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Colonne in scala reale in c.a. confinate con FRP: Indagine sperimentale e modellazione analitica Fabio Nardone Università degli Studi “Federico II” di Napoli Dottorato di Ricerca in Rischio Sismico Ph.D. Candidate XXII ciclo ciclo Prof. Gaetano Manfredi Tutor Prof. Antonio Nanni Prof. Andrea Prota Co-Tutor Prof. Aldo Zollo Coordinator

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Colonne in scala reale in c.a. confinate con FRP:

Indagine sperimentale e modellazione analitica

Fabio Nardone

Università degli Studi “Federico II” di NapoliDottorato di Ricerca in Rischio Sismico

Ph.D. Candidate

XXII ciclo ciclo

Prof. Gaetano Manfredi Tutor

Prof. Antonio Nanni

Prof. Andrea Prota Co-Tutor

Prof. Aldo Zollo Coordinator

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Un numero elevato di strutture in cemento armato realizzate nei primi decenni del secolo scorso, palesano notevoli carenze strutturali, quali:

basso valore della resistenza a compressione del calcestruzzo; carenza di un’adeguata armatura trasversale (numero e/o passo delle

staffe); duttilità della sezione e dell’intera struttura limitata.

Fabio Nardone

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Tali carenze si traducono in caratteristiche di resistenza e duttilità inadeguate alle funzioni che i singoli elementi strutturali sono chiamati a svolgere, e sono ancora più gravi per le strutture progettate in assenza di una normativa sismica.

Fabio NardoneSisma Abruzzo 6 Aprile 2009

Colonne a sezione quadrata Colonne a sezione rettangolare Colonne a sezione rettangolare allungata

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

I ponti rappresentano un elemento cruciale del sistema delle infrastrutture.

Fabio Nardone

Nel caso di un evento sismico:

Danni ingenti diretti:

Vittime umane,

Costi di riparazione/ricostruzione, …

Danni ingenti indiretti:

Interruzione dei trasporti e delle vie di comunicazione,

Intralcio alle operazioni di soccorso, etc…

PontiPonti

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

PontiPontiAutostrade S.p.a:

~5600 km

~3000 ponti di cui

1/3 simply supported

Maggior parte 1960-1970.

1960’s 2000’s

Il parco veicolare circolante è fortemente mutato….

La ca

rreggia

ta si

allarg

a

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Le pile da ponteLe pile da ponte

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Le pile cave sono realizzate in zone ad alto rischio sismico e dove l’orografia richiede infrastrutture a rilevanti altezze dal suolo

Viadotto realizzato con pile cave Viadotto realizzato con pile cave circolari (Italiacircolari (Italia))

Viadotto realizzato con pile cave Viadotto realizzato con pile cave rettangolari (Svizzera)rettangolari (Svizzera)

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Le pile da ponte cave resistono a taglio e momento elevati: riducendo

Il peso proprio (fino al 70%); La sollecitazione in fondazione; La massa partecipante nella risposta sismica.

incrementando L’efficienza strutturale in termini di rapporto resistenza-

massa e rigidezza-massa

Sezioni Rettangolari Cave

Nelle sezioni rettangolari cave non si sviluppano nelle pareti Nelle sezioni rettangolari cave non si sviluppano nelle pareti le stesse tensioni che si sviluppano nelle sezioni circolarile stesse tensioni che si sviluppano nelle sezioni circolari

Minor confinamento per il calcestruzzoMinor confinamento per il calcestruzzo

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Evidenze sperimentali hanno mostrato che gli FRP possono confinare efficacemente il calcestruzzo incrementando la incrementando la duttilitàduttilità e in parte la resistenza flessionale.

L’incremento di rinforzo nella direzione trasversale incrementa anche la resistenza a taglio

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

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IntroduzioneIntroduzione

Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Autori Lato corto,

b [cm]

Lato lungo, h, [cm]

Fattore di forma

Altezza, H[cm]

