Ingegneria Sismica - Rinforzi Strutturali (sperimentazioni)

Fabrizio De Domenico - Università di Messina Natale Maugeri - Università di Messina Nino Spinella - Università di Messina 20/06/2018 1134

frcm.jpgRisultati Sperimentali di Cilindri in C.A. Rinforzati con FRCM e Soggetti a Compressione Monotonica

Nell’ambito dell’adeguamento strutturale risulta oramai consolidato l’impiego di materiali compositi per il rinforzo e l’incremento delle prestazioni di elementi strutturali in cemento armato, come peraltro testimoniato dal grande numero di ricerche recentemente pubblicate, sia in campo sperimentale che nel campo della modellazione. Una delle metodologie di rinforzo che risulta assai diffusa è la fasciatura di pilastri in cemento armato impiegata al fine di aumentar la portanza e la duttilità degli elementi strutturali in c.a..

La maggior parte delle sperimentazioni e delle applicazioni è relativa all’uso degli FRP, i quali vengono applicati sulla superficie dell’elemento strutturale mediante l’impiego di resina epossidica. Il rinforzo con FRCM si realizza, invece, applicando sulla superficie esterna dell’elemento di calcestruzzo strati di malta e fibra in ordine alterno, in modo da ottenere un pacchetto continuo con l’elemento strutturale. Si evince come l’impiego degli FRCM per il rinforzo strutturale comporti diversi vantaggi rispetto ai classici FRP, riconducibili principalmente alla forte compatibilità della matrice con la fibra ed il calcestruzzo, nonché alla notevole resistenza delle fibre impiegate. Inoltre, il rinforzo con FRCM consente di ottenere una resistenza alle alte temperature identica a quella del supporto ed è applicabile anche su superfici umide. L’applicazione di tale sistema è caratterizzata da un’estrema facilità di posa in opera e di manipolazione per cui non richiede l’impiego di manodopera particolarmente specializzata.

Il confinamento degli elementi cilindrici in calcestruzzo è stato realizzato con tessuti o reti di FRCM disposti sulla superficie laterale del provino. L’applicazione del carico di compressione centrato determina una contrazione assiale dell’elemento e, contemporaneamente, una dilatazione radiale (in direzione ortogonale alle generatrici) la quale è contrastata dalla pressione laterale di confinamento esercitata dal rinforzo (Fig. 1). Un sistema confinante a base di FRCM ha un comportamento elastico fino alla rottura e, conseguentemente, è in grado di esercitare una pressione laterale sempre crescente all’aumentare della dilatazione radiale dell’elemento.

A differenza di quanto, invece, avviene con il confinamento operato dalle armature trasversali in acciaio il quale, una volta snervate le armature, si può considerare pressoché costante durante l’intera storia di carico. Il numero di sperimentazioni sugli FRCM presenti in letteratura è ad oggi esiguo, per cui è dapprima necessario valutare la loro efficacia nel migliorare la resistenza e la duttilità degli elementi soggetti a compressione, e successivamente vagliare l’opportunità di formulare adeguati modelli analitici in grado di predirne la risposta all’azione dei carichi esterni. Nel seguito vengono illustrati i risultati di una parte della sperimentazione attualmente in corso presso il laboratorio di strutture dell’Università di Messina, i quali riguardano otto provini di calcestruzzo ordinario di classe medio-bassa, dei quali sei rinforzati con il FRCM.

 

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Memoria tratta dagli Atti del "18 CONGRESSO NAZIONALE CTE" Brescia 11-13 Novembre 2010