Cappotto Spyrogrip Sismiko: efficienza energetica e miglioramento strutturale su edifici esistenti in un'unica operazione

Rinforzo strutturale antisismico Spyrogrip Sismiko: resistenza e miglioramento termico

Nell'ambito del rinforzo strutturale antisismico, innovazione ed efficacia di materiali e tecniche adottate sono fondamentali per assicurare costruzioni resilienti e sicure.

Una soluzione di punta in questo settore è Spyrogrip Sismiko, un sistema innovativo brevettato da Pontarolo Engineering Spa che consente di portare resistenza sismica e miglioramento termico ad un nuovo livello di efficacia e versatilità.

La composizione innovativa di Spyrogrip Sismiko

Spyrogrip Sismiko rappresenta un'evoluzione nel campo del rinforzo sismico grazie alla sua composizione unica: un pannello in EPS che agisce sia da cassero per lo strato di calcestruzzo collaborante sia da isolante termico, incrementando quindi sia la resistenza sismica che l'efficienza energetica dell'edificio. Il sistema di distanziatori per l’installazione delle lastre isolanti da cappotto Spyrogrip consente di realizzare uno strato di calcestruzzo aderente alla struttura preesistente, che funge invece da rinforzo sismico.

Il sistema di distanziatori e pannelli in EPS Twinpor, dall’alto potere isolante, si installa direttamente sulla muratura esistente fungendo da cassero per la creazione di uno strato in calcestruzzo armato addossato alla parete che ne migliora il comportamento sismico potenziando la capacità di assorbimento delle sollecitazioni sismiche dell'edificio nel suo complesso. I pannelli isolanti, allo stesso tempo, servono a contenere il getto di calcestruzzo e rimangono in opera come cappotto termico.

Spyrogrip Sismiko ha un importantissimo vantaggio: si lavora solamente nella parte esterna dell’edificio e non all’interno quindi, per riqualificare l’edificio, non è necessario interrompere le normali attività!

Applicazioni versatili per ogni necessità

Spyrogrip Sismiko si adatta a molteplici scenari di rinforzo sismico:

• Intonaco armato: per migliorare le caratteristiche meccaniche delle murature esistenti con un approccio minimamente invasivo. Utilizzando uno spessore di betoncino ridotto (tipicamente 4-6 cm), nelle strutture in muratura può essere assimilato ad un intervento di intonaco armato;
• Nuova struttura portante: utilizzato con spessori maggiori (fino a 15 cm) può essere utilizzato nella progettazione di interventi che vadano a “sostituire” completamente le strutture esistenti, siano esse in muratura o calcestruzzo armato;
• Presidio antiribaltamento: per prevenire i meccanismi di collasso dovuti al ribaltamento, migliorando la stabilità globale dell'edificio.

Approfondiamo ora le modalità di calcolo e applicazione dei vari scenari.

Spyrogrip Sismiko intonaco armato

Riferimenti normativi

Il rinforzo delle strutture in muratura mediante applicazione di “Spyrogrip Sismiko” può essere classificato come un intervento di “Consolidamento con intonaco armato” previsto dalle NTC2018 e dalla Circolare alle predette norme.

In particolare la Circolare al §C8.5.3.1 indica come nel caso in cui si debba progettare un intervento di rinforzo, è possibile incrementare i valori dei parametri meccanici (e forniti in forma tabellare) applicando gli ulteriori coefficienti indicati in Tabella C8.5.II, in base alle tecniche di consolidamento previste.

Nei paragrafi successivi la Circolare prende in considerazione le varie tipologie di consolidamento previste e, per quanto riguarda l’intonaco armato, ammette la realizzazione di quest’ultimo su un solo paramento del maschio murario adottando coefficienti migliorativi adeguati.

Prove sperimentali

Sono state eseguite delle prove sperimentali, in collaborazione con il “Centro Interdipartimentale di Ricerca Industriale” dell’Università di Bologna, su pannelli murari rinforzati mediante l’applicazione del rinforzo “Spyrogrip Sismiko” e sugli stessi pannelli non rinforzati. Tutti i sette pannelli (di dimensioni 100 cm x 100 cm) sono stati oggetto di prova a compressione diagonale condotte secondo quanto previsto dalla ASTM E519.

Sono state considerate le seguenti tipologie di murature:

• in blocchi di laterizio semipieno comune;
• in mattoni di laterizio pieni comune.

Dai risultati delle prove sperimentali si è potuto valutare l’incremento prestazionale apportato dalla presenza del rinforzo, così come il coefficiente correttivo ottenuto sperimentalmente.

Di seguito si riportano gli estratti dei risultati finali contenuti nella “Relazione Tecnica”, redatta dal CIRI a firma del Prof. ing. Tomaso Trombetti.

