ANALISI SPERIMENTALE DEL COMPORTAMENTO CICLICO DI ELEMENTI IN CALCESTRUZZO A BASSA RESISTENZA CONFINATI CON FRCM
Ultima modifica: 2013-04-05
Sommario
L'impiego dei materiali compositi nell'ambito della riabilitazione strutturale è una pratica ormai consolidata. I polimeri fibrorinforzati (FRP) sono ormai utilizzati da oltre un decennio nell'adeguamento sismico di telai in cemento armato e trovano larga diffusione negli interventi di confinamento di elementi strutturali, finalizzati all'incremento della capacità di resistenza e deformazione del calcestruzzo. Tuttavia, si è accertata l'esistenza di problemi legati all'uso degli FRP, riconducibili principalmente alle seguenti cause: cattiva resistenza alle alte temperature; coefficienti di dilatazione termica incompatibili con quello del calcestruzzo; difficile applicabilità su supporti umidi; richiesta di manodopera specializzata per la preparazione dei supporti e l'incollaggio con resine epossidiche.
A parziale soluzione di questi problemi, recentemente è stato proposto l'impiego di sistemi di rinforzo con fibre immerse in matrice cementizia (FRCM) appositamente preparata allo scopo, in grado di ridurre i suddetti inconvenienti senza un'eccesiva perdita di prestazioni, grazie alla forte compatibilità della matrice con la fibra ed il calcestruzzo,
I dati relativi all'uso di FRCM presenti in letteratura non sono tuttavia ancora sufficienti a formulare modelli analitici affidabili in grado di predire la risposta in termini di resistenza e deformazione ultime per elementi con sezioni circolari e prismatiche; particolarmente carente inoltre è la sperimentazione di elementi di grandi dimensioni confinati con FRCM sotto l'azione dei carichi ciclici.
Nel lavoro proposto vengono riportati i principali risultati di una campagna sperimentale finalizzata alla caratterizzazione della risposta sotto carichi assiali ciclici di colonne di calcestruzzo a bassa resistenza con sezione circolare, quadrata e rettangolare rinforzate con fibre di carbonio immerse in matrice cementizia. Sono state condotto prove di compressione assiale su 32 campioni di altezza 600 mm, 12 a sezione cilindrica di diametro 300 mm, 10 quadrata di lato 200 mm, e 10 rettangolare di lato 200x400 mm. Le prove sono state finalizzate ad indagare gli effetti della forma della sezione, del raggio di curvatura degli spigoli e del numero di strati di tessuto di rinforzo sul legame tensione deformazione dell'elemento confinato
I risultati ottenuti mostrano che il composito ottenuto dall'accoppiamento delle fibre di carbonio e della matrice cementizia impiegata è in grado di assicurare un notevole incremento di resistenza e di duttilità, ad eccezione degli elementi a sezione rettangolare dove l'incremento di prestazioni, seppur presente, è minore. Trascurabile si è rivelata la dipendenza delle prestazioni dal valore del raggio di curvatura degli spigoli, in ragione dell'azione di diffusione garantita dalla malta di accoppiamento. Infine l'FRCM è stato in grado di far fronte alle azioni cicliche senza alcuna degrado dell'efficacia del sistema di confinamento.
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