Valutazione e Rinforzo sismico con materiali innovativi di pilastri in c.a.

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Valutazione e Rinforzo sismico con materiali innovativi di pilastri in c.a."

Cosimo Nigro
4 anni fa
Visualizzazioni

1 Materiali ed Approcci Innovativi per il Progetto in Zona Sismica e la Mitigazione della Vulnerabilità delle Strutture Università degli Studi di Salerno Consorzio ReLUIS Febbraio 27 Valutazione e Rinforzo sismico con materiali innovativi di pilastri in c.a. by G. Manfredi, G. Fabbrocino, A. Prota, G.M. Verderame(*) Dipartimento di Ingegneria Strutturale Università degli Studi di Napoli Federico II verderam@unina.it

2 Sommario Introduzione Caratteristiche dei provini Setup e programma sperimentale Risultati sperimetali Considerazioni conclusive

3 Introduzione In quanto selettiva, la strategia di intervento con FRP è ispirata ai seguenti principi: o o eliminazione di tutti i meccanismi di collasso di tipo fragile; eliminazione di tutti i meccanismi di collasso di piano ( piano( soffice ); miglioramento della capacità deformativa globale della struttura conseguibile in uno dei seguenti modi: incrementando la duttilità delle potenziali cerniere plastiche senza variarne la posizione; rilocalizzando le potenziali cerniere plastiche nel rispetto del criterio della gerarchia delle resistenze.

4 Introduzione L ancoraggio dell armatura è un aspetto critico Risulta necessario l utilizzo di una armatura che risulti pienamente efficace nelle sezioni di interfaccia colonna/fondazione ovvero colonna/trave o rilocalizzando le potenziali cerniere plastiche nel rispetto del criterio della gerarchia delle resistenze.

5 Programma sperimentale I parametri presi in esame sono: i dettagli di armatura longitudinale alla base della colonna il livello di sforzo normale (N= 27 kn - ν =.1) e (N=54 kn ν =.2) la natura del carico: monotona e ciclica provini non rinforzati e rinforzati type N [kn] Sovrap. type N [kn] sovrap. non rinforzati 27A1 27 SI rinforzati C27A1 27 SI Provini scala 1:1 monotono 27A2 27B1 27B2 54A1 54B1 27A SI NO NO SI NO SI C27B1 C54A1 C54B1 - - C27A NO SI NO - - SI Le colonne sono oggetto di un progetto simulato rispettoso del prescrizioni del RDL 2229/1939 ciclico 27A2 27B1 54A1 54B SI NO SI NO C27B1 C54A1 C54B NO SI NO - Un totale di 2 colonne 54B2 54 NO - - -

6 Caratteristiche dei provini Type A (con sovrapposizione) R.D. n 2229/1939 Type B (senza sovrapposizione) 3 (3 + 3) φ 12 3 (3 + 3) φ 12 stirrups φ8/ 5 cm L = 22 cm stirrups φ8/ 5 cm 2 2 stirrups φ8/1 cm 135 stirrups φ8/1 cm 135 L = 278 cm L= 4φ L = 136 cm (3 + 3) φ 12 Proprietà materiali: f cm =25MPa - f y =355MPa

7 Caratteristiche del rinforzo 2 strati di tessuto GFRP UNI-AX 9/ (CONFINAMENTO) 4 fiocchi SRP Z-3x2-Zinc (ARMATURA A FLESSIONE) 35 3 column column 25 Stress (MPa) Strain (mm/mm) 4 cm 3 SRP spike 3 cm 2 GFRP plies holes φ 18 mm f fu (MPa) 37 ε fu (mm/mm mm).17 E f (GPa) foundation

8 Rinforzo: fasi di applicazione 1. Esecuzione dei fori verticali 2. Applicazione del primer nei fori 3. Appliazione del primer sulla colonna 4. Iniezione della resina nei fori 5. Applicazione del putty sulla colonna 6. Inserimento dei fiocchi nei fori

9 Rinforzo: fasi di applicazione 7. Applicazione del saturante 8. Applicaziome del primo tessuto GFRP 9. Applicaziome del secondo tessuto GFRP 1. Applicazione del saturante

10 Valutazione della resistenza di sezione 3 25 N [kn] N [kn] Only stirrups dominio STAFFE Stirrups+GFRP+SRP dominio STAFFE+FRP+SRP Stirrups+GFRP dominio STAFFE+FRP N=54 kn - ν=.2 +3% N=27 kn - ν=.1 +% M [knm] M [knm]

