Risposta sismica di telai in calcestruzzo armato soggetti a corrosione

Italian Concrete Days.jpgAbstract: 

Il presente lavoro riguarda l’analisi dell’influenza dei fenomeni di corrosione sul comportamento strutturale di telai in calcestruzzo armato.

I dati presentati sono il risultato di analisi non-lineari eseguite su un caso studio rappresentativo delle costruzioni italiane, progettato sulla base delle normative vigenti impiegando armature B450C e calcestruzzo C30/37.

Gli effetti della corrosione sono stati riprodotti simulando diversi possibili scenari di danno, per quanto riguarda sia la localizzazione sia l’intensità dell’attacco.

Il degrado del materiale è stato opportunamente considerato: per il calcestruzzo è stato impiegato il modello di danno accoppiato sviluppato da alcuni degli autori; per le barre d’armatura, il decadimento delle caratteristiche meccaniche è stato stimato in base a prove sperimentali eseguite da alcuni degli autori in precedenti ricerche, mentre per la riduzione della sezione si è fatto riferimento a modelli di comprovata validità.

I risultati sono presentati in termini di curve di capacità e attivazione dei meccanismi di collasso.

Articolo presentato in occasione degli Italian Concrete Days 2018 di aicap e CTE

 


Autori

Berto L.1, Caprili S.2, Saetta A.1, Salvatore W.2, Talledo D.A.1

1: Department of Architecture Construction Conservation, University IUAV of Venezia, Venezia, Italia

2: Department of Civil and Industrial Engineering, University of Pisa, Italy


Seismic response of RC frame structures: effect of rebar corrosion

Risposta sismica di telai in calcestruzzo armato soggetti a corrosione

 

1 INTRODUZIONE

Il presente lavoro si propone di studiare l’effetto del degrado ambientale sulla risposta sismica di strutture intelaiate in c.a. attraverso l’analisi di un caso studio rappresentativo di una vasta gamma di edifici diffusi nel territorio italiano.

L’interazione degrado ambientale – azione sismica rappresenta, ad oggi, uno dei temi di maggior interesse per la comunità scientifica nazionale ed internazionale.

Per le nuove costruzioni vi è l’esigenza di garantire i requisiti di sicurezza per l’intera durata della vita utile e, conseguentemente, di valutare l’evoluzione della risposta strutturale degli elementi in funzione di diversi scenari di degrado combinati con la probabilità di accadimento di un evento sismico.

Nel campo delle strutture esistenti, oltre a consentire una valutazione più affidabile del livello di sicurezza nello stato di fatto, lo studio dell’effetto del degrado sulla risposta sismica e sulle modalità di collasso (che in presenza di particolari scenari di degrado può comportare una variazione del comportamento da duttile a fragile) rappresenta un elemento indispensabile ai fini di una progettazione ottimale di interventi di miglioramento/adeguamento.

Tra le cause principali di degrado delle strutture in c.a., la corrosione delle armature è certamente una delle più rilevanti, da un lato per la frequenza con cui si presenta, dall’altro per l’entità delle conseguenze sul calcestruzzo armato e sul comportamento strutturale in generale.

La corrosione ha effetti sulle barre d’armatura (provocando riduzione della sezione resistente e riduzione della duttilità), sul calcestruzzo (con degrado dovuto alla fessurazione – spalling del copriferro) e sulla loro interazione (riduzione della aderenza) e.g. Pedeferri e Bartolini, 2000.

Tali effetti si manifestano in modo diverso in funzione del tipo di attacco: localizzato, come nel caso dell’attacco da cloruri, o uniforme, come nel caso della corrosione da carbonatazione del calcestruzzo.

Studi specifici sull’influenza della corrosione sul comportamento monotono e ciclico delle più comuni tipologie di barre d’armatura sono stati recentemente svolti da alcuni degli autori (Caprili e Salvatore, 2015; Caprili et al. 2015).

L’esecuzione di una ampia campagna sperimentale – comprensiva di prove a trazione e prove a fatica oligociclica – su campioni di barre in acciaio ottenute con diversi processi produttivi (TempCore, Micro-Legate, lavorate a freddo, strecciate), aventi diverso diametro e diverse caratteristiche meccaniche (B450C, B500B, B400C e B500A) – ha permesso di valutare il decadimento di resistenza e duttilità conseguenti all’esposizione ad ambienti aggressivi, riprodotti mediante prove di corrosione accelerata in camera a nebbia salina.

In letteratura sono disponibili diversi modelli, a diversi livelli di dettaglio, che permettono di simulare gli effetti della corrosione sulle strutture in c.a.

Si possono distinguere modelli dettagliati (e.g. modelli accoppiati termo-igro-chemo-elettro-meccanici) e modelli fenomenologici, in genere derivanti da osservazioni sperimentali.

Il presente lavoro si inserisce nell’ambito di questo secondo approccio e si propone di valutare l’evoluzione nel tempo della risposta strutturale, in presenza di azioni sismiche, di edifici in c.a. soggetti a degrado da corrosione.

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L'ARTICOLO COMPLETO E' DISPONIBILE IN ALLEGATO


KEYWORDS: RC frame; degradation effect; corrosion; seismic response / telai in c.a.; effetto del degrado; corrosione; risposta sismica


Nel 2020 si terrà a Napoli la terza edizione degli Italian Concrete Days organizzati da aicap e CTE. Per saperne di più collegarsi a questo LINK