Studio di sistema di rinforzo con piastre in acciaio per selle Gerber di travi in c.a. e c.a.p. = Study of steel plate strengthening system for r.c. and p.r.c beams with half joint

La sella Gerber, è un elemento strutturale di dettaglio ampiamente utilizzato nei ponti e negli edifici industriali provvedendo ad una efficace ed economica connessione tra gli elementi migliorandone la costruibilità. Consiste in una riduzione della profondità della sezione di estremità (risega) appartenente ad una trave o ad un impalcato, andando a formare in corrispondenza della stessa una sporgenza (mensola). Tale cambiamento di geometria tuttavia, genera, in corrispondenza dell’angolo rientrante ed all’ interno della sezione ridotta, una regione di discontinuità in cui la distribuzione del flusso delle tensioni risulta essere disturbata e concentrata (D-Regions). In tale sede può concentrarsi il danneggiamento e la riduzione della capacità ultima della sella stessa a causa di aggressioni chimiche ed ambientali. In aggiunta a questo, la difficoltà di ispezione e manutenzione e l’elevata vulnerabilità al degrado fanno della sella Gerber un elemento altamente critico per i ponti. Le selle Gerber dei ponti esistenti spesso necessitano oggi di interventi di rinforzo. Il presente lavoro di tesi racchiude i principali risultati di un progetto di ricerca sviluppato dal Gruppo di Ricerca del Politecnico di Torino in associazione con Movyon, centro d’eccellenza della ricerca e innovazione di Autostrade per l’Italia S.P.A (ASPI), con riferimento alla 1°edz del programma Argo Innovation Lab con l’obiettivo di progettare un sistema di rinforzo modulare ad incamiciatura in acciaio per la manutenzione delle selle Gerber. Nel particolare la soluzione proposta mira a: 1.Creare rinforzo standard per le selle Gerber che consenta lo scarico completo delle selle e delle zone deteriorate; che sia di tipo modulare e adattabile alla più comuni dimensioni delle selle Gerber e riutilizzabile su un alto numero di interventi manutentivi; 2.Limitare le chiusure al traffico, installando il rinforzo con l’ausilio di un mezzo di tipo by-bridge 3.Ottimizzare i tempi di installazione, dotando un piano di lavoro su cui potranno muoversi le maestranze Il progetto di ricerca a cui è stato affidato un finanziamento di € 35.000 è stato definito in una serie di step fondamentali. In una prima fase si progettato ed analizzato attraverso una campagna numerica con il codice FEM DIANA FEA due travi con sella in scala 1:3 aventi diverso layout di armatura in corrispondenza della sella, una con layout ortogonale (LO) e una con layout diagonale (LD). A queste si è poi proceduto ad una riduzione di armatura al fine di simulare un danneggiamento in corrispondenza della sella e valutando il suo effetto sulla capacità ultima. Successivamente sono stati progettati due rinforzi ad incamiciatura in acciaio rispettivamente: •Rinforzo R1: le lamiere metalliche sono fissate sia alla sella Gerber che all’ anima della trave con barre trasversali passanti filettate. Tale soluzione è possibile soltanto in assenza di un traverso che unisca trasversalmente tutte le selle; •Rinforzo R2: le lamiere metalliche sono fissate unicamente all’ anima della trave. Tale soluzione è possibile anche in presenza di un traverso che unisca trasversalmente tutte le selle. Infine, con l’ obiettivo di validare i risultati delle analisi numeriche e l’efficacia del rinforzo sono state testate in laboratorio le due travi in scala 1:3 nei nei rispettivi layout di armatura (LO e LD) e con riferimento al solo rinforzo R1 I risultati delle analisi numeriche e sperimentali sono riportate all' interno del presente lavoro di tesi mostrando l' efficacia dei due rinforzi.