11 Test setup draw wire transducer Load cells Idraulic actuators Load cell Idraulic actuator draw wire transducer Hinge Bars applying the axial load LVDT LVDT Post-tensioned bars connected to the strong floor Hinge Lateral restraint fixed on the strong floor

Risultati delle colonne non rinforzate 7 Shear, F [kn] 7 Shear, F [kn] 5 5 4 3 27A2 27A1 4 3 27B2 27B1 2 2 1 1 drift [%] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 1 Shear, F [kn] 9 8 7 5 4 3 2 1 54A1 54B1 drift [%] 1 2

12 Risultati delle colonne non rinforzate 7 Shear, F [kn] 7 Shear, F [kn] A2 27A B2 27B drift [%] Shear, F [kn] A1 54B1 drift [%] drift [%] Column 27 A1 27 A2 27 B1 27 B2 54 A1 54 B1 Shear, F [kn] Drift, θ [%] F y.85f ma F max x θ Fmax θ y θ >6.13 >

Risultati delle colonne rinforzate 7 5 Shear, F [kn] C27A1 C27B1

4 5 6 7 8 9 1 11 2 1 drift [%] 1 2 3 4 5 6 7 Column C27A1 C27B1

19 8.6 F max 63.57 61.87 84.4 82.79 x 54.3 52.59 71.74 7.

13 Risultati delle colonne rinforzate 7 5 Shear, F [kn] C27A1 C27B Shear, F [kn] C54A1 C54B drift [%] drift [%] Column C27A1 C27B1 C54A1 C54B1 Shear, F [kn] Drift, θ [%] F y.85f ma F max x θ y θ Fmax θ

14 Risposta globale: confronto 7 5 Shear, F [kn] C27A1 Con sovrapposizione P=27 kn - ν=.1 Strength: 27A kn 27A kn C27A kn A1 27A2 Drift (θ 85% ): 27A A C27A drift [%]

15 Risposta globale: confronto Shear, F [kn] Con sovrapposizione C54A1 P=54 kn - ν=.2 Strength: 54A1 C54A kn 84.4 kn 7 54A Drift (θ 85% ): 54A1 5.5 C54A drift [%]

16 Confronto

17 Risultati test ciclici Shear, F [kn] Con sovrapposizione Shear, Taglio, F [kn] F [kn] C54-U N=54 kn C27-U N=27 kn displacement [mm] displacement [%] displacement Spostamento, [mm] Δ [mm]

18 Shear, F [kn] Risultati test ciclici Senza sovrapposizione Shear, Taglio, F [kn] F C54-R 4 4 displacement [mm] C27-R Spostamento, Δ [mm] displacement [mm]

19 Conclusioni Validazione di una innovativa tecnica per l adeguamento l sismico di colonne in c.a. La combinazione fiocchi di acciaio + confinamento in GFRP consente di ottenere significativi incrementi di resistenza senza registrare rilevanti cadute della capacità rotazionale delle colonne. Tale risultato è subordinato all effetto di confinamento del GFRP che incrementa le proprietà deformative del calcestruzzo. La tecnica di intervento non modifica la rigidezza elastica dell elemento. elemento. I test ciclici confermano i risultati monotoni e inoltre evidenziano iano a favore dei provini rinforzati: un minor del degrado di resistenza; una riduzione dell effetto effetto pinching con conseguente aumento di dissipazione energetica cumulata. Necessità di investigare comportamento colonne con difetti strutturali (sovrapposizione, passo staffe, sforzi assiali) Inizio prove

20 Una prima applicazione

Documenti analoghi

WORKSHOP. Pilastri in c.a. confinati con FRP: risultati sperimentali. Ciro FAELLA, ANNALISA NAPOLI, Roberto REALFONZO, Gianvittorio RIZZANO

WORKSHOP. Pilastri in c.a. confinati con FRP: risultati sperimentali. Ciro FAELLA, ANNALISA NAPOLI, Roberto REALFONZO, Gianvittorio RIZZANO WORKSHOP Materiali ed Approcci Innovativi per il Progetto in Zona Sismica e la Mitigazione della Vulnerabilità delle Strutture Salerno 1-13 Febbraio 007 Pilastri in c.a. confinati con FRP: risultati sperimentali