Task 8.5. Coordinatore Responsabile: Manfredi. Unità di Ricerca in Sedi Decentrate: UniNa ed UniPv.

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Donata Cosentino
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1 Task 8.5 Titolo della Ricerca: Rinforzo di nodi trave-colonna e colonnafondazione, influenza della posizione del nodo in pianta ed elevazione, rinforzo a taglio del pannello, rinforzo continuo sulle colonne per il ripristino della gerarchia delle resistenze. Coordinatore Responsabile: Manfredi. Unità di Ricerca in Sedi Decentrate: UniNa ed UniPv. Ricercatoti Afferenti: Manfredi e Prota (UniNa), Magenes (UniPv).

2 2 fogli di GFRP UNI-AX 900/60; 4 fiocchi di SRP tipo Z-3x2-Zinc. Task 8.5 SCHEMA DI RINFORZO Le colonne sono state rinforzate con due diversi materiali al fine di ottenere un incremento di duttilità e di resistenza: D B - D A - C A - C A C B 2 fogli di GFRP 2 fogli di GFRP fori φ 18 mm fori φ 18 mm SRP Z-3x2-Zinc

SET UP DI PROVA Il sistema di prova consta di una strumentazione di carico e di misurazione degli spostamenti e delle deformazioni e di un apparecchiatura di

PER L'APPLICAZIONE DELLO SFORZO ASSIALE LVDT FASCIATURA IN GFRP TIRAFONDI DI VINCOLO CONTRASTO LATERALE CERNIERA La prova prevede due step successivi:

3 SET UP DI PROVA Il sistema di prova consta di una strumentazione di carico e di misurazione degli spostamenti e delle deformazioni e di un apparecchiatura di vincolo dell elemento testato: CELLE DI CARICO MARTINETTI IDRAULICI POTENZIOMETRI A FILO CELLA DI CARICO ATTUATORE PIASTRA DI CONTATTO CERNIERA LVDT SG BARRE PER L'APPLICAZIONE DELLO SFORZO ASSIALE LVDT FASCIATURA IN GFRP TIRAFONDI DI VINCOLO CONTRASTO LATERALE CERNIERA La prova prevede due step successivi: Applicazione del carico assiale, che resta costante per l intera prova (controllo di forza); Applicazione del carico laterale monotono crescente in controllo di spostamento.

4 INCREMENTO DI RESISTENZA strengthened kn 6000 Shear (DaN) as built kn Top displacement (mm)

5 CONFRONTI TEORICO - SPERIMENTALI RESISTENZA Domini M - N teorici N [kn] N [kn] STAFFE+FRP dominio STAFFE dominio STAFFE+FRP+SRP dominio STAFFE+FRP STAFFE M [knm] M [knm]

6 CONFRONTI TEORICO - SPERIMENTALI RESISTENZA Domini M - N teorici e risultati sperimentali N [kn] dominio STAFFE dominio STAFFE+FRP+SRP 27t colonne non rinforzate 54t colonne non rinforzate 27t colonne rinforzate 54t colonne rinforzate M [knm]

7 Task 8.6 Titolo della Ricerca: Criteri di progetto per l adeguamento sismico di strutture in c.a., strutture miste con tamponature efficaci e strutture miste c.a.-muratura. Coordinatore Responsabile: Ascione. Unità di Ricerca in Sedi Decentrate: UniNa, UniRoma1, UniSa. Ricercatoti Afferenti: Manfredi (UniNa), Monti (UniRoma1), Ascione e Berardi (UniSa), Spacone (UniCH).

8 Strategie di intervento Meccanismo di piano Task 8.6 Meccanismo globale

9 Task 8.6 Rinforzo con FRP a presso-flessione deviata Obiettivo: rinforzo di pilastri deboli nelle zone di potenziale formazione di cerniere plastiche (strategia di rilocazione delle cerniere) Metodo: applicazione di fogli di FRP lungo le facce del pilastro, con le fibre parallele al suo asse.

10 Task 8.6 Obiettivo Determinazione del quantitativo adeguato di FRP Metodo Sviluppo di una procedura semplice per la verifica a pressoflessione deviata di pilastri di c.a. con armatura doppia simmetrica: Approssimazione della superficie di collasso 3D Sviluppo di una procedura semplice per il conseguente progetto di rinforzo con FRP.

