Task 8.5Titolo 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.

Ricercatoti Afferenti: Manfredi e Prota (UniNa), Magenes (UniPv).

• 2 fogli di GFRP UNI-AX 900/60;• 4 fiocchi di SRP tipo Z-3x2-Zinc.

D

A

B

C

Le colonne sono state rinforzate con due diversi materiali al fine di ottenere un incremento di duttilità e di resistenza:

SCHEMA DI RINFORZO

SRP Z-3x2-Zinc

A - CB - D A - C

2 fogli di GFRP

fori φ 18 mm fori φ 18 mm

2 fogli di GFRP

Task 8.5

SET UP DI PROVAIl 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:

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.

FASCIATURA IN GFRP

SG

PIASTRA DI CONTATTO

ATTUATORE

CERNIERA

CONTRASTO LATERALE

LVDTLVDT

POTENZIOMETRI A FILO

CERNIERA

TIRAFONDI DI VINCOLO

BARRE PER L'APPLICAZIONE DELLO SFORZO ASSIALE

CELLA DI CARICO

CELLE DI CARICO

MARTINETTI IDRAULICI

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110Top displacement (mm)

Shea

r (D

aN)

as built - 270 kN

strengthened - 270 kN

INCREMENTO DI RESISTENZA

CONFRONTI TEORICO - SPERIMENTALI• RESISTENZA

Domini M - N teorici

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 20 40 60 80 100 120

M [kNm]

N [kN]

STAFFE+FRP

STAFFE

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 20 40 60 80 100 120 140

M [kNm]

N [kN]dominio STAFFE

dominio STAFFE+FRP+SRP

dominio STAFFE+FRP

CONFRONTI TEORICO - SPERIMENTALI• RESISTENZA

Domini M - N teorici e risultati sperimentali

-1000

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

M [kNm]

N [kN] dominio STAFFE

dominio STAFFE+FRP+SRP

27t colonne non rinforzate

54t colonne non rinforzate

27t colonne rinforzate

54t colonne rinforzate

Task 8.6Titolo 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).

Meccanismo di piano

Meccanismo globale

Strategie di intervento

Task 8.6

Task 8.6Rinforzo 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.

Task 8.6

• Obiettivo – Determinazione del quantitativo adeguato di FRP

• Metodo– Sviluppo di una procedura semplice per la verifica a presso-

flessione 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.

Task 8.6

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

-1.2 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8

sforzo assiale normalizzato

mom

ento

flet

tent

e no

rmal

izza

to

dominio esatto

dominioapprossimato

Confronto dei metodi esatto e approssimato

La Struttura Spear

Edificio di tre pianiprogettato per soli carichiverticaliProgettato secondo le indicazioni della NormativaGreca utilizzata dal 1954 al 1995 Struttura regolare in elevazione ma doppiamentenon simmetrica in piantaTelai a 2 campate con luci da3 a 6 m

Strutture in cemento armato

Struttura Rinforzata

Strutture in cemento armato

SPETTRO ZONA 2 (ag=0.25 g) – Indicazione dello S.L.Danno Severo(θ=3/4 θu))

Previsioni Teoriche

Edificio non rinforzato:Direzione + X Direzione - X

Direzione + Y Direzione - Y

Dir. +X

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Sd (m)

Sa (m

/s2)

_

mu=1

Nudo

mu=5.33

S.L.D.S.

Dir. -X

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Sd ( m)

Sa (m

/s2)

_

mu=1

Nudo

mu=5.30

S.L.D.S.

Dir. +Y

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

mu=1

Nudo

mu=5.01

S.L.D.S.

Dir. -Y

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0

Sd (m)

Sa

(m/s

2)

_

mu=1

Nudo

mu=4.35

S.L.D.S.

Strutture in cemento armato

Previsioni Teoriche

Edificio rinforzato con FRP:Direzione + X Direzione - X

Direzione + Y Direzione - Y

SPETTRO ZONA 2 (ag=0.25 g) – Indicazione dello S.L.Danno Severo(θ=3/4 θu))

Dir. +X

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Sd (m)

Sa (m

/s2)

_

mu=1

GFRP

mu=5.09

Serie2

S.L.D.S.

Dir. -X

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

Sd ( m)

Sa (m

/s2)

_

mu=1

GFRP

mu=5.24

S.L.D.S.

Dir. +Y

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25

S d ( m)

Sa

(m/s

2)

_

mu=1

GFRP

mu=4.27

S.L.D.S.

Dir. -Y

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.

Sd ( m)

mu=1

GFRP

mu=3.96

S.L.D.S.

Task 8.7Titolo 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).

