elevata
dispersione dei risultati non è vero che il valore minimo è
minore del valore caratteristico.

Spessore nominale: si intende lo spessore del piatto già
indurito al netto del rivestimento superficiale (coating) edell‘eventuale sabbiatura. Esso è ottenuto per misura diretta
durante il processo di pultrusione e prima delle lavorazioni
di irruvidimento della superficie.

Valore caratteristico ftk utile al progetto ftk: si intende il frattile
del 90% ottenuto con almeno 5 prove sperimentali di trazione su
campioni appartenente allo stesso lotto di produzione.
Attualmente i valori di calcolo dei sistemi FRP (tessuti elamine) discendono dalla classe individuata dai relativi
Certificati di Valutazione Tecnica (C.V.T.).

BARRE - MasterBrace BAR
Diametro nominale: si intende il diametro della barra
al netto del rivestimento protettivo (coating) e dellasabbiatura superficiale, viene misurata durante il processo
di pultrusione, prima delle lavorazioni di irruvidimento dellasuperficie.

Effetto dimensionale dei provini: la caratterizzazione
sperimentale deve essere eseguita sul prodotto impiegato senza
alcuna modifica di sezione o forma. In caso contrario si può
generare l’effetto dimensionale, cioè si ottiene una resistenza
maggiore di quella reale. È noto dalla letteratura che un provino
di tessuto di piccola larghezza ed elevato numero di strati
permette di ottenere una resistenza maggiore di quella ottenibile
su un provino di tessuto di uno strato di larghezza elevata.
La resistenza sperimentale ottenibile da lamine di 100 mm dilarghezza è minore di quella ottenibile da lamine di 50 o di 30
mm di larghezza.

TERMINOLOGIE RICORRENTI PER IL
CONTROLLO QUALITÀ
È quanto mai utile saper leggere bene le certificazioni dei
prodotti:

Modulo elastico: è la pendenza “best-fit” del diagrammas-e in trazione nel tratto tra 0.1 e 0.4 ftk per ciascunadirezione di stesa delle fibre. Se il prodotto è di buona qualità
il diagramma s-e è perfettamente lineare.
Temperatura di transizione vetrosa: la temperatura oltre
la quale si manifesta una repentina riduzione delle proprietà
meccaniche del polimero.
Adesione per trazione: la prova di pull-out di un apposito
elemento di acciaio fornisce la resistenza per trazione
dell’interfaccia più debole. Le interfacce sono essenzialmentetre: tra filamenti e matrice (delaminazione interna del prodotto
FRP), tra polimero e malta di ripristino (delaminazione delrinforzo), tra malta di ripristino e supporto in calcestruzzo(delaminazione del riporto). Se la crisi avviene nel calcestruzzo
di supporto si è ottenuto il miglior risultato possibile.
700
4000

resistenza a trazione [MPa ]

3600

1080

3200
2800
2400
2000
1600
1200
800
400
0
0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

Deformazione [% ]MasterBrace FIB 300 CFS

FIG. 2.3 - Esempio applicativo di MasterBrace LAM

MasterBrace FIB 300 CFH

2.4 La stima del modulo elastico in trazione

1,6

1,8

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Rinforzo di strutture con FRP

FIG. 2.5 - Esecuzione di prova pull-out

FIG. 2.6 - La prova di pull-out,l’impregnazione manuale non è corretta se il
tessuto ha una grammatura elevata

FIG. 2.7 - Le elevate grammature formano
gruppi filamenti al cui interno l’adesivo nonarrivaImpregnazione manuale: i tessuti di carbonio si
impregnano in situ con un’apposita resina epossidica.
L’impregnazione manuale è difficoltosa per tessuti aventi
grammatura elevata (>600 gr/mq), la resina non penetra
perfettamente tra i filamenti con il risultato di una ridotta
capacità di trasferimento degli sforzi.
Può accadere che particolari modalità di tessitura
permettano di ottenere un risultato di prova di adesione
positivo visto che la resina riesce a passare attraverso
i gruppi di filamenti dall’esterno all’interno (ad esempio
su tessuti a grammatura maggiore di 600 gr/mq
spesso si trovano filamenti raggruppati tra loro e nonomogeneamente distribuiti).
Questa impregnazione però non garantisce un lavoro aregola d’arte, visto che, come si nota in figura 2.6 la resina
non impregna tutti i filamenti di fibra, con la conseguenza
che i filamenti non impregnati non interverranno mai nel
rinforzo, facendolo quindi risultare inefficace.

Matrice polimera

Fibra

FIG. 2.8 - Schema di composizione di un FRP

FIG. 2.9 - Esempio applicativo di MasterBrace FIB7

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Rinforzo di strutture con FRP

3. L’inquadramento normativo
Sebbene i prodotti MasterBrace possano essere anche impiegati per larealizzazione di nuove strutture in c.a., il campo principale di impiego èsicuramente quello della riparazione e del rinforzo di elementi strutturali
esistenti.
In questo ambito l’FRP rappresenta un miglioramento ditecniche esistenti quali:
il placcaggio con piatti di acciaio di strutture inflesse: lasostituzione dei piatti di acciaio (pesanti, soggetti a rapida
corrosione e necessariamente da bullonare alla struttura)con fogli di tessuto FRP è sicuramente un avanzamento
tecnologico, in quanto si elimina il problema dellacorrosione, si semplificano le operazioni di posa, si riducono
i tempi di intervento, non si modificano le dimensioni
dell’elemento rinforzato;l’incamiciatura con profilati metallici dei pilastri perl’incremento della resistenza a compressione: anche inquesto caso l‘invasività dell’intervento con FRP risulta
essere molto minore, tutto resta nascosto, molto più rapida
l’applicazione;
il ringrosso con apporto di armatura a taglio e a flessione:
questa soluzione tecnica molto comune perseguel’incremento della portanza mediante apporto consistente
di materiale resistente a compressione (malte o betoncini
cementizi) ed armatura metallica: barre e staffe, cheaumentano la resistenza a flessione e a taglio.

prodotte a livello internazionale dagli anni 90 fino ad oggi.
Sul piano della progettazione, invece, la questione è molto piùcomplessa.
Con le ultime normative e Linee Guida i materiali FRP trovano
riconoscimento di legge per applicazioni di ripristino / rinforzo distrutture esistenti in muratura o in c.a.
Le regole di progettazione che si possono adottare sonoquelle contenute nel CNR-DT 200 R1/2013. Per interventi incampo sismico l’uso di idonei materiali compositi nel rinforzo
sismico di elementi in c.a. è finalizzato a conseguire i seguenti
obiettivi:

Tutte le tipologie di rinforzo con FRP sopra indicate sono
dimostrate dalle numerose ricerche sperimentali che si sono

FIG. 3.1 - Esempio di modellazione di strutture rinforzare con MasterBraceaumento della resistenza a taglio di pilastri, travi, nodi
trave-pilastro e pareti mediante applicazione di fasce con lefibre disposte secondo la direzione delle staffe;aumento della resistenza nelle parti terminali di travi
e pilastri mediante applicazione di fasce con le fibre
disposte secondo la direzione delle barre longitudinali ed
opportunamente ancorate, purchè si garantisca l’efficacia
dell’ancoraggio nel tempo;
aumento della duttilità degli elementi monodimensionali,
per effetto dell’azione di confinamento passivo esercitata
dalle fasce con le fibre disposte secondo la direzione delle
staffe.

