All’interno potrai trovare utili consigli per la progettazione
con i profili pultrusi in FRP (Fiberglass reinforced polymers)
Manuela Buttazzi, Ingegnere strutturista, Ph.D. – ufficio tecnico M.M. srl
La M.M. srl, azienda friulana attiva dal 1977, ha contribuito alla crescita e allo sviluppo dei materiali compositi in Europa attraverso la produzione di grigliati in FRP (Fiberglass Reinforced Polymers), materiale noto anche come vetroresina, realizzati con tecnologia RTM (Resin Transfer Moulding) e di carpenterie di accesso ai macchinari utilizzando profili pultrusi in FRP.
Anche se l’applicazione principale è in ambito industriale grazie alla elevata resistenza alla corrosione, i prodotti in FRP stanno riscontrando interesse in ambito civile in alternativa a materiali tradizionali anche come profili da usare come elementi strutturali.
Il basso peso specifico del FRP (18 kN/m3) rispetto a materiali come acciaio e calcestruzzo permette di ottenere profili leggeri, facili da spostare e lavorare in cantiere. L’alto rapporto resistenza meccanica/peso li rende un’ottima scelta rispetto ai materiali tradizionali, poiché la resistenza a trazione longitudinale (400 MPa in media) è comparabile con quella degli acciai da carpenteria (S275), ma molto più leggeri.
I profili in FRP: accortezze per la progettazione
Le sezioni dei profili in FRP sono analoghe all’acciaio: ad I (IPE), a C (UPN), tubolari quadre, rettangolari e tonde, angolari. I profili vengono prodotti con il processo di pultrusione, che consiste nella trazione delle fibre (di vetro, carbonio) che vengono immerse in un bagno di resina (poliestere, vinilestere) e poi sagomate, insieme a tessuti come stuoie, mat e velo superficiale, in uno stampo per ottenere la sezione desiderata.
Profili in FRP
Le fibre di vetro si sviluppano in modo continuo lungo il profilo: questo rende il materiale anisotropo e porta a definire le resistenze sia in direzione longitudinale (direzione di sviluppo del profilo) che trasversale (ortogonale allo sviluppo del profilo) in analogia a quanto avviene per le strutture in legno.
Rinforzi in fibra di vetro avvolti dal mat
Le verifiche di resistenza normalmente sono soddisfatte dai profili, ma la presenza di sezioni snelle simili a quelle in acciaio e di un modulo elastico non molto elevato (23 GPa), richiede di porre attenzione alle verifiche di stabilità globale, locale e flesso-torsionale degli elementi strutturali e a quelle di deformabilità che risultano spesso le più penalizzanti.
Le connessioni fra i profili possono essere bullonate o incollate. Le prime sono più rapide e semplici da eseguire, le seconde richiedono maggiore cura da parte della manodopera e delle condizioni ambientali. I collegamenti bullonati si possono realizzare con piastre e bullonatura sia in acciaio che in FRP.
Giunto bullonato in acciaio
La loro progettazione richiede accuratezza: essendo il materiale anisotropo (ortotropo per il calcolo) le verifiche vanno fatte sia in direzione longitudinale (parallela alle fibre), che trasversale (ortogonale alle fibre).
Riferimenti normativi per progettare in FRP
La progettazione delle strutture con profili in FRP può avvenire facendo riferimento al CNR-DT 205/2007 “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione e il Controllo di Strutture realizzate con Profili Pultrusi di Materiale Composito Fibrorinforzato (FRP)”. Questo è concesso dalle NTC del 2018 (Cap. 12) poiché esse non contengono indicazioni per la progettazione con profili in FRP.
Il DT205/2007 è uno dei riferimenti nella stesura del “Prospect for new guidance in the design of FRP”, documento elaborato a livello europeo per promuovere la pubblicazione dell’Eurocodice relativo alla progettazione con i materiali compositi.
Il “Prospect”, dopo varie revisioni, è stato pubblicato come CEN Technical Standard (CEN/TS) 19101: Design of Fibre-Polymer Composite Structures il 9 novembre 2022 ed è entrato nella fase di prova al termine della quale potrebbe essere convertito in Eurocodice. Oggi rappresenta il documento più avanzato a livello europeo relativo alla progettazione di strutture in materiali compositi.
La M.M. grazie al proprio ufficio tecnico è in grado di assistere il progettista che si approccia per la prima volta alla vetroresina, mettendo al suo servizio la propria quarantennale esperienza nel settore fornendo tutte le indicazioni necessarie per una corretta progettazione.