11 Task 8.6 Confronto dei metodi esatto e approssimato 0.7 momento flettente normalizzato sforzo assiale normalizzato dominio esatto dominio approssimato

utilizzata dal 1954 al 1995 Struttura regolare in elevazione ma

12 La Struttura Spear Edificio di tre piani progettato per soli carichi verticali Progettato secondo le indicazioni della Normativa Greca utilizzata dal 1954 al 1995 Struttura regolare in elevazione ma doppiamente non simmetrica in pianta Telai a 2 campate con luci da 3 a 6 m

13 Struttura Rinforzata Strutture in cemento armato

14 Previsioni Teoriche SPETTRO ZONA 2 (ag=0.25 g) Indicazione dello S.L.Danno Severo (θ=3/4 θu)) Edificio non rinforzato: Direzione + X 9 8 Dir. +X mu=1 Nudo 9 8 Direzione - X Dir. -X mu=1 Nudo 7 mu= mu=5.30 Sa (m/s2) _ S.L.D.S. Sa (m/s2) _ S.L.D.S Sd (m) Direzione + Y Dir. +Y mu=1 Nudo mu=5.01 S.L.D.S Sd (m) Direzione - Y Sa (m/s2) _ Dir. -Y mu=1 Nudo mu=4.35 S.L.D.S. Strutture in cemento armato

15 Edificio rinforzato con FRP: Direzione + X Previsioni Teoriche SPETTRO ZONA 2 (ag=0.25 g) Indicazione dello S.L.Danno Severo (θ=3/4 θu)) Dir. +X mu=1 Direzione - X Dir. -X mu=1 Sa (m/s2) _ 9 GFRP 8 mu= Serie2 6 S.L.D.S Sd (m ) Direzione + Y Dir. +Y mu=1 Sa (m/s2) _ 9 GFRP 8 mu= S.L.D.S Sd (m) Direzione - Y Dir. -Y mu=1 Sa (m/s2) _ GFRP mu=4.27 S.L.D.S GFRP mu=3.96 S.L.D.S Sd (m) Sd ( m) Strutture in cemento armato

16 Task 8.7 Titolo della Ricerca: Criteri di progetto per l adeguamento sismico di strutture in muratura, interventi su beni culturali, strutture alte (torri e campanili). Coordinatore Responsabile: Benedetti. Unità di Ricerca in Sedi Decentrate: UniBo, UniCas, UniGe, UniNa, UniPg, UniPv. Ricercatoti Afferenti: Benedetti (UniBo), Sacco (UniCas), Augenti, Baratta, Corbi e Rosati (UniNa), Borri (UniPg).

17 Interventi di rinforzo edifici in muratura: Realizzazione Modello 1 Muratura a sacco Edifici in muratura

18 Interventi di rinforzo edifici in muratura: Realizzazione Modello 1 Dormiente in legno (castagno) 0,18 0,30 dim: (300x200x30) mm 0,25 0,18 0,10 2,60m 0,25 0,18 0,18 0,30 0,40 2,85m Solaio in legno e cordolo in c.a. Edifici in muratura

19 Rinforzo Modello 1: Intervento di somma urgenza Rinforzo con fibre di vetro Rinforzo a taglio/pressoflessione Rinforzo a pressoflessione Edifici in muratura

20 Rinforzo Modello 2 Rinforzo con griglia in GFRP

21 Laboratorio Dipartimento Analisi e Progettazione Strutturale DAPS Università di Napoli Federico II

22 Task 8.8 Titolo della Ricerca: Analisi del comportamento di edifici in muratura rinforzati con materiali compositi, crisi delle pareti e dei pannelli, collegamenti, catene e cuciture, comportamento dei pannelli fuori del piano e nel piano. Coordinatore Responsabile: Sacco. Unità di Ricerca in Sedi Decentrate: UniCas, UniNa, UniPd, UniPg. Ricercatoti Afferenti: Luciano e Sacco (UniCas), Manfredi (UniNa), Modena (UniPd), Borri (UniPg).

