SOLUZIONI CERTIFICATE PER SOLETTE COLLABORANTI STRUTTURALI
Nell’ambito del recupero e del rinforzo strutturale di edifici esistenti, riveste particolare importanza la tematica degli impalcati che spesso non sono idonei a resistere ai nuovi carichi di progetto o che a causa di fenomeni di ossidazione dei ferri di armatura hanno ridotto la loro resistenza strutturale.
Negli anni ha acquisito notevole rilievo la tecnica che prevede la solidarizzazione di una soletta di calcestruzzo realizzata all’estradosso del solaio; questa soluzione consente di incrementare contemporaneamente sia la rigidezza flessionale che la rigidezza nel proprio piano, inoltre aumenta le prestazioni dell’intero edificio in termini di sicurezza strutturale con particolare riferimento alle azioni sismiche.
A tale scopo, OLYMPUS® ha ingegnerizzato diverse soluzioni certificate per solette strutturali:
- Sistema Olympus Floor
- Sistema Massetto Strutturale Rapido
- Sistema Oly Grout HPC e Sistema Oly Grout HPC Light
Tali sistemi si differenziano l’uno dall’altro per:
- Tipologia di connessione al solaio esistente
- Spessore
- Rigidezza
- Resistenza
- Rapidità di posa in opera
Sistema Olympus Floor
Mediante i sistemi Olympus FLOOR è possibile intervenire su tutte le tipologie di solaio grazie a specifici connettori che si adattano ad ogni tipo di struttura portante (ca, legno, acciaio) garantendo il funzionamento del sistema. Vengono inoltre impiegate diverse tipologie di reti in fibra di vetro Oly Mesh Glass che si caratterizzano per alte prestazioni meccaniche, estrema leggerezza e manovrabilità in cantiere, assenza di fenomeni di ossidazione e quindi elevata durabilità nel tempo. Tutti i connettori Oly Connect FLOOR sono disponibili in due altezze consentendo la realizzazione anche di solette molto sottili contenendo al massimo lo spessore dell’intervento e riducendone quindi l’invasività.
Tale sistema viene impiegato per la realizzazione di solette tra i 4 e i 5 cm.
Il sistema è costituito da:
- rete preformata in fibra di vetro denominata “OLY MESH GLASS 132×132” posta a 2 cm;
- calcestruzzo preconfezionato alleggerito con argilla espansa denominato “OLY GROUT 1600”
- connettori meccanici differenziati a seconda del tipo di solaio “OLY CONNECT FLOOR”
Di seguito se ne riporta una rappresentazione grafica del sistema per le diverse tipologie di solaio.
- Sistema Massetto Strutturale Rapido
Al fine di ottenere la solidarizzazione tra la nuova soletta in calcestruzzo e l’impalcato esistente Olympus® ha ingegnerizzato e qualificato un sistema di connessione chimica realizzato mediante l’utilizzo di
una resina epossidica a media viscosità applicata all’estradosso del solaio prima del getto della nuova soletta.
La connessione tra la soletta collaborante ed il solaio è di particolare importanza in quanto se così non fosse, all’interfaccia dei due elementi, nel piano orizzontale, si andrebbero ad innescare dei scorrimenti che comporterebbero sotto carico continuo la deformazione del solaio e la formazione di frecce significative.
Il connettore, dunque, che in questo caso è ancorante chimico, lavora a taglio e apporta un significativo incremento in termini di resistenza e rigidezza della struttura.
Il sistema è costituito da:
- adesivo epossidico marcato CE denominato “OLY RESIN 20 HTG”;
- rete preformata in fibra di vetro denominata “OLY MESH GLASS 132×132” posta a 2 cm;
- distanziatori in plastica denominati “OLY SPACER” h=2cm;
- calcestruzzo preconfezionato alleggerito con argilla espansa denominato “OLY GROUT 1600”.
Tale sistema viene impiegato per la realizzazione di solette tra i 3 e i 4 cm.
La caratterizzazione del sistema presso i laboratori di Istituto Giordano SpA
Al fine di caratterizzare il sistema di consolidamento sopra descritto, Olympus® ha realizzato una
campagna di prove sperimentali presso i laboratori di Istituto Giordano SpA su solai in scala 1:1.
L’obiettivo della sperimentazione è quello di determinare l’effettivo incremento di portata utile del solaio, grazie al contributo della soletta Massetto strutturale rapido.
Rapporto di prova N.404667
- Dimensione del solaio: 4,5x2mt
- Rck : 18 N/mm2
- Fyk : 450 N/mm2
- Dimensioni travetto: 10x16cm
- Interasse travetto: 50cm
- Copriferro: 2cm
- Armatura travetti: 2φ10 inferiormente 1φ10 superiormente
- Massetto strutturale rapido: 4cm
Sono stati realizzati due solai laterocemento, uno con il sistema da testare ed uno senza, aventi le
seguenti caratteristiche fisico-meccaniche e con caratteristiche meccaniche degli elementi costituenti
sopradescritte, in quanto risultano essere i più diffusi nell’edilizia esistente sul territorio nazionale.
