Consolidamento di strutture in legno:

Quando si parla di rinforzi in materiale composito per strutture di legno, in genere ci si riferisce a travi di legno. In Italia la tradizione storica ci ha tramandato una infinità di solai in legno, costituiti da una o più orditure lignee di specie differente a seconda della Regione geografica, della altitudine e dell'approvvigionamento del legname. Se dovessimo analizzare dal punto di vista statico i solai che troviamo nelle abitazioni esistenti, scopriremmo che nessuna trave risponde ai criteri di calcolo ed ai coeff. di sicurezza richiesti dalle normative attuali. Spesso la situazione è aggravata da un carico aggiunto di recente al piano calpestio superiore (una cappa in cls, che se siamo fortunati è di cls alleggerito) per spianare un pavimento ondulato. La soluzione a tutti questi problemi si trova nei materiali compositi:

Le immagini seguenti  illustrano alcuni lavori già eseguiti con queste tecnologie e calcolati dal sottoscritto Ing. Fabio Grassucci. In particolare si possono vedere anche alcune prove di laboratorio eseguiti a supporto del calcolo.

    Il solaio rappresentato in figura è costituito da travi di legno di abete: luce 4,5 metri e sezione 18x22 cmq. In occasione dei lavori di ristrutturazione dell'appartamento in figura, il Tecnico (Geom. Diego Sbaffi - Jesi) si accorse che al piano superiore era stato aggiunto un massetto in cls senza connessione alle travi del solaio. Le travi quindi si trovavano a sostenere un carico maggiore di quello originario di progetto e comunque dopo una prima verifica delle solecitazioni anche senza il peso aggiunto lo stato tensionale delle travi era superiore a valori accettabili. Tra l'altro, per qualche motivo sconosciuto le travi erano state raddoppiate, come si vede nella figura. Come risolvere il problema?.

    L'intervento doveva essere eseguito dal basso in quanto l'appartamento del piano superiore era abitato e comunque non si poteva smantellare un solaio per andare ad eseguire un intervento di ricostruzione del manto superiore con connettori. La soluzione si è trovata rapidamente applicando le fibre di Carbonio all'intradosso delle travi del solaio.Ogni trave è stata rinforzata con una striscia larga 10 cm e lunga quanto la trave.Il tempo di esecuzione del lavoro è stato di tre giorni lavorativi comprese le operazioni di stuccatura delle travi per preparare le superfici alla laminazione del carbonio con la resina. In questo intervento è stato scelto di non scaricare il solaio, ossia il rinforzo esplica la sua funzione di rinforzo soltanto all'aumentare del carico oltre il peso permanente ed il peso proprio.

Caratteristiche dei materiali:

Fasi esecutive del lavoro descritto:

	Foto 01 e 02: Fase di stuccatura delle travi. La superficie di laminazione del composito deve essereperfettamente liscia.
Eseguita la lisciatura della stuccatura tramite levigatrice, si è proceduto alla laminazione. La stuccatura della trave si rende necessaria allorquando la superficie da laminare non si presente liscia e continua senza asperità e fori. La presenza di un difetto potrebbe influire sul risultato della applicazione del composito.
	Foto 03: applicazione del rinforzo. Ad ogni trave è stata applicata una striscia larga 10 cm all'intradosso della trave stessa e contemporaneamente laminata con resina epossidica.
Foto 04: laminazione del rinforzo. La applicazione della resina e quindi l'applicazione vera e propria del rinforzo alla trave di legno avviane tramite l'uso di rulli a spugna. E' fondamentale in questa fase l'esperienza dell'applicatore che deve essere in grado di valutare l'esecuzione del lavoro. Durante l'applicazione si vede in genere fuoriuscire la resina in eccesso dai fori della fibra: quaesto fenomeno è fondamentale perchè la adesione della fibra al supporto è fortemente legata al quantitativo di resina presente.
Foto 05 e 06: Risultato della applicazione alle travi in legno.           Il solaio è stato rinforzato con una spesa minima rispetto a quanto si era prospettato prima della valutazione della TECNICA DEL RINFORZO CON MATERIALI COMPOSITI.

Ogni operazione di rinforzo viene supportata da indagini e prove sperimentali. In alcuni casi la sperimentazione prevede il prelievo di campioni di legno per la determinazione delle caratteristiche meccaniche. Per la prove di compressioni vengono prelevati campioncini delle dimensioni di 20x20x40 mm³ mentre per le prove di travzione i campioni consistono in lamelle dalle dimensioni variabili a seconda della apparecchiatura di prova. La determinazione delle caratteristiche meccaniche permette l'esecuzione di un calcolo statico più appropriato al caso in esame e quindi un risultato più certo per l'applicazione.