23 Task 8.8 Unicas

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34 Test setup: Strumentazione Load cell + spherical hinge As-built panel Strengthened panel 4 LVDT lungo le diagonali 1 LVDT ortogonale al pannello Sistema di acquisizione simultanea dati: spostamento e carico applicato

35 Pannelli rinforzati su 2 lati: Modalità di rottura Fessurazione diffusa Fessure locali in corrispondenza delle estremità No fenomeni di debonding nonostante l assenza di ancoraggi meccanici (alta compatibilità con il substrato)

36 Confronto Risultati Sperimentali Pannelli rinforzati su 1 lato vs Originali Pannelli rinforzati su 2 lati vs Originali Shear stress τ 8MPa Shear stress τ MPa ε v 8 ω Average diagonal strain ε h 8 ω ε v Average diagonal strain ε h Shear stress τ [MPa] Shear stress τ [MPa] Shear strain γ [%] Shear strain γ [%]

37 Pannelli rinforzati con strisce: modellazione FEM

38 Schema di Calcolo del pannello La zona reagente è funzione del carico V N Lt V y l e N Lt V u l e N Lt ε ( z) ε ( z) ε = y f E mk m σ = 2N L t ε f ε y = E mk m 2N σ = β t l p ε u = u N σ = β t

39 Modello per il pannello rinforzato In questo caso si aggiunge il rinforzo V N L t V y N Lt V u l e N Lt l e ε ( z) ε ( z) l p ε = y f E mk m F σ = 2( N + F) d t 0 ε F σ = 2( N + F) β t ε = y f E mk m F un ( + F) σ = β t ε u = 0.003

40 Pannelli di Napoli DAPS

41 Pannelli di Rolla e EPFL

42 Pannelli Rinforzati - Risultati V [kn] Punto di delaminazione Rif.: CL3 [21] grigliac-frp V [kn] Panello non rinforzato Panello rinforzato Punto di delaminazione Rif.: bb[19] C-FRP V [kn] Punto di delaminazione Rif.: VL4 [21] Griglia V-FRP δ [mm] δ [mm] 0 δ [mm] V [kn] Rif.: ccc [23] G-FRP V [kn] Rif.: B-T-05-C [22] C-FRP Punto di delaminazione 50 V [kn] Punto di delaminazione Rif.: [20] S2-WRAP-G-F-ST Con G-FRP δ [mm] δ [mm] 0 δ [mm]

43 Sistemi di cerchiatura pretensionati in SRP

44 Sistemi di cerchiatura pretensionati in SRP

45 Sistemi di cerchiatura pretensionati in SRP

46 Task 8.9 Titolo della Ricerca: Analisi del comportamento di strutttre curve (archi e volte) in muratura rinforzati con materiali compositi. Coordinatore Responsabile: Grimaldi. Unità di Ricerca in Sedi Decentrate: UniBo, UniRoma2, UniSa. Ricercatoti Afferenti: Benedetti (UniBo), Grimaldi (UniRoma2), Ascione (Salerno)

47 Rinforzo di archi con SRP

48 Rinforzo di archi con SRP

49 Rinforzo di archi con SRP

50 Rinforzo di archi con CFRP

51 Rinforzo di archi con CFRP

52 Rinforzo di archi con FRP: modelli FEM

53 Rinforzo di archi con FRP: modelli FEM

54 Task 8.10 Titolo della Ricerca: Controllo di qualità di rinforzi in materiale composito, criteri di collaudo e tecniche di monitoraggio. Coordinatore Responsabile: Olivito. Unità di Ricerca in Sedi Decentrate: UniCal ed UniNa. Ricercatoti Afferenti: Olivito (UniCal), Nanni e Prota (UniNa)

prevalentemente su prove di strappo normale.

prova e si sono effettuate prove iniziali di taratura

circolari metalliche, valori tipici di picco della

55 Unità: Univ. di Napoli Federico II Si sono focalizzate prevalentemente su prove di strappo normale. Si è acquisita a tal fine apposita attrezzatura di prova e si sono effettuate prove iniziali di taratura per definire: tipo di adesivo per incollaggio piastre circolari metalliche, valori tipici di picco della tensione di strappo su applicazioni a regola d arte, dispersione dei risultati, modalità di crisi osservabili con tale prova

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