Solaio laterocemento – Massetto strutturale rapido
Descrizione delle prove
Per effettuare la prova entrambi i solai sono stati sottoposti a carico massimo teorico e valutati allo SLU. La verifica viene fatta quindi nella Fase 3. Si illustra uno schema della disposizione del carico e degli strumenti di misura dello spostamento T1 e T2.
Schema di prova di carico
Al crescere del carico P dell’attuatore, si osserva un panorama fessurativo con innesco delle fessure al lembo inferiore, che si sviluppano inizialmente in direzione verticale in mezzeria e piano piano assumono direzione a 45 gradi negli appoggi dove si ha valore di Taglio massimo.
Interpretazione dei risultati ottenuti
È di facile lettura come a parità di carico nella condizione del solaio con e senza rinforzo come cambi il comportamento in termini di resistenza e rigidezza.
In particolare, partendo dal solaio non rinforzato, si osserva che incrementando il carico, al valore di 30kN si iniziano a registrare le prime fessurazioni con valore medio della freccia in mezzeria di 45,61mm e a 43,5 kN si registra il carico massimo sopportabile dal solaio con valore della freccia di 100,48mm in cui
il solaio è in fase deformativa plastica e registra al momento dell’annullamento del carico una deformazione residua pari ad un valore di 52,20mm. Analizzando a parità di carico il comportamento del solaio rinforzato con sistema MASSETTO STRUTTURALE RAPIDO OLYMPUS® si osserva che per 30kN non vi sono fessurazioni e la freccia ha valore medio di 20,58mm.
Allo stesso modo a 43,5kN non vi sono fessurazioni che iniziano a manifestarsi a 57,5kN in cui il valore della freccia in mezzeria è pari a 42,20mm ma non siamo ancora in fase plastica.
La rottura del solaio rinforzato viene raggiunta a 83kN, pari al doppio del solaio non rinforzato, in cui si ha un abbassamento in mezzeria di 104,81mm ed a rilascio del carico una deformazione residua pari a 50,67mm.
Confronto in termini di rigidezza
L’aumento di rigidezza del solaio rinforzato con sistema MASSETTO STRUTTURALE RAPIDO OLYMPUS® è chiaramente evidente dal confronto della deformazione del solaio a parità di carico, considerando come parametro di controllo il valore del carico di rottura del solaio non rinforzato 43,5 KN si ha:
- Deformazione del solaio non rinforzato: 100,48mm
- Deformazione del solaio rinforzato con sistema MASSETTO STRUTTURALE RAPIDO OLYMPUS®: 29,44mm
La rigidezza del solaio rinforzato è del 300% rispetto al solaio non rinforzato
Confronto in termini di resistenza
L’aumento di resistenza del solaio rinforzato con sistema MASSETTO STRUTTURALE RAPIDO OLYMPUS® è chiaramente evidente dal confronto dei parametri di resistenza a rottura:
- Rottura del solaio non rinforzato: 43,5 KN
- Deformazione del solaio rinforzato con sistema MASSETTO STRUTTURALE RAPIDO OLYMPUS®: 83,5 KN
La resistenza del solaio rinforzato è del 200% rispetto al solaio non rinforzato
Di seguito se ne riporta una rappresentazione grafica del sistema per le diverse tipologie di solaio.
- Sistema Oly Grout HPC System e Light System
Olympus® ha ingegnerizzato e qualificato un sistema suddiviso in due varianti denominate OLY GROUT HPC SYSTEM e OLY GROUT HPC LIGHT SYSTEM che consentono di apportare miglioramenti in termini di prestazioni strutturali dei massetti lavorando con bassissimi spessori, tra 1,5 e 3cm.
L’aggiunta di fibre disperse in una matrice cementizia ne modifica le proprietà meccaniche, contrastando l’apertura progressiva delle fessure e conferendo al prodotto (calcestruzzo o malta), dopo la fessurazione, una significativa resistenza residua a trazione fino al raggiungimento di uno sforzo nullo a trazione per un valore significativo dell’apertura di fessura.
In particolare, verificatasi la (micro) fessurazione della matrice, le fibre sono in grado di manifestare il proprio contributo, conferendo al composito una resistenza post-fessurativa, praticamente assente
nella matrice senza fibre.
Le due tipologie di sistemi si differenziano per la tipologia di matrice inorganica che risulta essere in un caso una malta colabile fibrorinforzata e nell’altro un calcestruzzo premiscelato alleggerito con argilla espansa.
Di seguito se ne riporta una rappresentazione grafica dei due sistemi per le diverse tipologie di solaio.
Oly Grout Hpc System
Il sistema è costituito da:
- malta colabile “OLY GROUT HPC” marcata CE;
- fibra metallica uncinata “OLY STEEL FIBER 35-30” marcata CE per uso strutturale.
Oly Grout Hpc Light System
Il sistema è costituito da:
- adesivo epossidico marcato CE denominato “OLY RESIN 20 HTG”;
- calcestruzzo preconfezionato alleggerito con argilla espansa denominato “OLY GROUT 1600”
- fibra metallica uncinata “OLY STEEL FIBER 35-30” marcata CE per uso strutturale.
Tutta la documentazione tecnica offerta da OLYMPUS può essere scaricata gratuitamente all’indirizzo https://www.olympus-italia.com/downloads/