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

Certificato di Valutazione Tecnica

I sistemi certificati

Le indicazioni per la qualificazione dei sistemi e per laloro accettazione in cantiere sono invece riportate nella“Linea Guida per la identificazione, la qualificazione edil controllo di accettazione di compositi fibrorinforzati
a matrice polimerica (FRP) da utilizzarsi per il
consolidamento strutturale di costruzioni esistenti”,
emanata dal CS.LL.PP., nella sua prima versione, con
il DPCS LL.PP. n. 220 del 9.7.2015 e aggiornata con il
DPCS LL.PP. n. 293 del 29.5.2019 nell’ottica di una sempre
migliore garanzia della qualità e sicurezza delle opere e delle
infrastrutture, sia pubbliche che private, della prevenzione delrischio sismico e della valutazione e messa in sicurezza delpatrimonio costruito esistente.

Sulla base di tale Linea Guida, il Servizio Tecnico Centrale(STC) del C.S.LL.PP. rilascia ai Produttori un Certificato di
Valutazione Tecnica (CVT) (ex CIT NTC 2008) per i sistemi di
rinforzo FRP richiesti.
I sistemi FRP di Master Builders Solutions che hanno ottenuto
il Certificato di Valutazione Tecnica sono i seguenti:

La suddetta Linea Guida è indirizzata principalmente ai
Produttori di tali sistemi, che devono provare la validità dellesoluzioni da loro proposte, e ai Direttori dei Lavori, che hanno
la responsabilità di controllare e accettare il materiale incantiere.

FIG. 3.2 - Esempio di applicazione di rinforzo con MasterBrace FIB

Sistemi di rinforzo realizzati in situ:
MasterBrace FIB 230 CFS
MasterBrace FIB 300 CFS
MasterBrace FIB 300 CFH
MasterBrace FIB 400 CFS
MasterBrace FIB 600 CFS
MasterBrace FIB 280 CFS 4D
Sistemi di rinforzo preformati:
MasterBrace LAM CFS
MasterBrace LAM CFH

9

10

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

4. Vantaggi e svantaggi degli FRP per interventi dirinforzo
Il successo dei materiali FRP deriva essenzialmente da tre proprietà: la maggiore
durabilità del materiale rispetto agli acciai tradizionali, la leggerezza, la facilità diimpiego e la possibilità di ottimizzare le proprietà meccaniche del materiale per lo
scopo specifico dell’intervento.

I prodotti disponibili sono basati principalmente su filati incarbonio e vetro. Esiste, infatti, una notevole differenza trafibre di carbonio e di vetro, in particolare per quanto riguarda:
le proprietà meccaniche di resistenza e modulo elastico a
trazione;la durabilità all’esposizione ambientale;il fenomeno del rilassamento o creep.
Prima di tutto è necessario ricordare che le fibre prima citate
non individuano un solo prodotto; così come per l’acciaio, anche
tra le fibre di vetro e tra le fibre di carbonio esistono differenti
qualità. Variazioni, anche modeste, della temperatura nel
processo di produzione dei filamenti di carbonio, ad esempio,
comportano l’ottenimento di differenti resistenze e moduli elastici.
La resistenza media della famiglia dei filamenti di carbonio variada 1900 MPa a 4900 MPa, al contempo i moduli elastici varianoda 230 GPa a 640 GPa.
I filamenti di carbonio, pertanto, possiedono rigidezze e
resistenze maggiori degli acciai da costruzione.

FIG. 4.1 - Esempio di rinforzo di solaio con MasterBrace LAM

Sono indicati per tutti gli interventi di rinforzo a flessione ea taglio, in special modo dove esistono fatica o elevati stati
tensionali permanenti.
Allo stesso modo variazioni nella percentuale relativa dellematerie prime comportano l’ottenimento di filati di vetro più omeno sensibili all’ambiente alcalino, più o meno sensibili ai
fenomeni di creep e rilassamento.
Anche la composizione degli appretti protettivi, che sono
applicati sui filamenti subito dopo la loro produzione, esaltano
doti di “filabilità”, oppure la “impregnabilità” e così via.
La resistenza media della famiglia dei filamenti di vetro
varia da 2500 a 3500 MPa, mentre il modulo elastico a
trazione varia da 60 a 80 GPa. I filamenti di vetro, pertanto,
pur possedendo resistenze superiori all’acciaio, hanno
bassi moduli elastici. Questi materiali, come sarà meglio
precisato nel seguito, sono indicati per interventi di fasciatura,
di contenimento dello stato fessurativo e in tutte quelleapplicazioni dove il regime tensionale permanente è modesto.

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

Per quanto riguarda la durabilità, è risaputo che i filamentipiù comuni di fibra di vetro, individuati dalla sigla E-Glass, si
sciolgono in ambiente alcalino. Il calcestruzzo è, pertanto,potenzialmente molto pericoloso per i filamenti di vetro
qualora si venissero a trovare scoperti dal loro appretto e dalpolimero di impregnazione.
Per ovviare parzialmente a questo problema, fu inventata
una formulazione di vetro AR-Glass dotata di una resistenza
all’ambiente alcalino maggiore.
È risaputo, inoltre, che i filamenti di carbonio conducono
elettricità, mentre le fibre di vetro sono isolanti.
In funzione poi dell’aggressività dell’ambiente cui è posta
l’opera da rinforzare e del regime tensionale permanente
sulle fibre, tutte le raccomandazioni internazionali
reperibili introducono coefficienti riduttivi delle resistenze
caratteristiche, al fine di pervenire ad una “resistenza ultima
di progetto” da impiegarsi nei calcoli: il coefficiente riduttivo

11

ambientale varia da 0.95 a 0.7, in funzione dell’ambiente pocoo molto aggressivo, ed il coefficiente riduttivo per sollecitazioni
permanenti, varia da 0.55 (carbonio) a 0.3 (vetro) per tenerconto dei fenomeni di rilassamento e creep.
Come per le fibre, anche il mondo dei polimeri e delle resineè molto vasto. Vi sono tantissime formulazioni differenti conannesse differenti proprietà meccaniche.
Non esiste una precisa normativa che classifica i polimeri per
le applicazioni nel settore delle costruzioni, né è pensabile diidentificare una formulazione ottima, che risolva, cioè, tutti i
problemi specifici dell’ingegneria delle costruzioni: durabilità,
resistenza al calore, propagazione della fiamma, elevata
adesione, elevata resistenza al taglio, elevata impregnabilità
ecc.
Master Builders Solutions offre una completa gamma dipolimeri e resine al fine di ottimizzare prestazioni e facilità di
posa.

