Enzo MARTINELLI | Progetti

SISTEMI FRP/FRCM PER IL RINFORZO DI NODI TRAVE-PILASTRO IN C.A.: SPERIMENTAZIONE E MODELLAZIONE

Il progetto che viene proposto intende approfondire gli studi avviati sull'efficacia di tecniche di riparazione e/o rinforzo di strutture in calcestruzzo armato (c.a.) che utilizzano sistemi compositi ottenuti con reti in acciaio e matrici polimeriche o cementizie (sistemi SRP/SRG). In particolare, le attività di ricerca si incentreranno sull’intervento di rinforzo locale di nodi esterni trave-pilastro in c.a. appartenenti a tipici telai di facciata di edifici esistenti. L’argomento che si intende trattare è di estrema attualità in quanto la stragrande maggioranza degli edifici in c.a. danneggiati dagli ultimi terremoti registrati in Italia ha manifestato delle gravi carenze strutturali proprio in corrispondenza delle zone nodali trave-pilastro. Inoltre, se da un lato si riscontra un crescente interesse da parte sia dell’industria che dell’accademia verso l’impiego dei sistemi SRP/SRG nel settore del rinforzo strutturale, dall’altro lato occorre incentivare l’attività di ricerca scientifica per poter promuovere lo sviluppo di specifiche linee guida per la progettazione degli interventi di rinforzo.A tal proposito si evidenza che, sebbene i primi studi risalgono al 2004, ad oggi i contributi scientifici riguardanti l'uso di compositi in fibra d'acciaio per la riparazione e il rinforzo di elementi in c.a. sono piuttosto limitati, soprattutto nel caso di applicazioni con matrici cementizie. I contributi si riducono ancor di più se ci si sofferma sul rinforzo dei nodi in quanto le comprensibili difficoltà tecniche derivanti dall’esecuzione di prove sperimentali su elementi in grande scala non consentono, al momento, di disporre di un numero sufficiente di dati sperimentali su cui tarare eventuali modelli analitici.Il progetto che viene proposto mira a fornire un contributo in tal senso prevedendo un’attività di ricerca di carattere sia sperimentale che analitico/numerico sul comportamento ciclico di nodi rinforzati con SRP/SRG, come di seguito riportato:1) esecuzione di prove sperimentali di tipo ciclico su nodi trave-pilastro, in scala reale, rinforzati con sistemi SRP/SRG;2) elaborazione ed analisi dei dati sperimentali e valutazione delle “performance” ottenute anche sulla base di un confronto con i risultati ottenuti da campioni rinforzati con sistemi che fanno uso di fibre “più tradizionali” (ad esempio i sistemi in fibra di carbonio);3) raccolta ed applicazione dei modelli analitici presenti in letteratura per la valutazione della resistenza a taglio di nodi in c.a. rinforzati con FRP/FRCM e confronto con i risultati sperimentali ottenuti;4) modellazione numerica del comportamento ciclico di nodi rinforzati con sistemi SRP/SRG ovvero con sistemi in materiale composito che fanno uso di altre fibre.Con riferimento al punto 1), si evidenzia che le prove previste andranno ad integrare una campagna sperimentale già avviata dal gruppo di ricerca e serviranno a comprendere meglio l’efficacia delle soluzioni di rinforzo proposte. Si evidenzia che i campioni sottoposti al test ciclico sono rappresentativi di nodi di facciata che tipicamente si trovano negli edifici esistenti in c.a. a struttura intelaiata; la presenza delle travi trasversali è simulata attraverso l’introduzione di due piccoli “bulbi” in c.a.Con riferimento al punto 4), si sottolinea che la modellazione numerica verrà implementata mediante l’ausilio di opportuni software di calcolo (ad esempio OpenSees, ABAQUS) e consentirà di estendere l’analisi dei nodi simulati ad una casistica più ampia.La ricerca che si propone mira a fornire certamente un contributo allo sviluppo di linee guida per il progetto di interventi di rinforzo con uso di sistemi compositi realizzati con fibra di acciaio (e messi in opera sia con matrice polimerica che con uso di malte cementizie) in corso di elaborazione da parte di alcune commissioni di studio, nazionali ed internazionali.