MATERIALI ED APPROCCI INNOVATIVI PER IL PROGETTO IN ZONA SISMICA E LA MITIGAZIONE DELLA VULNERABILITA DELLE STRUTTURE

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1 RETE DEI LABORATORI UNIVERSITARI DI INGEGNERIA SISMICA Università degli Studi di Salerno, febbraio 2007 MATERIALI ED APPROCCI INNOVATIVI PER IL PROGETTO IN ZONA SISMICA E LA MITIGAZIONE DELLA VULNERABILITA DELLE STRUTTURE LINEA DI RICERCA N.8: Risultati e Sviluppi Futuri Prof. Ing. Luigi Ascione

2 MOTIVAZIONI L OPCM 3274 ha normato, per la prima volta in Italia, l impiego dei materiali compositi fibrorinforzati nella mitigazione della vulnerabilità sismica degli edifici esistenti di c.a.. L OPCM 3431 si riferisce invece alle Istruzioni CNR-DT 200/2004, recentemente approvate, sui criteri da adottare per la progettazione, l esecuzione ed il controllo di interventi di consolidamento statico con FRP. Le Istruzioni CNR-DT 200/2004 forniscono un quadro normativo organico per il progetto di elementi e di strutture, sia di c.a. che di muratura, rinforzate con FRP, seguendo un approccio alla sicurezza congruente con l assetto normativo degli Eurocodici. Nelle Istruzioni CNR-DT 200/2004 alcuni aspetti connessi all impiego degli FRP per il consolidamento delle strutture in zona sismica vanno ancora approfonditi. Essi riguardano, ad esempio, il danneggiamento dovuto ad azioni cicliche, l influenza dell effetto scala sulla validazione sperimentale ed, in generale, l introduzione di nuove famiglie di matrici e fibre.

3 OBIETTIVI Obiettivo principale del progetto di ricerca della Linea 8 dal titolo Materiali Innovativi per la Riduzione della Vulnerabilità nelle Strutture Esistenti, è la validazione sperimentale, mediante prove in scala reale e/o sistemi strutturali completi, delle regole progettuali introdotte nella OPCM 3274 e nelle istruzioni CNR DT200/2004 per il rinforzo di strutture di c.a. e di muratura con materiali innovativi. Le esperienze di laboratorio consentiranno di verificare possibili innovazioni sia del tipo di fibra (tessuti metallici, fibre naturali, griglie di composito, ecc.) sia delle matrici (organiche ed inorganiche). Alcuni dei principali argomenti sviluppati sono: - il comportamento ciclico di elementi di c.a. rinforzati con FRP a flessione e/o a taglio; - le tecniche di ancoraggio sia meccaniche che chimiche per la limitazione dei problemi di delaminazione; - gli effetti del confinamento su colonne e pile di grandi dimensioni; - la duttilità di colonne presso-inflesse rinforzate con compositi; - il rinforzo di nodi trave-colonna; - i rinforzi di elementi murari; - il rinforzo di strutture di interesse storico-artistico.

4 METODI Il progetto di ricerca della linea 8 è Coordinato dai Proff. L. Ascione dell Università degli Studi di Salerno e G. Manfredi dell Università degli Studi di Napoli Federico II. Esso è suddiviso in 10 task, ciascuno con un Coordinatore Responsabile del raggiungimento degli obiettivi prefissati. Al progetto partecipano: 68 Ricercatori, 22 Tecnici di Laboratorio, 32 Dottorandi, 18 Contrattisti e 14 Assegnisti. A ciascun task partecipano ricercatori afferenti a 16 Unità di Ricerca (UR): UniSannio, UniBo, UniCas, UniCal, UniFi, UniLe, UniNa, UniPd, UniPg, PoliMi, UniRoma1, UniSa, UniCh, UniGe, UniRoma2, UniPv. Per rendere più snella la gestione economica del progetto sono state individuate 19 Sedi Amministrative Decentrate, ognuna delle quali ha un Responsabile Amministrativo che gestisce economicamente il finanziamento destinato alle UR afferenti (nella stessa sede o in sedi consociate). - Prof. M. R. Pecce - UniSannio -Prof. M. Savoia -UniBo - Prof. A. Benedetti - UniBo - Prof. E. Sacco - UniCas - Prof. A. Grimaldi - UniRoma2 - Prof. A. Baratta - UniNa - Prof. L. Rosati - UniNa - Prof. R. S. Olivito - UniCal - Prof. G. Spadea - UniCal - Prof. R. Zinno - UniCal - Prof. S. Briccoli Bati - UniFi - Prof. M.A. Aiello - UniLe - Prof. G. Mnfredi - UniNa - Prof. C. Modena - UniPd - Prof. A. Borri - UniPg - Prof. C. Poggi - PoliMi - Prof. G. Monti - UniRoma1 - Prof. L. Ascione - UniSa -Prof. C. Faella-UniSa

