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Confinamento di colonne murarie e in calcestruzzo mediante sistemi compositi FRP e FRCM

Giovanni Gulizia

Confinamento di colonne murarie e in calcestruzzo mediante sistemi compositi FRP e FRCM.

Rel. Alessia Monaco, Francesco Tondolo. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Civile, 2021

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Abstract:

La tesi ha per oggetto il confinamento di colonne murarie e in calcestruzzo realizzato mediante l’impiego di materiali compositi denominati Fiber Reinforced Polymers (FRP) e Fabric Reinforced Cementitious Matrices (FRCM). L’obiettivo principale è quello di riuscire a fornire informazioni di carattere progettuale riferite al tema del rinforzo e consolidamento strutturale delle costruzioni esistenti, con particolare riferimento alle colonne in muratura e in calcestruzzo caricate assialmente. Negli ultimi decenni, infatti, si è riscontata una chiara tendenza nell’incrementare gli investimenti nella riabilitazione delle strutture esistenti; a partire dal 2005, in Italia, gli investimenti sul patrimonio costruito esistente hanno superato quelli destinati al settore delle nuove costruzioni. Nell’ambito di questa tesi, vengono confrontate due delle principali tecniche di rinforzo strutturale attualmente impiegate nel settore della riabilitazione strutturale e studiate dalla comunità scientifica internazionale: i sistemi FRP e FRCM con riferimento al confinamento di colonne per l’incremento della loro resistenza e duttilità locale. La prima tecnica, ovvero il confinamento mediante sistemi FRP, viene eseguita disponendo delle fibre di rinforzo in direzione perpendicolare all’asse longitudinale della colonna, garantendo l’adesione al substrato mediante utilizzo di una matrice organica come, ad esempio, la resina epossidica. In questo modo viene generato un confinamento passivo nell’elemento strutturale rinforzato, ossia un confinamento che si attiva quando il nucleo del materiale inizia a dilatarsi a causa dell’applicazione di carichi esterni come conseguenza dell’effetto Poisson e della sua fessurazione. La seconda tecnica trattata, ovvero il confinamento mediante sistemi FRCM, consiste invece nell’applicazione di reti di fibre di rinforzo adese al substrato mediante l’impiego di matrici inorganiche, come malta di calce o malta cementizia. I sistemi FRCM presentano numerosi vantaggi rispetto ai sistemi FRP quali, ad esempio, la resistenza al fuoco, una buona compatibilità chimico-fisica con il substrato, un impatto ridotto in termini di dimensioni, rigidezza e peso, e possibilità di reversibilità dell’intervento. Nell’ambito della presente tesi, vengono analizzate le principali caratteristiche di tali tecniche di rinforzo, attraverso la disamina dei risultati di prove sperimentali su provini di calcestruzzo e muratura disponibili nella letteratura scientifica sul tema. Vengono inoltre indagati i modelli di letteratura e le espressioni normative maggiormente accreditati per la previsione della resistenza a compressione e della deformazione ultima di colonne in calcestruzzo e in muratura confinate e caricate assialmente. Al fine di confrontare le due tecniche di rinforzo, viene sviluppata un’analisi parametrica valutando l’influenza dei principali fattori che governano l’efficacia del confinamento: rigidezza delle fibre, numero degli strati di rinforzo, rapporto volumetrico delle fibre, pressione laterale di confinamento efficace, resistenza del materiale non confinato, proprietà meccaniche delle matrici di rinforzo. I risultati ottenuti dall’analisi parametrica, consentono infine di formulare alcune osservazioni progettuali relative alla scelta della migliore strategia di intervento da adottare a seconda del livello di confinamento che è necessario conseguire nell’ambito del progetto di riabilitazione strutturale.

Relatori: Alessia Monaco, Francesco Tondolo
Anno accademico: 2021/22
Tipo di pubblicazione: Elettronica
Numero di pagine: 183
Soggetti:
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Ingegneria Civile
Classe di laurea: Nuovo ordinamento > Laurea magistrale > LM-23 - INGEGNERIA CIVILE
Aziende collaboratrici: Politecnico di Torino
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/21335
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