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Titolo: Riabilitazione strutturale

Una palazzina a due scale, con giunto di 10 cm, è stata costruita circa 20
anni addietro con struttura intelaiata in c.a.; le fondazioni sono su plinti
e la struttura si compone complessivamente di 5 piani fuori terra +
copriscala.
Indagini semidistruttive (carotaggi cilindrici) sui pilastri del piano terra
hanno dato valori molto bassi di rottura a compressione: 15.6 - 17.1 -
13.0 - 9.1  N/mmq.
Prove sclerometriche sui pilastri dei piani superiori hanno dato valori
mediamente compresi tra 17.5 e 22.0 N/mmq.
Prima di sottoporre i provini cilindrici alla prova di rottura a
compressione è stato eseguito un esame della carbonatazione, con i seguenti
risultati (cito testualmente la relazione del laboratorio ufficiale che ha
eseguito l'estrazione delle carote e le prove):
"carota C1 - diametro 100 mm - lunghezza carota 240 mm - profondità di
carbonatazione 240 mm"
"carota C2 - diametro 100 mm - lunghezza carota 230 mm - profondità di
carbonatazione 230 mm"
"carota C3 - diametro 100 mm - lunghezza carota 235 mm - profondità di
carbonatazione 235 mm"
"carota C4 - diametro 100 mm - lunghezza carota 235 mm - profondità di
carbonatazione 235 mm".
A questo punto, la mia domanda è la seguente: oltre al getto collaborante,
come si può intervenire nel modo più indolore possibile (sia economicamente
che dal punto di vista del disagio) per ripristinare le iniziali condizioni
di sicurezza e resistenza e per migliorare la qualità del calcestruzzo?

di sicurezza e resistenza e per migliorare la qualità del calcestruzzo?
Si puo' ricorrere a iniezioni di malta epossidica e cerchiaggi con
lamiere metalliche... 
oppure procedere alla sostituzione dei pilastri, ad uno ad uno:
si puntella intorno al pilastro per garantire un percorso alternativo
(ai carichi sovrastanti il pilastro) si abbatte il pilastro e infine
si getta il nuovo pilastro... o se si ha fretta si usano i
prefabbricati.
Occorre naturalmente verificare accuratamente tutte le fasi, tenendo
conto delle effettive resistenze e della diversita' di comportamento
meccanico del materiali degradato e del materiali nuovo nelle varie
fasi...
Le riparazioni costano parecchio e in molti casi, se l'intera
struttura e' soggetta a un degrado avanzato puo' essere piu' logico
demolire l'edificio e ricostruire, piuttosto che avventurarsi in
riparazioni costose oppure meno costose, ma provvisorie...
Fabrox
--
fa...@actively.com
    ICQ: 13397767

 lamiere metalliche...
Queste iniezioni andrebbero fatte in corrispondenza di eventuali lesioni
presenti oppure procedere creando una sorta di reticolo sui quattro lati del
pilastro e "concatenando" i vari punti??
Grazie.



Per quanto riguarda il cerchiaggio con lamiere si ! Conviene disporre
le lamiere ai quattro lati del pilastro.
Per far si che il cerchiaggio sia adeguato si puo' addirittura
scaldare le lamiere, disporle ancora calde intorno al pilastro e
saldarle. Raffreddandosi le lamiere si contraggono garantendo un buon
grado di cerchiaggio sul pilastro.
Volendo si puo' anche aggiungere un getto di completamento esterno
alle lamiere metalliche per proteggerle da agenti esterni oltre che
per aumentare l' intera sezione resistente...
Per quanto riguarda la malta epossidica e' un legante ad elevata
resistenza che ha un costo elevato ed ha anche un comportamento
meccanico diverso dal calcestruzzo ammalorato: occorrerebbe valutare
adeguatamente le conseguenze degli effetti termici sui due materiali
(cls vecchio e malta epossidica).


Io invece vorrei procedere ingabbiando i pilastri in un nuovo getto
collaborante adeguatamente armato.
Mi pongo perň il problema di come effettuare il calcolo della struttura cosě
rinnovata.