5 ELENCO DEI TASK Task 8.1 Titolo della ricerca: Caratterizzazione di materiali compositi sotto azioni cicliche ed in ambiente condizionato (analisi di durabilità) per la calibrazione dei coefficienti di conversione. Coordinatore responsabile: Poggi. Unità di ricerca in sedi decentrate: PoliMi e UniNa. Ricercatori afferenti: Poggi e Frassine (PoliMi), Nicolais (UniNa). Programma di ricerca: - caratterizzazione di materiali compositi fibrorinforzati sottoposti ad azioni cicliche ed in ambiente condizionato (analisi di durabilità) per la calibrazione dei coefficienti di conversione; - analisi del comportamento meccanico di nuovi compositi fibrorinforzati e di barre di FRP. Attività condotta nel I anno: - studio delle caratteristiche meccaniche e della durabilità degli adesivi; - messa a punto di un kit-test per prelievi in cantiere di resina (in collaborazione con Interbau, Assocompositi); - studio della durabilità di sistemi acciaio-frp e calcestruzzo-frp (in collaborazione con la U.O. di Bologna-Savoia); - caratterizzazione del proprietà meccaniche a breve e a lungo termine delle barre di FRP.

6 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.1 (1/3) - Determinazione delle proprietà meccaniche degli adesivi strutturali impiegati per il rinforzo degli elementi costruttivi mediante prove di trazione (ASTM D638) (U.O. POLIMI). - Determinazione delle proprietà meccaniche degli adesivi strutturali impiegati per il rinforzo degli elementi costruttivi mediante Double Lap Shear test (ASTM D 3528) (U.O. POLIMI). - Messa a punto di un Kit-test per prelievi in cantiere di resina (U.O. POLIMI).

7 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.1 (2/3) - Prove di durabilità su giunti rinforzati (U.O. POLIMI). - Condizionamento dei provini nell ambito della sperimentazione sulla durabilità dei sistemi calcestruzzo-frp (U.O. POLIMI).

8 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.1 (3/3) - Caratterizzazione delle proprietà a breve termine delle barre di GFRP (U.O. POLIMI). - Caratterizzazione delle proprietà a lungo termine delle barre di GFRP (U.O. POLIMI).

9 ELENCO DEI TASK Task 8.2 Titolo della ricerca: Delaminazione sotto azioni cicliche per strutture di c.a. e di muratura, valutazione della lunghezza di ancoraggio, sviluppo di sistemi meccanici di ancoraggio. Coordinatore responsabile: Savoia. Unità di ricerca in sedi decentrate: UniBo, UniFi, UniNa, UniSa ed UniSannio. Ricercatori afferenti: Prof. Savoia (UniBo), Prof. Briccoli Bati (UniFi), Prof. Nigro (UniNa), Ascione, Berardi e Feo (UniSa), Ceroni e Pecce (UniSannio). Programma di ricerca: - studio del problema dell aderenza in presenza di carichi ciclici mediante indagini sperimentali su provini di piccole dimensioni per la formulazione di modelli matematici interpretativi e per la valutazione della resistenza di progetto allo S.L.U. di delaminazione; - calibrazione di modelli di previsione attraverso la progettazione e l esecuzione di prove pilota su elementi strutturali rinforzati; - studio del miglioramento dell aderenza, con l utilizzo eventuale di particolari dispositivi di ancoraggio, mediante prove di laboratorio per la formulazione di modelli di comportamento e di espressioni semplificate.

10 ATTIVITÀ CONDOTTA NEL PRIMO ANNO DAL TASK 8.2 L attività condotta dal task 8.2 nel corso del I anno è stata finalizzata: - alla definizione dello stato dell arte delle prove sperimentali per la caratterizzazione delle proprietà di aderenza calcestruzzo-frp nei fenomeni di delaminazione; - all analisi sperimentale del comportamento meccanico dell interfaccia di elementi di c.a. e di muratura rinforzati con materiali compositi fibrorinforzati; - alla definizione di un comune set-up sperimentale per le prove di delaminazione su provini di calcestruzzo soggetti ad azioni cicliche; - alla progettazione di un prototipo di dispositivo meccanico di ancoraggio per la realizzazione di interventi di placcaggio in corrispondenza delle zone nodali degli elementi strutturali; - alla definizione del set-up di prova per la verifica sperimentale del dispositivo meccanico di ancoraggio.