FIG. 4.2 - Esempio di applicazione di rinforzo di struttura in cemento armato con MasterBrace FIB

12Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

5. Regole basilari per la progettazione
5.1 Rinforzi a flessione

Le raccomandazioni italiane, ed i test di verifica compiuti da
Master Builders Solutions, provano che il modello di calcolo che
si deve adottare nel progetto deve basarsi sulle seguenti ipotesi:
le sezioni rimangono piane durante la deformazione;
il calcestruzzo ha legame parabola-discendente comeFig. 5.1.1.a), dove la massima tensione di compressione è
fcd=αccfck / γC alla deformazione dello 0.0035;
l’acciaio è considerato elasto-plastico vedi Fig. 5.1.1.b);
MasterBrace è considerato un “sistema certificato” ai sensidel CNR-DT 200 R1/2013, avente cioè controllo di qualitàsu lotto di produzione e schede tecniche conformi ai requisiti
richiesti dal CNR-DT 200 R1/2013. Il legame costitutivo èriportato in Fig. 5.1.1 c);
MasterBrace assorbe solo forze assiali nella direzionedelle fibre, l’effetto flessionale è trascurabile se lo spessore
complessivo del rinforzo è molto piccolo rispetto all’altezzadella trave.
Nel calcolo di progetto o di verifica, perciò, si dovranno eseguirequattro analisi:a) valutare le tensioni iniziali nel conglomerato e nell’acciaio
al momento dell’esecuzione del rinforzo e la deformazione
efo. Perché sia valida la sovrapposizione degli effetti, lasollecitazione esterna flessionale iniziale deve produrre una
tensione di compressione sul cls <0.45fck e una tensione ditrazione sull’armature < 0.8fyk. Se questa situazione NON è
verificata si deve scaricare o puntellare la trave;b) determinare il momento resistente ultimo MRu tenendo contodei fattori di sicurezza da applicare sulla resistenza a trazione
caratteristica. Se MRu è maggiore delle sollecitazioni esterne si
procede al passo seguente;c) determinare il momento resistente di servizio MRs e verificare
che il calcestruzzo possieda tensione complessiva di

CLS-0.0035σ-0.002σεcompressione <0.45fck e l’acciaio possieda tensione
complessiva < 0.8 fyk; Se MRs è maggiore delle sollecitazioni
esterne si può passare allo step successivo.
d) in quest’ultimo step si tratta di verificare che la freccia dellatrave sia compatibile con la tipologia della struttura in esame e
che l’ampiezza dei crack al carico di servizio siano contenute
entro limiti usuali o “coperti” dal rinforzo in fibra di carbonio.
In effetti l’inerzia della trave rinforzata non si modifica
sostanzialmente, mentre aumentano i carichi esterni che
vengono sostenuti dalla stessa.
Le seguenti relazioni, allora, legano le deformazioni della fibra
quella del calcestruzzo e a quella dell’acciaio, vedi Fig. 5.1.2:

As2

εco

d2

h

εcu

σc
εs2

x=ξ d

σs2

1

d

M

2

As1

εs> ε yd

d1

tf

bf
b

εfd

ƒyd
σf

εo

Af

FIG. 5.1.2 - Schema di funzionamento della sezione resistente

La raccomandazione CNR-DT 200 R1/2013 si fonda
sulle assunzioni di perfetta aderenza fibra - supporto e diconservazione delle sezioni piane.
L’aderenza perfetta è conservata fino ad un valore ditensione superato il quale si può produrre la delaminazione
dal supporto: il distacco del rinforzo FRP si può manifestare
all’estremità (delaminazione di estremità) o in prossimità di
una qualsiasi fessura flessionale (delaminazione intermedia).

ACCIAIO

f fd

σ

FRP

f sd

ε

ε
εsd
0.85fcd
FIG. 5.1.1 - Legami costitutivi per calcestruzzo, acciaio e FRP (linea MasterBrace)

ε su

ε fd

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

copriferro doveva prima essere sostituito;
inserimento di barre o lamine nel copriferro durante la sua
sostituzione;
inserimento di barre o lamine in tasche di 3x3 cm circa,
realizzate (evidentemente su calcestruzzo di buona qualità)
con bilama.
Le ragioni della ricostruzione preliminare del copriferrosono ben note, ma la comparsa di due superfici di contatto(contatto tra calcestruzzo originario e malta di ripristino econtatto tra malta di ripristino e materiale di rinforzo), complica
il problema della buona riuscita dell’intervento: sono due infatti
le superfici di scorrimento, senza una “buona adesione” tra leinterfacce tutto l’intervento è operato inutilmente.
Un altro aspetto molto importante, sebbene spesso
trascurato, è la garanzia della risposta elastica per quelle
combinazioni di carico che si possono considerare frequenti opermanenti (combinazioni di carico di servizio).
È abbastanza ovvio che l’aumento della resistenza, dovuto
alla fibra, si ottenga insieme allo snervamento delle armature
di acciaio e alla comparsa di un esteso quadro fessurativo.

Quando il rinforzo si delamina la trave crolla perché vienea mancare una parte della sua resistenza. Acciaio e fibra
FRP, quindi, compartecipano all’assorbimento della forza
di trazione, il primo materiale ha un campo plastico molto
esteso, il secondo materiale è elasto-fragile, non ha plasticità
né isotropia, reagisce solamente alla trazione nella direzione
dei filamenti.
Sebbene una gran quantità di studi abbiano riguardatol’incollaggio di lamiere e tessuti su travi in c.a. nuove (vedischema di Fig. 5.1.3.A) e a questi tipi di elementi strutturali
si rivolge il CNR-DT 200 R1/2013, il maggior campo diapplicazione per questa tecnologia è il rinforzo di una travein esercizio, magari degradata, con armature interne corrose,
con calcestruzzo di bassa qualità ecc., praticamente tutte
quelle situazioni reali in cui per un motivo o per un altro si
deve svolgere un intervento di riparazione e/o di rinforzo.
Sono quindi apparse ricerche sperimentali su tre tipologie dirinforzo che sono illustrate in Fig. 5.1.3, 5.1.3 C, 5.1.3 D:
incollaggio di tessuti o lamine nella zona tesa di travi il cui

A Sabbiatura + rinforzo con CFRP
Sabbiatura + tessuto FRP 120

520

60

2+2or4 Ø6mm
100

520

B Idrodemolizione + ripristino con malta + rinforzo con FRP

520

Idrodemolizione 2 cm + ripristino con malta 2-3 cm
20

60
1000

Tessuto FRP

200

1000

tessuto FRP

2+2 o 4 Ø6mm
120

Idrodemolizione
rivestimento cemento

520

200

1 o 3 strati
tessuto FRPC Idrodemolizione + ripristino con malta + rinforzo con barre in composito inserite
Barre in composito

520

30

60
1000

Idrodemolizione 2 cm +ripristino con malta 2-3 cm

130

520

2+2 o 4
Ø 6mm
200

1 or 3Barre in composito

D Tecnica NSM: tasca + pasta epox + rinforzo con barre in composito inserite
Pasta epox

520

20
60
1000

FIG. 5.1.3 - I principali metodi di rinforzo a flessione

13

Tasca +
barre in composito
520

2+2 o 4 Ø 6mm

120
100
200

1 or 3Barre in composito

14

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

Nella normativa CNR-DT 200 R1/2013 vi sono 3 importanti
parametri che il Produttore del “sistema di rinforzo” è tenuto acertificare e mostrare nella scheda tecnica:
1. la resistenza caratteristica a trazione ffk
2. lo spessore nominale del rinforzo tf

