Analisi numerica di sistemi voltati in muratura rinforzati con materiali compositi (FRP)

Da alcune decine di anni i materiali compositi fibrorinforzati vengono diffusamente utilizzati nel campo dell’Ingegneria civile, sia per quanto riguarda la realizzazione delle strutture di nuove costruzioni, sia per quanto riguarda il consolidamento statico degli edifici esistenti o di parte di essi. Fino ad allora, tali materiali, innovativi sotto ogni punto di vista, a causa del loro elevato costo, erano riservati ad applicazioni relative all’Ingegneria aeronautica e spaziale, per le quali in effetti furono concepiti, all’automobilismo da competizione, alla nautica e al settore dei trasporti in genere. Successivamente, con la messa a punto di processi di produzione più economici della fibra di carbonio, la più diffusa sicuramente, come la laminazione e la pultrusione, gli FRP sono stati esportati anche ad altri campi applicativi, grazie ad una serie di vantaggi che essi offrono: la leggerezza, l’elevata resistenza, la buona rigidità, la economicità dovuta alla facilità di trasporto e montaggio, la bassa invasività, la rapidità del collocamento in opera e la reversibilità dell’intervento. Il settore edilizio vanta un rapido sviluppo applicativo di queste nuove tecnologie, e gli interventi finora realizzati dimostrano l’indubbia efficacia e riuscita delle operazioni; nello stesso tempo, però, le metodologie di calcolo non sono del tutto definite e testate e, cosa forse ancora più importante, non sono ancora state raccolte in adeguati corpi normativi. Inoltre, essendo materiali di nuova generazione, è incerto il loro comportamento nel tempo. Per questo i progettisti preferiscono ancora contare su materiali con proprietà decisamente note e costanti, piuttosto che su altri dotati di proprietà più elevate ma ancora poco conosciuti. Si assiste dunque ad una dicotomia tra la pratica applicativa, da una parte, ed i settori matematico-scientifico e normativo dall’altra. Si lavora e si utilizzano queste nuove tecnologie di indubbia efficienza, senza però avere un riscontro numerico né un supporto scientifico, e neppure un apparato normativo a tutela dei tecnici che ne fanno uso. Il presente lavoro, dunque, partendo dalla consultazione e dalle lettura critica di articoli tratti dalla letteratura tecnico-scientifica e dal Documento Tecnico del CNR DT200/2004, unico riferimento, almeno sul panorama italiano, ‘quasi’ normativo (o più correttamente insieme di raccomandazioni), vuole proporre e validare dei modelli numerici di calcolo per l’analisi di strutture voltate in muratura fibro-rinforzate.