11 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.2 (1/3) - Prove di delaminazione su elementi di c.a. rinforzati con lamine di CFRP (U.O. UNIBO). - Prove di delaminazione su blocchi di laterizio rinforzati con tessuti di CFRP (U.O. UNIFI).

12 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.2 (2/3) - Prove di delaminazione su blocchi di tufo giallo rinforzati con tessuti di GFRP (U.O. UNINA). - Prove delaminazione su blocchi di tufo giallo rinforzati con tessuti di CFRP (U.O. UNISANNIO).

13 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.2 (3/3) - Prototipo di dispositivo meccanico di ancoraggio per interventi di placcaggio in corrispondenza di zone nodali di elementi strutturali inflessi (U.O. UNISA). Barra filettata piastra esterna lam ina di CFRP piastra interna - Sperimentazione del prototipo di dispositivo meccanico di ancoraggio (U.O. UNISA).

14 ELENCO DEI TASK Task 8.3 Titolo della ricerca: Valutazione della capacità di colonne a sezione piena o cava di c.a. confinate con materiali compositi e soggette a pressoflessione o flessione deviata, studio di sezioni allungate, influenza delle sovrapposizioni delle barre e fenomeni di instabilità, aspetti legati all effetto scala, valutazione della capacità di colonne di muratura confinate con materiali compositi al variare della tessitura e accoppiate con cuciture. Coordinatore responsabile: Nanni. Unità di ricerca in sedi decentrate: UniLe, UniNa, UniRoma1, UniSa. Ricercatori afferenti: Aiello (UniLe), Manfredi, Nanni e Prota (UniNa), Monti (UniRoma1), Faella, Martinelli e Realfonzo (UniSa). Programma di ricerca: - valutazione degli effetti di forma e di scala sul confinamento di colonne di c.a. e di muratura mediante fasciatura esterna di FRP; - sviluppo di tecniche efficaci di rinforzo e di semplice esecuzione in cantiere; - analisi dell influenza di eventuali carichi preesistenti o di stati iniziali di fessurazione sull efficacia del confinamento. Attività condotta nel I anno: - indagine sperimentale sul comportamento meccanico di colonne di muratura a sezione piena e cava, confinate mediante fasciatura esterna continua o discontinua con nastri di FRP; - analisi sperimentale del comportamento meccanico di colonne di muratura confinate mediante cucitura con barre di FRP opportunamente diffuse nell elemento murario; - indagine sperimentale sul comportamento meccanico di colonne di c.a. confinate mediante fasciatura esterna continua o discontinua con nastri di FRP.

15 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.3 (1/4) - Confinamento di colonne a sezione circolare e quadrata piena di pietra leccese mediante nastri di FRP (U.O. UNILE). - Confinamento di colonne a sezione quadrata piena di tufo grigio e di laterizi mediante tessuti di GFRP (U.O. UNISA).

16 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.3 (2/4) - Confinamento di colonne a sezione quadrata piena di pietra leccese mediante barre di FRP (U.O. UNILE). - Confinamento di colonne a sezione rettangolare di c.a. mediante fasciatura continua o discontinua con nastri di CFRP (U.O. UNIROMA1).

17 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.3 (3/4) - Confinamento di colonne (in scala reale) di c.a. mediante fasciatura continua o discontinua con nastri di CFRP - (U.O. UNINA). Prove condotte presso University of California - San Diego (UCSD) in collaborazione con University of Missouri-Rolla. - Confinamento di colonne pressoinflesse a sezione rettangolare di c.a. mediante fasciatura continua o discontinua con nastri di CFRP o GFRP (U.O. UNISA).