I risultati ottenuti dalle prove sperimentali indicano come il sistema di rinforzo “Spyrogrip Sismiko” apporti un incremento di resistenza alle azioni di tipo tagliante (tau resistente) superiore al 75%, rispetto al corrispondente pannello murario in laterizio semi-pieno sprovvisto di tale rinforzo, ed un incremento delle resistenze a taglio dei paramenti murari (tensione tangenziale τ) pari a più del 30% a cui corrisponde un coefficiente correttivo pari ad 1,32 nel caso di muratura in mattoni pieni.

Note di progettazione strutturale

La progettazione strutturale di un intervento di miglioramento/adeguamento strutturale di edifici in muratura portante mediante l’applicazione del rinforzo “Spyrogrip Sismiko” può essere condotta seguendo due approcci:

• applicazione del coefficiente correttivo alle caratteristiche del materiale esistente (riportati nella tab. C.8.5.II o valutati dal progettista);
• modellazione della effettiva geometria del rinforzo, ad esempio inserendo una lastra, avente spessore pari al getto di calcestruzzo e adeguate caratteristiche meccaniche, parallela al paramento murario esistente e vincolata a quest’ultimo mediante connessioni distribuite.

Il primo approccio è sicuramente più intuitivo e di facile realizzazione in quanto, partendo dal modello strutturale relativo allo stato di fatto, si genera il modello strutturale di progetto applicando i coefficienti migliorativi alle caratteristiche meccaniche delle pareti oggetto di intervento di rinforzo. Tale approccio può essere utilizzato sia nel caso di modellazione a telaio equivalente sia nel caso in cui venga utilizzata una modellazione al continuo. In entrambe le situazioni bisogna considerare l’aumento di massa della parete a causa della realizzazione del betoncino.

Il secondo approccio, che potrebbe essere considerato più aderente alla realtà, comporta un onere computazionale maggiore e richiede esperienza nella valutazione dell’interferenza tra la parete esistente e la nuova lastra in betoncino parallela. Infatti, nel caso in cui si scelga di modellare al continuo, affinché il modello risulti coerente con la realtà, è necessario introdurre le connessioni tra il paramento in muratura ed il paramento in betoncino: tali connessioni possono essere introdotte mediante “link” rigidi, in quanto non presentano una vera e propria lunghezza. Una modellazione di questo tipo può comportare la creazione di picchi di sollecitazioni nodali adiacenti alle connessioni rigide, che rischiano di essere fuorvianti nella progettazione globale dell’intervento di rinforzo.

Si ritiene che, almeno in una prima fase di valutazione dell’intervento di miglioramento/adeguamento di un fabbricato esistente, sia preferibile procedere con una modellazione della muratura a telaio, applicando i coefficienti migliorativi alle proprietà dei materiali esistenti.

Spyrogrip Sismiko nuova struttura

Spyrogrip Sismiko può essere utilizzato per la realizzazione di pareti in c.a. ridossate alle strutture esistenti. La particolare conformazione del distanziatore, unito ai comuni tubi per casseforme aventi diametro 26 mm, permette infatti di realizzare qualsiasi spessore di rinforzo. Pertanto è possibile progettare un intervento di rinforzo di una struttura esistente mediante la completa sostituzione strutturale oppure progettando pareti di rinforzo localizzate, lasciando al progettista completa libertà nella valutazione degli spessori e delle armature necessarie a raggiungere l’obiettivo prefissato.

Note di progettazione strutturale

La progettazione delle armature nelle strutture realizzate con “Spyrogrip Sismiko”, salvo particolari situazioni, viene effettuata considerando un comportamento strutturale non dissipativo (§ 7.2.2 delle NTC 2018).

Le strutture progettate come non dissipative sono dimensionate per rimanere in campo elastico se sollecitate dalle azioni provenienti dal sisma di progetto: pertanto tali tipologie di strutture sfruttano le capacità di resistenza, senza produrre plasticizzazioni localizzate causate dalla dissipazione di energia.

Nel caso di comportamento strutturale non dissipativo, la capacità delle membrature deve essere valutata in accordo con le regole di cui al § 4.1, senza nessun requisito aggiuntivo (§7.4.1 delle NTC 2018).

Pertanto, in tal caso, alle strutture progettate con pareti o setti in c.a. realizzati con il sistema “Spyrogrip Sismiko” ,non si applicano i dettagli costruttivi e le regole di progettazione del capitolo 7 (§ 7.4.6 delle NTC 2018 e § C7.4 della Circolare 21/01/2019 n. 7 C.S.LL.PP.).

Nel caso di strutture a comportamento non dissipativo non si hanno limitazioni sullo spessore delle pareti, per completezza si fa presente che nel caso di strutture a comportamento dissipativo lo spessore delle pareti deve essere non inferiore al massimo tra 15 cm e 1/20 dell’altezza libera di interpiano (§ 7.4.6.1.4 delle NTC 2018).

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• Spyrogrip Sismiko antiribaltamento
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