Rinforzo strutturale con materiali compositi CFRP: il caso della Tribuna Est superiore dello Stadio Comunale di Lecce

La Tribuna Est è composta da gradinate prefabbricate in c.a. appoggiate a costoni in c.a. gettato in opera

L’immobile oggetto dell’intervento proposto è lo stadio Ettore Giardiniero di Via del Mare, un impianto sportivo situato nella città di Lecce. Il caso di studio riguarderà la sola Tribuna Est superiore, di seguito “CRESCENT”.

Lo stadio fu inaugurato l'11 settembre 1966 con una capienza iniziale di 16.000 posti, in occasione di un'amichevole tra Lecce e Spartak Mosca. La Tribuna Est, è costituita dal crescent, oggetto di intervento, caratterizzata da gradinate singole prefabbricate in calcestruzzo armato appoggiate a costoloni in c.a. gettato in opera; dall’anello inferiore, non coinvolta nell’intervento. Geometricamente, il Crescent è composto da 24 telai distanziati con interasse di 5,50 m e dimensioni complessive in pianta pari a ca. 113 m di lunghezza, 27 m di larghezza e ca. 15,50 m di altezza dal p.c.

Visual Inspection Tribuna Est

Visual Inspection

Prima fase indispensabile è la definizione delle cause che hanno promosso gli effetti macroscopici dell’alterazione, del degrado e/o del dissesto dei singoli elementi in c.a. La ricerca delle cause (diagnosi) è fondamentale nella manutenzione delle strutture esistenti, poiché il fine primario dell’intervento è rappresentato proprio dall'eliminazione delle cause responsabili delle patologie e/o delle carenze di cui l'opera è affetta.

Per risalire agevolmente alle cause delle alterazioni rilevate, è stato necessario avvalersi di alcune tecniche di indagine per determinare le caratteristiche chimico-fisiche dei materiali da costruzione e misurare le prestazioni residue dal punto di vista meccanico ed elastico.

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Analisi critica delle indagini visive

In tutte le parti in calcestruzzo esposte, sono stati osservati i tipici fenomeni di ossidazione delle armature. In particolare, sono evidenti i tipici fenomeni di ossidazione delle armature e rigonfiamento dello strato corticale di calcestruzzo con successiva espulsione del copriferro. La prima causa del degrado è da imputarsi al ridotto copriferro (minore di 10 ÷15 mm); la mancanza di manutenzione ordinaria e l’assenza di protezione (cls facciavista) hanno sicuramente aggravato le condizioni di degrado osservate (carbonatazione/corrosione).

Indagini sperimentali

Per poter definire una diagnosi vera e propria e stabilire quali interventi di manutenzione e restauro attuare (terapia), si è reso necessario progettare una campagna di indagine dettagliata. Nello specifico, sono state effettuate:

Prove Sclerometriche

La prova consiste nello scagliare da una molla (di costante elastica nota) una massa, la quale colpisce un pistone a contatto con la superficie del calcestruzzo che rimbalza in funzione della durezza della superficie stessa.

Prove Ultrasoniche

La prova ultrasonica fornisce indicazioni sull’omogeneità del materiale indagato tramite la misurazione della velocità di attraversamento di un impulso ultrasonico.
Metodo SonReb

L’utilizzo di metodi combinati nasce dall’esigenza di ridurre le incertezze e gli errori di misura che si verificano quando si utilizza un singolo metodo. Il più diffuso metodo combinato a due parametri, noto con il nome SonReb, è quello che utilizza i risultati ottenuti combinando insieme le prove sclerometriche con le indagini ultrasoniche.

Ulteriori prove

A completamento delle prove sopra illustrate, sono state eseguite prove di carico con serbatoi rigidi sui gradoni e etsrazione di carote di calcestruzzo da sottoporre a prova di compressione.

Analisi numerica

Materiali e Analisi dei Carichi

Dallo studio della documentazione presente negli archivi Comunali, grazie alle indagini eseguite in situ, sono stati determinati i carichi agenti sulle strutture interessare e le caratteristiche dei materiali esistenti.

Attraverso le prescrizioni contenute nele norme tecniche (tab. 3.1.II – NTC-2018) sono stati definiti i carichi antropici Qk. Nello specifico si è fatto riferimento alla categoria CAT. C “Ambienti suscettibili di affollamento” della suddetta tabella, assegnando:

• La sottocategoria Cat. C2 “Tribune con posti fissi” all’area formata dai gradoni prefabbricati;
• La sottocategoria Cat. C3 “Ambienti privi di ostacoli per il libero movimento delle persone, palazzetti per lo sport e relative tribune” al solaio intermedio.

Per considerare la non contemporaneità del pieno carico sulle gradinate e sul solaio di deflusso, si sono considerate le gradinate a pieno carico (100% Qk1) e un carico antropico ridotto del 50% sul solaio sottostante. Allo stesso modo è stato considerato un incremento del 50% del valore delle azioni antropiche per assimilare l’incremento delle sollecitazioni dovute all’effetto dinamico (in seguito ad un atteggiamento emotivo dei tifosi), ad un’azione equivalente statica.

Modellazione

Una volta effettuata la valutazione delle azioni rilevanti è necessario individuare lo schema generale della struttura con i relativi vincoli, creare un modello numerico (discretizzazione in elementi finiti) e definire i legami sforzi-deformazioni dei materiali impiegati, al fine di coinvolgere la struttura nella sua tridimensionalità.

L'insieme di queste approssimazioni e ipotesi, che vengono assunte alla base del processo di modellazione, costituiscono nel complesso il modello di calcolo della struttura. Lo schema statico utilizzato è il seguente:

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