18 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.3 (4/4) - Rinforzo a presso-flessione di colonne di c.a. mediante l applicazione di trecce di SRP (steel-reinforced polymer) ed il confinamento con tessuti di GFRP (U.O. UNINA). A - C A - C B - D SRP spike 2 GFRP plies holes φ18 mm 2 GFRP plies holes φ18 mm Trecce di SRP

19 ELENCO DEI TASK Task 8.4 Titolo della ricerca: Rinforzo a flessione e a taglio di elementi di c.a., impiego di tessuti e matrici innovative, soluzioni con barre NSM o con accoppiamento di barre metalliche e tessuti diversi, effetto configurazione del rinforzo taglio, rinforzo di pareti e nuclei di c.a., aspetti sismici. Coordinatore responsabile: Monti. Unità di ricerca in sedi decentrate: UniCal, UniCas, UniLe, UniNa, UniRoma1, UniSa, UniCh. Ricercatori afferenti: Spadea e Zinno (UniCal), Imbimbo (UniCas), De Lorenzis (UniLe), Manfredi e Nanni (UniNa), Monti (UniRoma1), Mancusi (UniSa), Spacone (UniCh). Programma di ricerca: - rassegna bibliografica e selezione dei materiali di rinforzo da utilizzare nella ricerca; - esecuzione di elaborazioni numeriche preliminari, mediante programmi di analisi non lineare agli elementi finiti, per la valutazione della messa in opera di nuovi schemi di rinforzo; - esecuzione di prove su campioni ridotti di materiali selezionati per verificarne e modellarne le caratteristiche di resistenza e aderenza al substrato, in condizioni sia monotone sia cicliche.

20 ATTIVITÀ CONDOTTA NEL PRIMO ANNO DAL TASK 8.4 L attività condotta dal task 8.4 nel corso del I anno è stata finalizzata: - allo studio del comportamento meccanico di elementi strutturali di c.a. rinforzati a taglio con tessuti di FRP; - allo studio del comportamento meccanico di travi in scala reale di c.a.p. danneggiate e rinforzate a flessione con FRP; - alla progettazione e realizzazione di un prototipo di dispositivo meccanico di pretensione per tessuti di FRP da adottarsi in interventi di placcaggio strutturale; - all analisi del comportamento meccanico di nuclei antisismici rinforzati con FRP; - alla valutazione degli effetti della temperatura sui meccanismi di delaminazione calcestruzzo-frp; - alla caratterizzazione del comportamento meccanico di elementi strutturali rinforzati con compositi (barre e lamine) applicati secondo la tecnica near-surface mounted (NSM).

21 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.4 (1/4) - Analisi sperimentale del comportamento meccanico di travi di c.a. rinforzate a taglio con FRP (U.O. UNICAL). B2.2 and B3.2 (a/d=3.4) B2.3 and B3.3 (a/d=3.4) - Analisi sperimentale del comportamento meccanico di pareti di c.a. (tozze e snelle) rinforzate a taglio con FRP (U.O. UNICAL).

22 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.4 (2/4) - Analisi sperimentale del comportamento a flessione di travi di c.a.p. danneggiate e successivamente rinforzate con FRP (U.O. UNINA). - Rinforzo a taglio di travi di c.a. con laminati di FRP applicati secondo la tecnica NSM (U.O. UNIROMA1).

23 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.4 (3/4) - Tecnica NSM-valutazione delle proprietà di aderenza barra di FRP-calcestruzzo mediante prove statiche (U.O. UNILE). - Tecnica NSM-valutazione delle proprietà di aderenza barra di FRP-calcestruzzo in presenza di azioni assiali di precondizionamento di tipo ciclico (senza inversione di segno) (U.O. UNILE).

24 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.4 (4/4) - Dispositivo di pretensionamento per tessuti di FRP (U.O. UNIROMA1). slitte mobili Intradosso della trave Fp slitta fissa tessuto di FRP cilindro rotante ingranaggi martinetti idraulici denti fissi

25 ELENCO DEI TASK Task 8.5 Titolo della ricerca: Rinforzo di nodi trave-colonna e colonna-fondazione, 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. Ricercatori afferenti: Manfredi e Prota (UniNa), Magenes (UniPv). Programma di ricerca: esecuzione di prove sperimentali condotte su diverse tipologie di nodi per: - sviluppo di formule di progetto che mettano in relazione la geometria e le proprietà meccaniche del rinforzo con l incremento di tensione principale di trazione limite del nodo; - comparazione della fattibilità in cantiere e la cantierabilità di diverse soluzioni di rinforzo; - analisi di soluzioni innovative di ancoraggio dei rinforzi dei nodi particolarmente necessarie quando il rinforzo del nodo non deve interagire con quello delle colonne adiacenti. Attività condotta nel primo anno - prove sperimentali condotte su diverse tipologie di nodi.

