Seismic Response of Concrete Frames with Hybrid Steel-GFRP Reinforcement

La crescente esigenza di materiali ad alte prestazioni e resistenti alla corrosione ha stimolato innovazioni nelle tecniche di rinforzo per strutture in calcestruzzo. Sebbene in Europa e in Italia manchi ancora una normativa consolidata, sta crescendo l’interesse per le armature in vetroresina, il cui utilizzo determina vantaggi in termini di durabilità e di riduzione dei costi di manutenzione. Particolarmente vantaggioso è il loro impiego in situazioni di ripristino e rinforzo strutturale, oltre che in ambienti particolarmente aggressivi. Tuttavia, il comportamento elasto-fragile della vetroresina pone delle sfide in ambito sismico, situazione per la quale è consolidato un approccio progettuale che sfrutti la capacità dissipativa della struttura. La presente tesi indaga il comportamento sismico di un telaio 2D in calcestruzzo armato, confrontando il caso di rinforzo con sola armatura in acciaio e con un sistema misto acciaio-vetroresina (GFRP, polimeri rinforzati con fibre di vetro). L’effetto dell’azione sismica è stato valutato mediante un’analisi dinamica lineare, utilizzando uno spettro di progetto specifico per la Zona Sismica 2, rappresentativa di un’area in Italia a sismicità medio-alta. Questa analisi ha fornito la base per il dimensionamento strutturale del telaio in entrambe le configurazioni di rinforzo. Gli aspetti chiave della metodologia hanno incluso la definizione delle proprietà dei materiali e la simulazione dei carichi sismici realistici. Le analisi condotte con il programma MIDAS GEN in entrambe le configurazioni hanno permesso di osservare l’effetto di parametri critici sulla risposta strutturale, in particolar modo sulla capacità dissipativa della struttura rinforzata con armatura mista, valutata mediante curve di capacità. I risultati dello studio offrono preziose indicazioni sui vantaggi e le limitazioni dei sistemi di rinforzo ibrido, mettendo in evidenza i miglioramenti in termini di resistenza strutturale, durabilità e prestazioni sotto carico sismico.