Edifici in muratura

Muratura a sacco

Interventi di rinforzo edifici in muratura: Realizzazione Modello 1

Edifici in muratura

Solaio in legno e cordolo in c.a.0,

25

0,30

2,85m

2,60

m

0,18

0,18

0,25 0,18

0,18 0,30

0,10

0,40

Dormiente in legno (castagno) dim: (300x200x30) mm

0,25

0,30

2,85m

2,60

m

0,18

0,18

0,25 0,18

0,18 0,30

0,10

0,40

Dormiente in legno (castagno) dim: (300x200x30) mm

Interventi di rinforzo edifici in muratura: Realizzazione Modello 1

Edifici in muratura

Rinforzo Modello 1: Intervento di somma urgenza

Rinforzo a taglio/pressoflessione Rinforzo a pressoflessione

Rinforzo con fibre di vetro

Rinforzo Modello 2

Rinforzo con griglia in GFRP

Laboratorio Dipartimento Analisi e Progettazione Strutturale Laboratorio Dipartimento Analisi e Progettazione Strutturale –– DAPS DAPS –– UniversitUniversitàà di Napoli Federico IIdi Napoli Federico II

Task 8.8Titolo 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).

Task 8.8 Unicas

Task 8.8

Task 8.8

Task 8.8

Task 8.8

Task 8.8

Task 8.8

Task 8.8

Task 8.8

Task 8.8

Task 8.8

Test setup: Test setup: StrumentazioneStrumentazione

4 LVDT lungo le diagonali

1 LVDT ortogonale al pannello

Sistema di acquisizionesimultanea dati:

spostamento e caricoapplicato

Load cell + spherical hinge

As-built panel Strengthened panel

Pannelli rinforzati su 2 lati: Modalità di rottura

Fessurazione diffusa

Fessure locali in corrispondenza delle estremità

No fenomeni di debonding nonostante l’assenza diancoraggi meccanici (alta compatibilità con ilsubstrato)

Confronto Risultati Sperimentali

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5

εh 8| ωεv 8| ω Average diagonal strain

Shea

r stre

ss τ

8MPa

8

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3Shear strain γ [%]

Shea

r stre

ss τ

[MPa

]

Pannelli rinforzati su 1 lato vs Originali Pannelli rinforzati su 2 lati vs Originali

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

-0.5 0 0.5 1 1.5 2

εh ⎯⎫ ⋅εv ⎯⎫ ⋅ Average diagonal strain

Shea

r stre

ss τ

M

Pa

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.4 0.8 1.2 1.6 2Shear strain γ [%]

Shea

r stre

ss τ

[M

Pa]

Pannelli rinforzati con strisce:

modellazione FEM

Schema di Calcolo del pannello

• La zona reagente è funzione del carico

V

NL t⋅

ε 2NL t

σ =⋅

Vy

NL t⋅

mky

m

fE

ε =

2Nt

σβ

=⋅

( )zε

el

Vu

NL t⋅

mky

m

fE

ε =

u Nt

σβ⋅

=⋅

( )zε el

0.003uε =

pl

Modello per il pannello rinforzato

• In questo caso si aggiunge il rinforzo

V

NL t⋅

F

0

2( )N Fd t

σ +=

⋅

ε

Vy

NL t⋅

mky

m

fE

ε =

2( )N Ft

σβ

+=

⋅

( )zε

el

F

Vu

NL t⋅

mky

m

fE

ε =

( )zε el

0.003uε =

pl

( )u N Ft

σβ

+=

⋅

F

Pannelli di Napoli DAPS

Pannelli di Rolla e EPFL

Pannelli Rinforzati - Risultati

δ [mm]

V [kN]

Punto di delaminazione

Rif.: CL3 [21] grigliaC-FRP

0 0.005 0.01 0.015 0.020

50

100

150

200

δ [mm]

V [kN]

Punto di delaminazione

Rif.: VL4 [21] Griglia V-FRP

δ [mm]

V [kN]

Panello non rinforzato

Panello rinforzato

Punto di delaminazione

Rif.: bb[19] C-FRP

0 1 2 3 4 5 0

10

20

30

40

50 V [kN]

δ [mm]

Punto di delaminazione

Rif.: [20] S2-WRAP-G-F-ST

Con G-FRP

δ [mm]

V [kN]

Punto di delaminazione

Rif.: B-T-05-C [22] C-FRP

0 2 4 6 8 100

50

100

150

200 V [kN]

δ [mm]

Rif.: ccc [23] G-FRP

Sistemi di cerchiatura pretensionati in SRP

Sistemi di cerchiatura pretensionati in SRP

Sistemi di cerchiatura pretensionati in SRP

Task 8.9Titolo 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)

Rinforzo di archi con SRP

Rinforzo di archi con SRP

Rinforzo di archi con SRP

Rinforzo di archi con CFRP

Rinforzo di archi con CFRP

Rinforzo di archi con FRP: modelli FEM

Rinforzo di archi con FRP: modelli FEM

Task 8.10Titolo 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)

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