26 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK Colonne rinforzate con due diversi materiali compositi (fogli di GFRP, fiocchi di SRP) al fine di ottenerne 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 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

27 ELENCO DEI TASK 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. Ricercatori afferenti: Manfredi (UniNa), Monti (UniRoma1), Ascione e Berardi (UniSa), Spacone (UniCH). Programma di ricerca: - raccolta dei primi risultati ottenuti dall attività dei task 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 e 8.5 riguardanti gli interventi con FRP su singoli elementi strutturali di c.a.; - studio teorico-numerico di strutture intelaiate di c.a. interessate da interventi di rinforzo realizzati esclusivamente con tecnologie tradizionali, con l uso di materiali innovativi oppure con tecniche di tipo misto. I risultati numerici ottenuti costituiranno una valida base di dati per la valutazione dell efficacia dei rinforzi strutturali mediante materiali compositi, nonché per la formulazione di criteri ed indicazioni progettuali. Attività condotta nel I anno: - rinforzo di pilastri di c.a. sollecitati a presso-flessione deviata attraverso l applicazione di fogli di FRP.

28 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK Progetto di rinforzo con FRP di un edificio di tre piani progettato per soli carichi verticali secondo le indicazioni della Normativa Greca utilizzata dal 1954 al Struttura Spear Struttura Rinforzata

29 ELENCO DEI TASK 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. Ricercatori afferenti: Benedetti (UniBo), Sacco (UniCas), Augenti, Baratta, Corbi e Rosati (UniNa), Borri (UniPg). Programma di ricerca: - confronto tra soluzioni progettuali e metodi di calcolo per il miglioramento e l adeguamento sismico di organismi murari complessi quali edifici storici e monumentali, attraverso la messa a punto di tecniche di modellazione in grado di approssimare le risposte sperimentali ottenute dai task 8.2, 8.3, 8.8 e 8.9; - definizione di progetti di adeguamento alternativi basati sull impiego di materiali compositi fibrorinforzati; - valutazione dell efficacia di vari schemi di rinforzo su vari materiali nel conseguire il livello di protezione assegnato. Attività condotta nel I anno: - realizzazione di due modelli di rinforzo per edifici di muratura.

30 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.7 (1/2) - Rinforzo con fibre di vetro di elementi strutturali di muratura (Modello 1) 0,18 0,30 Dorm iente in legno (castagno) dim : (300x200x30) m m 0,25 0,18 0,10 2,60m 0,25 0,18 0,18 0,30 0,40 2,85m Muratura a sacco Solaio di legno e cordolo di c.a. Rinforzo a taglio/pressoflessione

31 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.7 (2/2) - Rinforzo con griglia di GFRP di elementi strutturali di muratura (Modello 2)

32 ELENCO DEI TASK 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. Ricercatori afferenti: Luciano e Sacco (UniCas), Manfredi (UniNa), Modena (UniPd), Borri (UniPg). Programma di ricerca: - studio e definizione di modelli di calcolo e di procedure di verifica per elementi strutturali piani rinforzati con FRP, attraverso il confronto tra differenti soluzioni di intervento. Tali verifiche saranno effettuate sviluppando modelli meccanici semplificati ed implementando modelli e tecniche numeriche che tengano conto sia del progressivo degrado a trazione ed a compressione della muratura, sia della possibilità di decoesione del rinforzo di FRP dal paramento murario; - confronto tra i risultati numerici ottenuti tramite i suddetti modelli semplificati e quelli derivati da analisi numeriche con modelli complessi e quelli sperimentali disponibili in letteratura e da prove di laboratorio che si svolgeranno nell ambito del programma di ricerca. Attività condotta nel I anno: - raccolta dei risultati sperimentali dedotti da prove di laboratorio su pannelli di muratura, con e senza rinforzo di FRP, soggetti a carico verticale ed a spinta orizzontale nel piano e fuori dal piano; - sviluppo di modelli numerici per l analisi di pannelli murari non rinforzati e rinforzati con FRP.