3. l’energia di frattura dell’interfaccia più debole g
In sintesi la risposta in flessione di una trave è quindi legata ai
seguenti parametri:tipo di conglomerato esistente: un calcestruzzo poroso
di ridotte capacità meccaniche non potrà garantire la stessa
tenuta di interfaccia di un conglomerato prefabbricato e/oprecompresso; altresì, però, si ricorda che la preparazionedella superficie di un conglomerato prefabbricato saràmolto più difficile rispetto ad uno gettato in opera;
quantità di armatura interna: se una trave è progettata
per raggiungere la crisi lato acciaio avrà una percentuale
di armatura molto modesta, al contrario esistono struttureche sono progettate per raggiungere la crisi nella zonacompressa con una quantità di armatura interna molto
elevata;tipo di sollecitazione: il rinforzo in zona tesa è, spesso,
applicato su una trave già caricata. Questa problematica
è molto attuale per le infrastrutture viarie, in quanto
tutto il carico permanente ed una buona quota partedell’accidentale sono già presenti al momento del rinforzo;
il risultato è che la stagionatura della malta di ripristino delcopriferro e il successivo incollaggio del rinforzo avvengono
in regime dinamico (traffico aperto) e restano attivi solo perl’incremento di carico;tipo di ambiente: in presenza di umidità elevata le resine
di incollaggio presentano polimerizzazioni problematiche,
in presenza di acqua salata i calcestruzzi porosi possono

degradare più velocemente le loro proprietà meccaniche
di interfaccia e l’acciaio può continuare a corrodersi se il
copriferro risulta fessurato;
tipo di malta da ripristino: in commercio esistono varietipologie di malte cementizie con differenti caratteristicheprestazionali e reologiche specifiche per ogni intervento:
additivate per renderle espansive all’aria, con fibre
polimeriche per evitare il ritiro in fase plastica; con fibre
polimeriche specifiche per aumentare leggermente laduttilità, con specifiche fibre metalliche caratterizzate daforgiature particolari che aumentano notevolmente laresistenza a trazione rendendole altamente duttili, ecc..
tipo di preparazione e numero massimo di difetti:
la preparazione superficiale è un parametro molto
importante, ma spesso poco considerato; i calcestruzzi inopera, specialmente se sottoposti a traffico, presentano
fessurazioni anche rilevanti; la percentuale di vuoti e la loro
dimensione, lo spazio tra le lesioni, la dimensione delle
stesse, i punti di discontinuità sono tutte variabili con effetto
negativo sulle prestazioni finali dell‘intervento di ripristino erinforzo;
tipo di rinforzo: i materiali resistenti a trazione applicati
nella zona sono contraddistinti da diversi parametri
meccanici, i più importanti a questi fini sono: il modulo
elastico (nel campo entro il 50% della resistenza a
trazione), la resistenza caratteristica a trazione, lo spessore
equivalente.

FIG. 5.1.5 - Negli interventi di placcaggio la sabbiatura è
indispensabile

FIG. 5.1.4 - Esecuzione di prova a flessione in scala reale

FIG. 5.1.6 - Negli interventi di ripristino dei copriferro l‘idroscarifica adalta pressione consente una adeguata adesione di interfaccia

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

5.2 Rinforzi a taglio

Il meccanismo del taglio è spesso modellato con il traliccio
di resistenza di Morsch. Secondo questa teoria lo sforzo ditaglio si contrasta con la formazione di un “traliccio” di ideali“puntoni” inclinati e di “tiranti” orizzontali e verticali. I primisono formati dal conglomerato, i secondi dalle armature
resistenti a trazione (barre longitudinali e staffe).
All’interno di questa schematizzazione è possibile eseguire il
rinforzo al taglio delle travi aggiungendo fasciature trasversali
di tessuto di carbonio; lo schema più adottato è quello dellafasciatura ad U discontinua, dove le fasce necessitano dellasmussatura degli spigoli dell’ala della trave e l’ancoraggio
all’intradosso della soletta.
Secondo le raccomandazioni del CNR-DT 200 R1/2013 laresistenza di progetto a taglio dell’elemento rinforzato può
essere valutata secondo la relazione:

VRd = min

{V

Rd,s

15

}

+ VRd,f , VRd,cdove:

VRd, s = capacità a taglio-trazione dell’armatura trasversaled’acciaio

VRd,f = capacità a taglio-trazione del sistema di rinforzo FRP
VRd,c = capacità a taglio-compressione del calcestruzzo
Nel caso in cui le fasce di rinforzo possano essere disposte a
U o in avvolgimento di una sezione quadrata o rettangolare,il contributo del rinforzo di FRP in stato limite ultimo, VRd,f può
essere valutato con la seguente equazione:dove:d = altezza utile della sezione trasversale;ffcd = è la resistenza efficace;tf = spessore delle fasce di tessuto;
wf = larghezza delle fasce di tessuto;
pf = passo delle fasce di tessuto;
θ = angolo di inclinazione delle fessure a taglio rispetto all’assedell’elemento (45°);β = angolo di inclinazione delle fibre rispetto all’asse 		dell’elemento.

Gli schemi di riferimento sono illustrati nella Figura 5.2.2. Il
concetto è quello di solidarizzare un elemento resistente a
trazione al calcestruzzo nella sua zona tesa. Se l’adesione
è perfetta, il rinforzo si comporterà in conservazione dellesezioni piane e la rottura della trave sarà originata o dallarottura per compressione del calcestruzzo o dalla rottura a
trazione della fibra.

β = 90°β0° < β < 180°βlaterale

FIG. 5.2.1 - Fasciature MasterBrace ad U per il rinforzo al taglio

ad U

FIG. 5.2.2 - Schemi di rinforzo al taglio con FRP

in avvolgimento

16

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

5.3 Interventi di confinamento

In tutti i materiali da costruzione ad ogni sollecitazione
applicata su una direzione corrisponde una deformazione
anche nelle direzioni ortogonali (il cosiddetto effetto Poisson).
Ad esempio un pilastro in calcestruzzo compresso, mentre
si accorcia, si schiaccia, subisce una dilatazione trasversaleche è pari a circa il 15-20% dello schiacciamento. Superata
la soglia di limite elastico la proporzionalità tra deformazioni
longitudinali e trasversali è perduta, il coefficiente di Poissonaumenta ma non esiste una chiara legge che ne descriva
il comportamento. Se si applica una fasciatura di tessuto difibre nella direzione orizzontale, si genera un “confinamento
passivo” del pilastro. Ai carichi modesti tale confinamento
è sottoposto a modeste dilatazioni trasversali, a carichi
elevati la fasciatura aumenta molto il suo effetto proprio in
relazione all’aumento del coefficiente di Poisson. Tale effetto
termina nel momento in cui la dilatazione trasversale supera
la deformazione massima di rottura per trazione della fibra,

oppure quando la sovrapposizione del tessuto si rompe per
eccessivo sforzo di taglio di interfaccia.
I test di verifica sperimentale individuano i seguenti benefici
strutturali:incremento di resistenza a compressione;
consistente incremento di duttilità.
L’area sottesa dal diagramma carico assiale edaccorciamento assiale aumenta fortemente dal caso non
confinato a quello confinato. Il primo risultato è importante perinterventi di riparazione o rinforzo, il secondo è utilissimo perl’incremento della sicurezza contro azioni sismiche.
L’efficacia della fasciatura di confinamento dipende dalla
forma geometrica del solido. Se esso è circolare l’effettosarà massimo, se il solido ha sezione rettangolare allungata,l’effetto del confinamento si concentrerà solo sugli spigoli el’efficacia sarà molto minore.

