I materiali fibrorinforzati vengono utilizzati in edilizia laddove sono necessari interventi di consolidamento per incrementare la resistenza sia di strutture in cemento armato che in muratura e legno. Spesso abbreviati con il termine FRP (che è l’acronimo di Fiber Reinforced Polymer), essi sono in realtà materiali costituiti da una matrice polimerica di natura organica (generalmente costituita da una resina di tipo termoindurente) con la quale viene impregnato un rinforzo in fibra lunga continua di carbonio, vetro o arammide, con elevate proprietà meccaniche (presentano un comportamento prevalentemente elastico lineare fino a rottura). La resina oltre ad assicurare l’allineamento delle fibre, protegge le stesse dall’usura.
Sono il materiale ad oggi più utilizzato per gli interventi di miglioramento strutturale degli edifici esistenti; basti pensare che in Abruzzo, per il consolidamento degli edifici nella provincia de L’Aquila, la tecnologia degli FRP è stata utilizzata nel 58% del totale degli interventi. Le fibre sono molto efficienti nei casi in cui si debba prevedere un aumento dei carichi di esercizio di fabbricati esistenti e di interventi destinati ad adeguamenti per le sollecitazioni di tipo sismico. Inoltre il loro utilizzo non comporta aumento dei carichi e modifiche alla geometria degli elementi rinforzati, il che li rende estremamente versatili. La tipologia di fibra maggiormente utilizzata è quella di carbonio, che unisce elevati doti di resistenza e rigidezza ad un peso contenuto (basti pensare che una struttura in composito può arrivare ad avere un peso dimezzato rispetto ad un’altra realizzata mediante materiali tradizionali e una resistenza di circa 4 volte superiore).
Dal punto di vista del comportamento statico gli elementi resistenti dei materiali fibrorinforzati sono rappresentati dalle fibre, le quali posseggono elevata resistenza a trazione; infatti, nel momento in cui al materiale FRP si applica uno sforzo di trazione, sono le fibre ad assorbire gli sforzi, mentre la matrice si occupa di distribuire in maniera uniforme tale sollecitazione alle fibre stesse. Per tale motivo gli FRP vanno utilizzati tenendo conto che essi lavorano esclusivamente a trazione.
Applicazioni con FRP
Gli FRP vengono principalmente impiegati per il consolidamento di elementi compressi come colonne e pilastri. La tecnica maggiormente utilizzata è quella del wrapping che consiste nel fasciare la membratura con nastri in FRP applicati secchi in maniera unidirezionale o pluridirezionale ed impregnandoli direttamente in opera con resine epossidiche. Ulteriore applicazione si ha per il consolidamento delle strutture inflesse quali le travi e i solai; le tecniche utilizzate vanno dal wrapping, appena descritto, applicando i tessuti di FRP solo in zona tesa al plate bolding andando ad applicare delle lamine pultruse in zona tesa in modo da sfruttare l’elevata resistenza a trazione del materiale composito.
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