33 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.8 (1/3) - Pannelli rinforzati con strisce di FRP: modellazione FEM - Fessure diffuse - Fessure locali in corrispondenza delle estremità - Assenti fenomeni di debonding nonostante l assenza di ancoraggi meccanici

34 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.8 (2/3) - Pannelli rinforzati con FRP (U.O. UniNa) - Pannelli rinforzati con FRP (Rolla e EPFL)

35 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.8 (3/3) - Sistemi di cerchiatura pretensionati di SRP

36 ELENCO DEI TASK Task 8.9 Titolo della ricerca: Analisi del comportamento di struttture curve (archi e volte) di muratura rinforzate con materiali compositi. Coordinatore responsabile: Grimaldi. Unità di ricerca in sedi decentrate: UniBo, UniRoma2, UniSa. Ricercatori afferenti: Benedetti (UniBo), Grimaldi (UniRoma2), Ascione (UniSA). Programma di ricerca: - applicazione di semplici schematizzazioni e modellazioni analitiche e di metodi numerici, in modo coordinato presso le sedi di Roma e Bologna; - esecuzione di verifiche sperimentali con prove a rottura di modelli di volte murarie condotte presso l Università di Salerno. Attività condotta nel I anno: - rinforzo di archi di muratura con SRP e con CFRP.

37 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.9 (1/3) - Rinforzo di archi con SRP

38 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.9 (2/3) - Rinforzo di archi con CFRP

39 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.9 (3/3) - Rinforzo di archi con FRP: modelli FEM

40 ELENCO DEI TASK 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. Ricercatori afferenti:olivito (UniCal), Nanni e Prota (UniNa). Programma di ricerca: - realizzazione di modelli e prototipi in scala reale di elementi strutturali di c.a. e di muratura sui quali saranno applicati diversi sistemi di rinforzo; - esecuzione di prove di strappo prescritte dalle Istruzioni CNR DT 200/2004, sia immediatamente dopo l applicazione del rinforzo che dopo aver sottoposto gli elementi rinforzati a condizioni di carico statiche e/o cicliche tali da simulare le condizioni di esercizio degli elementi stessi; - studio dei parametri che influenzano l applicazione del rinforzo (condizioni fisico-meccaniche del substrato, condizioni di umidità e di temperatura nonché interazioni chimico fisiche); - messa a punto di un sistema di monitoraggio che può essere gestito e controllato in rete a distanza. Attività condotta nel I anno: - prove di strappo normale su elementi di c.a. e di muratura.

41 DESCRIZIONE DELLE ATTIVITA DEL TASK 8.10

42 SVILUPPI FUTURI (1/2) Task Prosecuzione della campagna sperimentale di caratterizzazione meccanica dei compositi nella forma di lamine e barre di FRP. - Validazione delle tecniche sperimentali di caratterizzazione proposte nel CNR-DT203/2006 mediante l esecuzione di prove di trazione. Task Studio sperimentale della delaminazione sotto azioni cicliche per strutture di c.a. e di muratura. - Prosecuzione della sperimentazione su sistemi meccanici per l ancoraggio di lamine di FRP in corrispondenza delle zone nodali. Task Prosecuzione dell analisi sul comportamento di colonne di c.a. e di muratura confinate mediante fasciatura esterna di FRP. Task Prosecuzione degli studi sul rinforzo a flessione e a taglio di elementi di c.a. (es. travi, nuclei e pareti) e definizione di equazioni di progetto che migliorino o integrino quelle già contenute all interno del CNR-DT 200/2004. Task Prosecuzione delle prove sperimentali su diverse tipologie di nodi e determinazione di formule di progetto che mettano in relazione la geometria e le proprietà meccaniche del rinforzo con l incremento di tensione principale di trazione limite del nodo.

43 SVILUPPI FUTURI (2/2) Task Progettazione di strutture intelaiate, caratterizzate da livelli differenti di irregolarità planimetrica, e dei relativi interventi di rinforzo al fine di analizzarne il comportamento globale al variare dell input sismico. Task Confronto tra soluzioni progettuali e metodi di calcolo per il miglioramento e l adeguamento sismico di organismi murari complessi quali gli edifici storici e monumentali. Task Sviluppo di modelli semplificati per l analisi di pannelli di muratura soggetti ad azioni di taglio nel piano e rinforzati con lamine di FRP, a partire dai risultati già ottenuti. - Prosecuzione delle prove sperimentali su pannelli di muratura, con e senza rinforzo di FRP, soggetti a carico verticale ed a spinta orizzontale nel piano e fuori dal piano. Task Estensione ad altre tipologie, quali ad esempio i portali, delle procedure di valutazione del comportamento ultimo di archi murari rinforzati con FRP all intradosso o all estradosso, sviluppate nella prima fase della ricerca. Task Prosecuzione delle prove sperimentali e studio di procedure, metodi e protocolli di idoneità delle applicazioni dei rinforzi di materiale composito di FRP a strutture civili esistenti.