rinnovata.
Per quanto riguarda l'armatura avresti un effetto notevolmente
superiore adottando bandelle pre-tese (la pretensione si puo'
effettuare con il preventivo riscaldamento delle bandelle stesse).
Ogni bandella si comporta in pratica come una fascia elastica.
Tieni conto che la pretensione puo' anche avere l'effetto di
compattare meglio il materiale ammalorato e persino chiudere le
eventuali  fessure.
Comunque... Consideriamo il caso che si utilizzino armature lente, il
getto di completamento comincerebbe a dare un contributo aggiuntivo
solo nel caso in cui aumentassero i carichi... e per essere precisi
con un piccolo ritardo, dato che e' necessario mobilitare le forze di
aderenza fra i due diversi cls. Un po' come una cintura di sicurezza:
se non c'e' bisogno non lavora... e se lavora, richede un tempo minimo
per mobilitarsi.
Naturalmente il ritardo per la mobilitazione dipende molto
dall'adesione fra le 2 superfici (del pilastro e delle armature
aggiuntive).
Il calcolo di un rinforzo del pilastro con bandelle metalliche si basa
su 2 equazioni: 1 di congruenza ed 1 di equilibrio.
-------------------------------------------
equazione di CONGRUENZA:
(fissato un sistema di assi X,Y allineati con la sezione del pilastro)
l'equazione impone che in ogni sezione orizzontale del pilastro la
deformazione Epsilon del calcestruzzo in direzione X sia equilibrata
dalla Epsilon delle 2 bandelle in direzione X (armature o meglio
bandelle). 
La pressione di confinamento non e' uniforme, ma parabolica: i massimi
sono in corrispondenza degli spigoli, i minimi presso il punto medio
del lato della sezione... quindi per semplificare il calcolo si assume
un carico uniforme equivalente applicato dallo spigolo fino a una
distanza pari a bo (b zero) (che entra in gioco dopo, nell'equaz. di
equilibrio).
v*Sigma'c/Ec - Sigma'h/Ec * d/as * Lambda = Sigma's/E's
v*Sigma'c/Ec : deformazione (radiale) (asse X) che dipende dai carichi
verticali sovrastanti la sezione
Sigma'h/Ec * d/as * Lambda : deformazione (asse X) che dipende
dall'azione di confinamento delle armature metalliche e che si oppone
alla libera dilatazione del pilastro (effetto benefico)
Sigma's/E's : deformazione longitudinale dell'acciaio (asse X)
v=nu=coeff.di Poisson dipende dal cls vecchio e dal cls nuovo (esempio
0.15)
Sigma'c= carico verticale (ovviamente gia' noto)
Ec= modulo elasticita' cls
Sigma'h= tensione orizzontale nel cls (tens. di compressione radiale)
d= larghezza della bandella (per esempio 5 cm)
as=(a pedice s)= interasse verticale delle bandelle (per esempio 15cm)
Lambda= coeff. che tiene conto dell' incertezza di computo provare
Lambda = 0.25 ; 0.5 ; 1 ; ...... 3. Il valore finale di Sigma'h non
varia di molto.
Sigma's= tensione acciaio (bandella)
E's= modulo elasticita' acciaio
---------------------------------------------
equazione di EQUILIBRIO:
l'equilibrio e' fra due striscie unitarie, una di cls, una di acciaio.
Sigma'h * bo = Sigma's * t
Sigma'h vedi sopra
Sigma's vedi sopra
t=spessore bandella (per esempio 0.5 cm)
bo=(b pedice zero)=lunghezza della striscia sottoposta a carico
uniforme equivalente (per esempio 5 cm)
------------------------------------------
Procedimento: 
- si mettono a sistema le 2 equazioni, si ricava la Sigma'h
- noto Sigma'h si prende la prima equazione (congruenza) e si trova la
tensione nell'acciaio Sigma's
--------------------------------------
Nel caso di bandelle pretese invece il calcolo e' un po' piu'
complicato perche' occorrerebbe tener conto anche del fluage.
L'equazione e':
(1+FI)*(Sigma_hp/Ec * d/as * Lambda)=(Sigma_so/Es -
(Ec/Es)*FI*Sigma_hp/Es)
FI = coeff. di fluage
Sigma_hp=tensione orizzontale di precompressione nel cls
Spero di non essere stato troppo caotico :-)
Ciao !


 >Mi pongo però il problema di come effettuare il calcolo della struttura
così


travi??
Si, ma per le travi il discorso si complica... 
In una sezione inflessa soggetta a momento positivo, per esempio, se
si dispongono rinforzi con armatura metallica (in mezzeria) e il
calcestruzzo e' ammalorato si rischia una rottura fragile lato cls... 
E' possibile rinforzare il cls vecchio con iniezioni di malta
epossidica (shot creeting), ma sono operazioni costose.
Se i problemi sono isolati e ben localizzati si puo' operare
chirurgicamente, sostituendo il vecchio cls con nuovo cls.
In definitiva, per ogni situazione specifica si tratta di aggiungere
armatura metallica dove richiesta e rinforzare le sezioni aventi cls
vecchio con cls nuovo o, se occorre, malta epossidica.
Per quanto riguarda il calcolo, i coefficienti di sicurezza devono
essere molto ampi, perche' siamo in presenza di elementi strutturali
ormai molto eterogenei (acciaio vecchio, acciaio nuovo, cls vecchio,
cls nuovo...) ed e' difficile stimare adeguatamente i parametri di
resistenza dei materiali degradati, cosippure il grado di aderenza fra
le varie superfici...
Meglio far lavorare i materiali a un tasso del 50% delle loro
effettive possibilita'...
Per chi non si accontenta, la filosofia di un approccio piu' faticoso
ma verosimile, riflette molto quello delle strutture sottoposte a un
incendio: si suddivide il manufatto in zone a pari resistenza e si
fanno i conti con una sezione resistente eterogenea...