FIG. 5.3.2 - Prove di rottura a compressione di pilastri in c.a. confinati
con MasterBrace FIB

FIG. 5.3.1 - Confinamento pilastro in cemento armato con

MasterBrace FIB
60

105

Circolare

MPa

Quadrato30

Non confinato

TENSIONE (Confinamento
pesante90
75
MPa

Confinamento
moderato60

Rettangolare (1:2)

45
30
TENSIONE( rinforzata
NonConfinamento leggero

15

0

0

0.005

0.01

0.015

Deformazione
Defermazione %%

0.02

0.025

FIG. 5.3.3 - Variazione del grado di rinforzo al variare della formadell’elemento confinato

0

0

0.01

0.02

0.03

Deformazione%
Deformazione %0.04

FIG. 5.3.4 - Variazione degli incrementi di resistenza al variaredell‘entità di rinforzo

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

La raccomandazione del CNR-DT 200 R1/2013 fornisce
alcune formulazioni per il calcolo della resistenza delpilastro confinato, nel caso di elementi a sezione circolare,
la resistenza di calcolo del calcestruzzo confinato, ƒccd, puòessere valutata con la seguente relazione:

ƒccd= ƒcd[1+2.6

ƒl,eff
ƒcd

2/3

]

dove:
ƒcd = resistenza di calcolo del calcestruzzo non confinato davalutarsi come prescritto nella Normativa vigenteƒl,eff = è la pressione laterale efficace di confinamento da valutarsi
come di seguito.

ƒl,eff = 1 ·ρf·Ef·εfd,rid·kv·ka
2
dove:

ρf =

4·tf·bf
D·pf

17

dove:
D = diametro della sezione trasversale;tf = spessore totale del tessuto MasterBrace impiegato;
Ef = modulo di elasticità del materiale in direzione delle fibre;
bf = larghezza del tessuto;
ρf = passo delle strisce di tessuto;
εfd,rid = deformazione limite dell’FRP valutata come:min [ηa·εfkγf;0.004]dove:
ηa= coefficiente ambientale
γa = fattore di sicurezza f per il confinamento vale
1.1, trattandosi di “sistema certificato” e ladeformazione caratteristica a rottura εfk è certificata
dal Produttore.
kv = coefficiente di efficienza verticale nel caso difasciature discontinue;
ka = coefficiente di orientamento, nel caso diavvolgimenti elicoidali.

FIG. 5.3.5 - Esempio di applicazione di MasterBrace FIB per
confinamento

FIG. 5.3.6 - Esempio di applicazione di MasterBrace FIB per
confinamento

FIG. 5.3.7 - Schemi di funzionamento del rinforzo per confinamento
con tessuto FRP

18

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

6. Regole generali per la buona riuscita di
un intervento di rinforzo
Molto spesso nella progettazione e nella realizzazione di un intervento di rinforzo con
FRP vengono tralasciati importanti aspetti. Si riportano quindi nel dettaglio alcune
indicazioni pratiche basate sull’evidenza sperimentale.

A) Peeling o delaminazione di estremità:
negli interventi di placcaggio su muratura o calcestruzzo non
si devono applicare prodotti con spessore di riferimento >2
mm (ad esempio due lamine sovrapposte, vedi figura 6.1).
Il rischio è la prevalenza della crisi per delaminazione,
meccanismo fragile che si manifesta a carichi inferiori alle
attese progettuali. Per contenere questi fenomeni indesiderati
ci sono tre buone pratiche: l’estensione del rinforzo fin verso
gli appoggi, l’adozione di piccoli spessori, l’impiego di fasce

FIG. 6.1- Esempio di delaminazione di estremitàad U trasversali di tessuto possibilmente ancorate in apposite
tasche nell‘elemento strutturale superiore (vedi figura 6.2).

B) Spinta a vuoto:si devono evitare i “punti di spinta a vuoto”. Il fenomeno si
manifesta come mostra lo schema della figura 6.3. Quando
il rinforzo assume sforzo di trazione si stacca per la modesta
resistenza a trazione posseduta dall’adesivo o per un intervento
eseguito in maniera approssimativa.

FIG. 6.2 - Intervento di rinforzo eseguito a regola d’arte mediante
l’impiego di fasce ad U

T
TESSUTO FRPFIG. 6.3 - Esempio schematico del fenomeno di “spinta a vuoto”

SPINTA A VUOTO

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRPC) Preparazione superficiale:
quando il supporto esistente è degradato, non coerente,
non planare, l’intervento di placcaggio con FRP deve essere
preceduto da una idrodemolizione o altra idonea preparazione
meccanizzata e dalla adozione di una malta da ripristino avente
stabilità volumetrica, elevata adesione al supporto, compatibilità
di modulo elastico ed elevata energia di frattura dell’interfaccia.
La linea di malte MasterEmaco offre una gamma di prodotti chegarantisce risultati di grande rilievo prestazionale e durabilità agliinterventi realizzati. Quando invece il calcestruzzo di supporto
è di buona qualità, allora occorre una idrosabbiatura che metta
in vista l’inerte, in sintesi la semplice pulizia del supporto non è
sufficiente.

FIG. 6.4.1 - Preparazione del substrato mediante idrosabbiatura

19D) Corretta scelta del rinforzo in fibra dicarbonio:è importante scegliere in maniera corretta il prodotto infibra di carbonio per la particolare applicazione che si deve
realizzare. Per gli interventi di rinforzo a flessione o a taglio e
per gli interventi di confinamento di pilastri è ottimale l’impiego
di tessuti unidirezionali dato che il regime degli sforzi che sivuole assorbire è tutto in una sola direzione. Per gli interventi
di rinforzo che devono assorbire stati di sforzo in più direzioni
si possono impiegare tessuti unidirezionali in più strati, doveogni strato di fibra ha una specifica direzione, oppure più strati
di tessuti bidirezionali o quadriassiali, purché si garantisca
una adeguata lunghezza di sovrapposizione per ciascunadirezione. Si evidenzia comunque che l‘impregnazione di tessuti
multidirezionali risulta piuttosto difficile, considerando la presenzadi filato disposto secondo differenti direzioni.

