Nicoletta Amicosante
FRP: valido contributo al consolidamento statico.
Rel. Alfredo Negro, Giuseppe Ferro. Politecnico di Torino, Bachelor program in Architecture, 2006
Abstract
Scopo della tesi, è lo studio dei Materiali Compositi Polimerici, denominati FRP (Fiber Reìnforced Polymer), come sistemi dì rinforzo per interventi di consolidamento statico e adeguamento sismico, sia in strutture di c.a, che di muratura. Inizialmente, si definisce il significato di materiale composito, e sì propone una breve cronologia del loro sviluppo, iniziato in settori diversi da quello architettonico, avvenuto durante il corso del XX secolo. Successivamente, si presentano esempi di applicazioni in architetture dì nuova costruzione, ma si chiarisce il fatto che l'utilizzo maggiore degli FRP nel campo delle costruzioni, riguarda essenzialmente il settore del restauro statico, delle strutture degradate o danneggiate, e quello dell' adeguamento statico in campo antisismico.
Nella prima parte, si procede quindi alla descrizione della proprietà fisiche e meccaniche dei costituenti principali degli FRP, ovvero la matrice (resine termoindurenti e resine termoplastiche)e le fibre (di vetro, di carbonio e aramidiche)
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I PARTE.
Introduzione.
1 Matrici
1.1 Polimeri termoindurenti
1.1.1 Resine epossidiche (EP).
1.1.2 Resine poliestere.
1.2 Polimeri termoplastici
1.2.1 Polipropilene (PP).
1.2.2 Polìcarbonato (PC).
1.2.3 Poliammide (PA).
1.3 Additivi
2 Fibre
2.1 Fibre di vetro.
2.2 Fibre dì carbonio.
2.3 Fibre aramidiche,
2.4 Caratteristiche tecniche dei tessuti.
2.4.1 Tessuti monoassiali.
2.4.2 Tessuti biassiali
2.4.3 Tessuti multiassiali
3 Polimeri fioro rinforzati (FRP).
3.1 Proprietà fisiche.
3.2 Proprietà meccaniche.
3.2.1 Caratteristiche derivanti, da sollecitazioni parallele alla direzione delle fibre.
3.2.2 Caratteristiche derivanti da sollecitazioni perpendicolari alla direzione delle fibre.
3.2.3 Caratteristiche di Taglio.
3.3 Confronto con ì materiali tradizionali.
3.4 Trasporto e stoccaggio.
3.5 Qualificazione e acccttazione.
4 Meccanismi di rottura.
4.1 Resistenza di una lamina.
4.1.1 Criterio limite.
4.1.2 Criterio interattivo (Tsaì-Hill).
4.1.3 Effetti igrotermici
4.1.4 Bordo.
4.2 Fattori che determinano il meccanismo di rottura.
4.2.1 Analisi energetica.
4.2.2 Tensioni locali.
4.2.3 Altri parametri.
4.3 Comportamento a rottura.
4.3.1 Fase iniziale della frattura.
4.3.2 Impatto.
4.3.3 Modalità di propagazione e dilatazione della fessura.
4.4 Meccanismi di tenacità.
4.4.1 Incurvamento e deviazione della fessura.
4.4.2 Scollamento (debonding).
4.4.3 Pull-out
4.4.4 Tenacità debole.
4.4.5 Tenacità da mìcrofessure.
4.4.6 Trasformazioni di tenacità.
II PARTE.
5 Prove sperimentali di resistenza e durabilità.
5.1 Strutture in muratura.
5.1.1 Prove su pilastri,
5.1.2 Prove su archi.
5.1.3 Prove su volte a padiglione.
5.1.4 Prove per il miglioramento antisismico.
5.2 Strutture in calcestruzzo armato.
5.2.1 Prove su solai in latero-cemento.
5.2.2 Prove su travi: valutazione dell'aderenza.
6 Progetto di rinforzo.
6.1 Concetti basilari del progetto di rinforzo.
6.1.1 Princìpi generali.
6.1.2 Proprietà dei materiali.
6.1.3 Problemi speciali di progetto.
6.2 Adesivi e sistemi di incollaggio.
6.2.1 Gii adesivi.
6.2.2 Meccanismi di adesione.
6.3 Sistemi di rinforzo.
6.3.1 Sistemi impregnati in situ.
7 Progetto di rinforzo per strutture in calcestruzzo armato.
7.1 Rinforzo nei confronti della delaminazìone.
7.1.1 Verifiche di sicurezza.
7.1.2 Resistenza allo stato limite ultimo (SLU).
7.1.3 Resistenza allo stato limite di esercizio fSLE).
7.2 Rinforzo a flessione.
7.2.1 Analisi allo stato limite ultimo (SLU).
7.2.2 Analisi agli stati limite di esercizio (SLE).
7.3 Rinforzo a taglio.
7.3.1 Resistenza di progetto.
7.3.2 Resistenza efficace di progetto.
7.4 Rinforzo a torsione.
7.5 Confinamento.
7.5.1 Resistenza di progetto a compressione centrata o con piccola eccentricità.
7.5.2 Pressione dì confinamento.
7.6 Interventi in zona sismica.
7.6.1 Strategie di intervento.
7.6.2 Verifiche di sicurezza.
7.7 Installazione monitoraggio e controllo.
7.7.1 Controllo e preparazione del substrato.
7.7.2 Raccomandazioni per l'esecuzione a regola d'arte.
7.7.3 Controllo di qualità dell'esecuzione.
8 Progetto di rinforzo per strutture in muratura.
8.1 Crìteri per il progetto di consolidamento strutturale.
8.2 Valutazione della resistenza alla delaminazione.
8.2.1 Modalità di collasso
8.2.2 Resistenza allo stato limite ultimo.
8.2.3 Resistenza in presenza di azione normale al piano dì adesione
8.3 Verifiche a rinforzo di pannelli murari.
8.3.1 Verìfiche per azioni fuori dal piano.
8.3.2 Verifiche per azioni nel piano del pannello.
8.4 Verifiche e rinforzo di architrave e fascia di piano.
8.4.1 Verifica per fanzionamento ad architrave.
8.4.2 Verifica per funzionamento a fascia di piano.
8.5 Rinforzo di elementi strutturali a semplice e doppia curvatura
8.5.1 Schemi ad arco e a portale.
8.5.2 Volte a semplice curvatura: volte a botte.
8.5.3 Volte a doppia curvatura: cupole.
8.6 Confinamento di colonne in muratura.
8.6.1 Resistenza di progetto a compressione centrata.
8.6.2 Confinamento di colonne circolari.
8.6.3 Confinamento di colonne quadrate o rettangolari.
8.7 Interventi in zona sismica.
8.8 Installazione monitoraggio e controllo.
9 Gli FRP nel consolidamento strutturale
9.1 Esempi di progetti di rinforzo,
9.1.1 Intervento di consolidamento statico trave- pilastro, in un appartamento privato.
9.1.2 Progetto di intervento di rinforzo su un edificio in c.a. di civile abitazione.
9.2 Esempi di applicazioni nel consolidamento statico.
Conclusioni.
Bibliografia.
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I PARTE.
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