FIG. 6.4.2 - Esempio di intervento di confinamento di pilastro

20

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

7. Esempi di applicazione dei sistemi FRPMasterBrace
I sistemi MasterBrace si possono impiegare ogni qualvolta vi sia da assorbire uno
sforzo di trazione pura o di trazione prodotta dalla flessione o dal taglio.
Vediamo i casi più classici in cui sia richiesto il rinforzo anche
con riferimento all’adeguamento o miglioramento sismico delle
seguenti strutture:1) Portali
2) Nodi trave-pilastro
3) Rinforzo travi da ponte ammalorate
4) Rinforzo di solai
5) Rinforzo di capriate6) Rinforzo di travi in c.a.
7) Rinforzo strutture in legno
8) Rinforzo strutture in muratura

7.1 Portali
La trave di sommità è soggetta ad un carico verticale, ilpilastro laterale è soggetto a carico orizzontale di vento.
Nasce trazione all’intradosso della trave, sulle zone esterne
vicino ai nodi trave-colonna e alla base dei pilastri.
Quali possibilità esistono?
A cavallo del nodo trave-colonna si può predisporre il
placcaggio con tessuto MasterBrace, all’intradosso dellatrave si può pensare di intervenire con placcaggio di lamineo ringrosso con barre, alla base dei pilastri si possono
aggiungere barre MasterBrace BAR in tasca, secondo gli
schemi nel seguito riportati. Terminato il rinforzo flessionale si
applicano fasciature orizzontali anti delaminazione.

7.2 I nodi trave-pilastro
I nodi trave-pilastro non confinati sono tipicamente quelli posti
sul perimetro della struttura, o all’angolo (nodo d’angolo), ovvero
in facciata (nodo intermedio). L’intervento deve garantire anche
un incremento della resistenza a taglio e aumento di duttilitàdelle travi e dei pilastri nelle loro parti terminali convergenti nel
nodo ed un confinamento delle estremità dei pilastri, dove si
concentrano le massime richieste di duttilità in pressoflessione.
Le tipologie d’intervento qualitativamente descritte sintetizzano
quanto riportato in modo più esteso nelle “Linee guida perriparazione e rafforzamento di elementi strutturali, tamponaturee partizioni” del Dipartimento Protezione Civile – Reluis, conindicazione dei relativi sistemi MBS. Gli interventi vengono diseguito descritti nelle loro diverse componenti, ciascuna dedicata
a prevenire un meccanismo di collasso.

2 barre tipo MasterBrace BAR 8 CFS
in tasca, L=1.4m
per ciascuna faccia

Tessuto MasterBrace FIB
due strati w=30cm,
alle estremità

TRAVE DIFONDAZIONE

Foro Ø16 ancoraggio nella
fondazione L>30cm

FIG. 7.2.1 - Schema di messa in opera di intervento alla base delpilastro con opportune tasche in cui inserire MasterBrace BAR

FIG. 7.1.1 - Intervento mediante materiale composito su portale

FIG. 7.2.2 - Intervento con materiale composito su nodo trave-pilastro

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRPGeneralmente sono previste le seguenti fasi:

FASE 1)

Incremento della capacità del pannello di nodo e della porzione
di sommità del pilastro rispetto all’azione di taglio esercitata dalla
tamponatura con tessuti unidirezionali MasterBrace FIB inclinati(fig. 7.2.3)

FASE 2)
Rinforzo a taglio della zona di nodo con tessuto FRP
quadriassiale (fig. 7.2.4). L’incremento di resistenza a tagliodel pannello di nodo può essere conseguito, nel caso diutilizzo di materiali compositi, mediante disposizione di tessuto
quadriassiale in carbonio MasterBrace FIB 380-63 4D ovvero ditessuto unidirezionale con fibre orientate nella direzione delle
staffe del pilastro MasterBrace FIB CFS.

FASE 3) e 4)
Confinamento delle estremità dei pilastri con tessuto unidirezionale
in carbonio MasterBrace FIB.

ll confinamento delle estremità dei pilastri (fig. 7.2.5) consente
di conferire alle stesse un significativo incremento dellaresistenza a taglio e della capacità deformativa; esso ha anche
un effetto benefico nei riguardi della potenziale instabilità dellebarre longitudinali laddove il passo delle staffe sia molto rado.

RISULTATO DELL’INTERVENTO

L’incremento di resistenza a taglio delle estremità delle travi
consente di prevenire una eventuale crisi per taglio, secondo
un meccanismo fragile che potrebbe attivarsi nel caso in cui
la resistenza del calcestruzzo è relativamente bassa e/o learmature a taglio sono carenti.
Per il dimensionamento del sistema di rinforzo dei nodi con
FRP può essere di ausilio il software messo a disposizione
dalla Reluis “Joint FRP” ( Del Vecchio C., Di Ludovico
M., Balsamo A., Prota A., JOINT FRP v.1.0, Software perla progettazione del rinforzo di nodi trave-pilastro con
FRP), disponibile al seguente link: https://www.reluis.it/it/
progettazione/software/joint-frp.html”

MasterBrace FIB 380 4D

MasterBrace FIB CFS

FIG. 7.2.3 - Fase 1: Rinforzo con fasce unidirezionali per pilastrid’angolo e pilastri perimetrali intermedi

FIG. 7.2.4 – Fase 2: Rinforzo con fasce quadriassiali per pilastrid’angolo e pilastri perimetrali intermedi

MasterBrace FIB CFS

MasterBrace FIB CFS

FIG. 7.2.5 – Fase 3 e 4: Rinforzo con confinamento estremità pilastri
con tessuto undirezionale in avvolgimento della sezione e incremento
resistenza al taglio delle estremità delle travi con MasterBrace FIB

21

FIG. 7.2.6 - Risultato finale

22

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

7.3 Rinforzo di travi da ponte ammalorate
Questa è una situazione molto comune nel nostro Paese,
a causa della vetustà delle costruzioni e dell’ambiente
aggressivo in cui si trovano.
Nelle travi appoggiate si interviene all’intradosso con lamineo tessuti, in alcuni casi dove il copriferro viene integralmente
rifatto con apporto di almeno 3 cm di MasterEmaco, ed a volteè conveniente optare per l’inserimento di barre MasterBraceBAR all’interno del ripristino.
Il calcolo delle travi da ponte è abbastanza complesso, ma
pur sempre basato sulle regole generali di conservazionedelle sezioni piane e perfetta aderenza fibra-cls fino al
raggiungimento della tensione ultima di lavoro della fibra. La
trave rinforzata con MasterBrace riacquista, in modo molto
semplice, una resistenza a rottura maggiore o uguale a quellaoriginaria.

MasterEmaco S 498 FR o
MasterEmaco S 955

MasterBrace LAM
MasterBrace FIB 300/50 CFS

FIG. 7.3.2 - Schema di intervento su trave mediante
MasterBrace LAM

30

20

MasterBrace FIB 300/50 CFH
W=25cm/m con tasche
sopra e sotto
ed MasterBrace BAR 8 CFS

MasterBrace FIB 300/50 CFH
W=83cm50

FIG. 7.3.1 - Schema di applicazione combinato MasterBrace FIB e
MasterBrace BAR

MasterEmaco S 498 FR
MasterBrace BAR

FIG. 7.3.3 - Schema di intervento su trave mediante
MasterBrace BAR

7.4 Rinforzo di capriate
Le capriate sono elementi strutturali particolari che scompongono la sollecitazione flessionale in elementi semplicementetesi (tiranti) ed elementi semplicemente compressi (puntoni).
I tiranti possono essere rinforzati con il sistema di rinforzo
MasterBrace disponendo i filamenti FRP nella direzione longitudinale dello stesso.
Con la tecnologia MasterBrace BAR si può limitare lo spessoredel ringrosso a soli 3-4 cm, in quello spazio esiguo trovano
alloggiamento barre MasterBrace BAR con lo scopo di aumentare notevolmente la resistenza a flessione.
In alternativa si può optare per l’incollaggio di tessuti o lamine
sulla faccia tesa.

FIG. 7.4.1 - Esempio di rinforzo mediante ringrosso effettuato con
MasterBrace BARQuaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

23

7.5 Rinfozo di travi in c.a.

7.6 Rinforzo di elementi in legno

Vi sono casi in cui il ringrosso di una trave risulta estremamentecomplesso, o dove la combinazione di azioni sismiche odistorsioni con carichi verticali genera elevate sollecitazioni
flessionali in direzione ortogonale.

Il rinforzo a flessione di strutture in legno può essere realizzato
con tessuti o lamine di FRP incollate sulla superficie esternadella trave o all’interno di appositi alloggiamenti predispostinel corpo della trave. Gli schemi seguenti illustrano alcune
possibilità di intervento.

FIG. 7.6.1 - Rinforzo di travi in legno mediante MasterBrace FIB

FIG. 7.5.1 - Esempio di intervento mediante fasciatura con
MasterBrace FIB

FIG. 7.6.2a - Applicazione
barre in zona tesa

FIG. 7.6.2b - Applicazione
tessuti in zona tesa

FIG. 7.6.2c - Applicazione
lamine interne in zona tesa

FIG. 7.6.2d - Applicazione
lamine interne in zona tesa ecompressa

24

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

7.7 Rinforzo di strutture in muratura
L’utilizzo di rinforzi FRP su strutture in muratura rappresenta
una diffusa modalità di consolidamento ed adeguamentoche deve essere progettata ed eseguita con opportuni
accorgimenti.
Ad esempio l’applicazione del rinforzo in FRP deve essere
effettuata su elementi strutturali di adeguate proprietà
meccaniche. Nel caso in cui la muratura si presenti
danneggiata o disomogenea prima dell’applicazione delrinforzo si dovrà prevedere un preconsolidamento con
tecniche tradizionali (cuci-scuci, iniezioni, ristilatura dei
giunti, ecc.).
Inoltre, nel rinforzo ad esempio di pannelli murari mediante
applicazione di tessuto FRP, il ruolo dell’aderenza tramuratura e composito è di grande importanza, perché lacrisi per perdita di aderenza avviene con una modalità dirottura fragile.
Molte sono le applicazioni effettuate, alcune delle quali
illustrate nelle foto seguenti.

FIG. 7.7.2 - Intervento su volta all’estradosso con MasterBrace BAR

1 fascia da 1 strato bf=30cm/m
MasterBrace FIB CFS

1 fascia da 1 strato bf=30cm/
MasterBrace FIB CFS

300

400

FIG. 7.7.1 - intervento su maschio murario mediante MasterBrace FIB

FIG. 7.7.3 - Intervento su volta all’intradosso con MasterBrace FIB

FIG. 7.7.4 - Progettazione di intervento mediante materiali compositi di struttura voltata

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

8. Prodotti MasterBrace per il rinforzo di strutture
Master Builders Solutions propone una organica gamma di materiali compositi.
8.1 Tessuti
La gamma di prodotti Master Builders Solutions comprende tessuti con leprestazioni di seguito riportate:

MasterBrace FIB
230/50 CFS

MasterBrace FIB
300/50 CFS

MasterBrace FIB
400/50 CFS

MasterBrace FIB
600/50 CFS

MasterBrace FIB
300/50 CFH

Carbonio ad alta
resistenza

Carbonio ad alta
resistenza

Carbonio ad alta
resistenza

Carbonio ad alta
resistenza

Carbonio ad altomodulo elasticounidirezionale

unidirezionale

unidirezionale

unidirezionale

unidirezionale

Grammatura del tessuto, gr/mq

230 ± 10300 ± 10400 ± 10600 ± 10310 ± 10Massa del tessuto per unità di area, ρx

230 g/m2

300 g/m2

400 g/m2

600 g/m2

300 g/m2

Spessore equivalente teq

0,126 mm0,165 mm0,220 mm0,330 mm0,165 mm

Modulo elastico del laminato riferita
all’area netta fibre, Ef

1 str.: 263 GPa
3 str.: 273 GPa

1 str.: 269 GPa
3 str.: 270 GPa

1 str.: 251 GPa
3 str.: 255 GPa

1 str.: 238 GPa
3 str.: 234 GPa

1 str.: 401 GPa
3 str.: 397 GPa

Resistenza del laminato riferita all’area
netta fibre, ffi Valore medio

1 str.: 3560 MPa
3 str.: 3987 MPa

1 str.: 3938 MPa
3 str.: 3774 MPa

1 str.: 3752 MPa
3 str.: 3655 MPa

1 str.: 4123 MPa
3 str.: 4350 MPa

1 str.:2511 MPa
3 str.:2589 MPa

Resistenza del laminato riferita all’area
netta fibre, ffib Valore caratteristico

1 str.: 3225 MPa
3 str.: 3549 MPa

1 str.: 3312 MPa
3 str.: 3375 MPa

1 str.: 3429 MPa
3 str.: 3102 MPa

1 str.: 3558 MPa
3 str.: 4083 MPa

1 str.:1910 MPa
3 str.:1955 MPa

Deformazione a rottura, εfib

1 str.: 1,4 %3 str.: 1,5 %1 str.: 1,4 %3 str.: 1,4 %1 str.: 1,4 %3 str.: 1,5 %1 str.: 1,7 %3 str.: 1,9 %1 str.: 0,6 %3 str.: 0,6 %Classe secondo certificato divalutazione tecnica (C.V.T.)

210 C

210 C

210 C

210 C

350/1750 C

Tipo di fibra
Orditura delle fibre

8.2 Lamine
MasterBrace LAM è un rinforzo di natura fibrosa in forma di lamine pultruse infibra di carbonio caratterizzate da prestazioni meccaniche superiori a quelledell’acciaio armonico indicato per i rinforzi flessionali (placcaggio o beton plaquè)
di elementi in calcestruzzo, legno ed acciaio. È disponibile in varie configurazioni,
come indicato nella tabella di seguito riportata:
MasterBrace LAM CFS

MasterBrace LAM CFH

1,4 mm

1,4 mm50-60-80-100-120-150 mm

50-60-80-100-120-150 mm

Modulo elastico E

153 GPa

201 GPa

Resistenza a trazione, ffib

3198 MPa

3080 Mpa

Resistenza a trazione, ffib3042 MPa2769 MPa

Deformazione a rottura, Ɛfi

1,9 %

1,3 %

C150/2300

C200/1800

Spessore nominale lamina
Larghezza

Classe secondo certificato di valutazione tecnica(C.V.T.)25

26

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

8.3 Reti
Master Builders Solutions dispone di reti in carbonio o vetro per l’utilizzo nel rinforzo
di strutture anche con impiego di malte cementizie, con le seguenti caratteristiche:

MasterBrace NET
200/100 CFS

MasterBrace NET
240/100 GF

Materiale

Carbonio

Vetro ARDensità superficiale complessiva

200 g/m2

240 g/m2

Maglia15x15 mm25x25 mm

Tipologia di rete

Bilanciata

Bilanciata

Modulo elastico caratteristico a trazione

230 GPa

65 GPaDeformazione ultima

1,4 %

2,5 %

2.500 MPa

1.600 MPa

Resistenza caratteristica a trazione

8.4 Adesivi ed accessori
La gamma dei prodotti Master Builders Solutions per il rinforzo distrutture è completata da resine epossidiche strutturali, connettori incarbonio ed in vetro MasterBrace CON, ancoraggi per barre, malte
cementizie ed a base calce (Linea MasterEmaco) ed accessori perla corretta ed efficace applicazione dei materiali compositi.

8.5 Barre
Master Builders Solutions propone un‘ampia gamma di barre pultruse. Di seguito
si riportano le principali caratteristiche delle barre in carbonio e di quelle in vetro,
particolarmente indicate in caso di strutture resistenti al fuoco. Si evidenzia l‘elevata
resistenza alle alte temperature.

MasterBraceBAR 80 CFS

MasterBrace
BAR 100 CFS

MasterBraceBAR 80 CFH

MasterBrace
BAR 100 CFH

MasterBrace BAR
80-120-140-160-180200-240 GF

Materialecarbonio

carbonio

carbonio

carbonio

vetro

Sezione nominale

50 mm2

78,5 mm2

50 mm2

78,5 mm250-78,5-153-254314-452 mm2Diametro nominale

8 mm

10 mm

8 mm

10 mm

8-12-14-16-20 mm

Resistenza a trazione caratteristica
ftk, ASTM D3039

1.800 MPa

1.800 MPa

1.800 MPa

1.800 MPa

800 MPa

Modulo elastico medio, ASTM D3039

160.000 MPa

160.000 MPa

200.000 MPa

200.000 MPa

45.000 MPa

Deformazione ultima media, ASTM D3039

1,8 %

1,8 %

1,1 %

1,1 %

3,0 %

Temperatura di transizione vetrosa,
ASTM E1356 o ASTM E1640> 190 °C

> 190 °C

> 190 °C

> 190 °C

> 190 °C

Quaderno Tecnico
Rinforzo di strutture con FRP

Master Builders Solutions
Master Builders Solutions riunisce tutta l’esperienzae la competenza nella chimica per le costruzioni.
Le nostre soluzioni sono destinate alle nuove costruzioni,
alla manutenzione, risanamento e ristrutturazione diedifici civili, industriali e infrastrutture. Master Builders
Solutions si fonda sull’esperienza acquisita in oltre unsecolo di attività nel settore. Il know-how e l'esperienza di
una comunità globale di esperti costituiscono il nucleo diMaster Builders Solutions.
Combiniamo i giusti elementi del nostro portfolio
prodotti per aiutarvi ad affrontare qualsiasi sfida nel
settore delle costruzioni. Operiamo in oltre 60 nazioni intutto il mondo attingendo da esperienze di innumerevoli
progetti realizzati. Le tecnologie sviluppate a livelloglobale, unite alla nostra conoscenza approfondita
delle diverse esigenze costruttive locali, ci permettono
di innovare e contribuire al vostro successo guidandovi
verso un’edilizia sostenibile.

Le nostre soluzioni:
Additivi per calcestruzzo
Additivi per cemento
Soluzioni per costruzioni sotterranee
Soluzioni per impermeabilizzazione
Sigillanti
Soluzioni per il ripristino e la protezione delcalcestruzzo
Malte per ancoraggi
Soluzioni per pavimentazione ad alte prestazioni
Soluzioni per la posa di rivestimenti tradizionali

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Master Builders Solutions
per l’Industria delle Costruzioni
MasterAir
Soluzioni per calcestruzzi aerati
MasterBrace
Soluzioni per il consolidamento
statico del calcestruzzo

MasterFiber
Soluzioni per il calcestruzzo
fibrorinforzato
MasterFinish
Soluzioni per il disarmo

MasterCast
Soluzioni per la prefabbricazione
terra-umida

MasterFlow
Soluzioni per ancoraggi
di precisione

MasterCell
Soluzioni per calcestruzzi leggeri

MasterGlenium
Soluzioni per calcestruzzi
performanti ad elevata lavorabilità
e basso rapporto A/C

MasterCem
Soluzioni per la produzione delcementoMasterColor
Soluzioni per calcestruzzi
architettonici
MasterEase
Soluzioni per calcestruzzi areologia migliorata e bassa
viscosità
MasterEmaco
Soluzioni per il ripristinodel calcestruzzo		

MasterInject
Soluzioni per le iniezioni instrutture in calcestruzzo
MasterKure
Soluzioni per la stagionaturadel calcestruzzo
MasterLife
Soluzioni per
calcestruzzi durevoli

MasterMatrix
Soluzioni per il controllodella reologia incalcestruzzi reodinamici
MasterPel
Soluzioni per calcestruzzi
idrofobizzati
MasterProtect
Soluzioni per la protezionedel calcestruzzo
MasterRheobuild
Soluzioni per calcestruzzi
superfluidi
MasterRoc
Soluzioni per le costruzioni
in sotterraneo
MasterSeal
Soluzioni perl’impermeabilizzazione
e la sigillatura

MasterSet
Soluzioni per il controllodell’idratazione
MasterSuna
Soluzioni per l’uso
di sabbie “difficili”
MasterSure
Soluzioni per una tenuta
straordinaria
MasterTile
Soluzioni ideali per incollare e
sigillare pavimenti e rivestimenti
MasterTop
Soluzioni per pavimentazioni
industriali
Master X-Seed
Soluzioni per il calcestruzzo
prefabbricato con indurimento
accellerato
UcreteSoluzioni per pavimentazioni
ad elevata durabilità

QUANTIFIED SUSTAINABLE BENEFITSADVANCED CHEMISTRY BY MASTER BUILDERS SOLUTIONS

Facciamo parlare i numeri: abbiamo raffigurato alcune delle nostre soluzioni
di prodotto più eco-efficienti per la produzione di calcestruzzo e di elementi prefabbricati,
costruzioni, ingegneria civile e pavimentazioni.

Le informazioni qui contenute circa le modalità d’uso o di impiego dei nostri prodotti, corrispondono allo stato attuale delle nostre conoscenze scientifiche e pratiche e non comportano l’assunzione
di alcuna nostra garanzia e/o responsabilità sul risultato finale delle lavorazioni con impiego dei nostri prodotti. Non dispensano, quindi, il cliente dall’onere e responsabilità esclusivi di verificare
l’idoneità dei nostri prodotti per l’uso e gli scopi che si prefigge. La qualità contrattuale del prodotto al momento del trasferimento si basa esclusivamente sulle informazioni presenti nella scheda
tecnica. Tutte le descrizioni, i disegni, le fotografie, i dati, le misure, i pesi, ecc. indicati in questa pubblicazione possono essere modificati senza preavviso. È responsabilità di chi riceve i nostri
prodotti assicurarsi che siano rispettati eventuali diritti proprietari come anche le leggi e le legislazioni vigenti.
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Master Builders Solutions Italia Spa
Via Vicinale delle Corti, 21
31100, Treviso - Italia
T +39 0422 429 200
infomac@mbcc-group.com
www.master-builders-solutions.com/it-it

GENNAIO 2022

QUADERNO TECNICO FRP

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