Numero di prove of tests

Tipo di fibre

Rocca et al., 2008 33 33 1.0 58 2 CFRP

33 33 1.0 117 2 CFRP

32 64 2.0 117 2 CFRP

46 46 1.0 117 2 CFRP

64 64 1.0 117 2 CFRP

64 127 2.0 226 1 CFRP

91 91 1.0 168 1 CFRP

Youssef, 2003 25 38 1.5 66 1 CFRP

38 38 1.0 66 1 CFRP

Carey and Harries, 2003 54 54 1.0 132 1 CFRP

Lam and Teng, 2003 15 15 1.0 51 10 CFRP

15 23 1.5 51 2 CFRP

Chaallal et al., 2003 13 13 1.0 25 8 CFRP

11 17 1.5 25 8 CFRP

10 19 1.9 25 8 CFRP

Shehata et al., 2002 15 15 1.0 25 4 CFRP

9 19 2.1 25 4 CFRP

Wang and Restrepo, 2001 30 30 1.0 76 1 GFRP

30 20 1.5 76 1 GFRP

Parvin and Wang, 2001 11 11 1.0 25 2 CFRP

Pessiki et al, 2001 15 15 1.0 50 2 CFRP

Suter and Pinzelli, 2001 15 15 1.0 25 8 AFRP

15 15 1.0 25 4 CFRP

15 15 1.0 25 5 GFRP

Rochette and Labossiere, 2000 15 15 1.0 41 11 CFRP

15 15 1.0 41 10 AFRP

15 15 1.3 41 4 CFRP

Kestner et al., 1997 46 46 1.0 150 1 CFRP

46 46 1.0 150 1 GFRP

Demers and Neale, 1994 15 15 1.0 43 2 GFRP

15 15 1.0 34 3 CFRP

Nardone et al. 2009Campagna sperimentale unica al mondo:

Costi: circa 200 000 $

Macchina di prova:550 ton

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Codice provino

Sezione trasversale

Rinforzo interno

Coeff. forma

Coeff. volumetrico

Fibra N° strati

S-1 1.0 1.0 - -

S-1-5GA 1.0 1.0 VETRO “A”

5

S-1-2GB 1.0 1.0 VETRO “B”

2

S-1-8H

0.61x0.61m2

1.0 1.0 BASALTO 8

R-1 1.45 1.0 - -

R-1-5GA 1.45 1.0 VETRO “A”

5

R-1-8H

0.51x0.74m2

825 longitudinali

staffe 13/40”

1.45 1.0 BASALTO 8

R-0.5 1.43 0.5 - -

R-0.5-5GA 1.43 0.5 VETRO “A”

5

R-0.5-2GB 1.43 0.5 VETRO “B”

2

R-0.5-5GB 1.43 0.5 VETRO “B”

5

R-0.5-8H

0.36x0.51m2

425 longitudinali

staffe 13/36”

1.43 0.5 BASALTO 8

HR-0.6 1.45 0.6 - -

HR-0.6-5GA 1.45 0.6 VETRO “A”

5

HR-0.6-8GA 0..51x0.74m2

825 longitudinali

staffe 13/40” 1.45 0.6 VETRO

“A” 8

WL-1 2.93 1.0 - -

WL-1-5GA 2.93 1.0 VETRO “A”

5

WL-1-8GA

0.36x1.04m2

825 longitudinali

staffe 13/36” 2.93 1.0 VETRO

“A” 8

Col

onn

e a

sezi

one

quad

rata

Col

onn

e a

sezi

one

rett

ango

lare

Col

onn

e a

sezi

one

ret

tan

gola

re a

llu

nga

ta

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

ACI 318-63 (1999)

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

ACI 318-63 (1999)

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Prove cicliche a compressione centrata in controllo di spostamento 0.15mm/min.

Realizzazione dei provini…

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Caratteristiche meccaniche materiali impiegati

Codice provino

Tipo di campione di calcestruzzo

Numero di ripetizioni

Resistenza media [Mpa]

Deviazione standard

[MPa]

S-1 Cilindro 150, h=305 6 37.3 2.5

S-1-5GA Cilindro 150, h=305 3 48.6 4.4

S-1-2GB Carota 95, h=190 3 37.1 5.3

S-1-8H Cilindro 150, h=305 3 44.4 1.0

R-1 Cilindro 150, h=305 3 47.9 1.2

R-1-5GA Carota 95, h=190 3 56.4 5.2

R-1-8H Carota 95, h=190 3 47.6 1.8

R-0.5 Cilindro 100, h=200 3 34.7 0.6

R-0.5-5GA Cilindro 100, h=200 3 53.8 1.4

R-0.5-2GB Cilindro 100, h=200 6 46.4 4.9

R-0.5-5GB Cilindro 100, h=200 6 49.7 3.3

R-0.5-8H Cilindro 100, h=200 3 46.8 1.8

HR-0.6 Cilindro 100, h=200 3 43.5 0.5

HR-0.6-5GA Carota 95, h=190 3 44.8 7.2

HR-0.6-8GA Carota 95, h=190 3 45.9 4.1

WL-1 Cilindro 100, h=200 3 55.4 1.8

WL-1-5GA Carota 95, h=190 3 47.9 3.0

WL-1-8GA Carota 95, h=190 3 52.1 1.9

AST

M C

39

Acciaio

Calcestruzzo Grade 60

fsy=414 MPa

Es=200 GPa

Proprietà delle fibre

GFRP tipo A

GFRP tipo B

BFRP

Tipo di fibra Vetro Vetro Basalto – Vetro

Percentuale in volume

100% 100% 33.3% –66.6%

Modulo elastico (GPa)

77 72 89 – 77

Resistenza a trazione (MPa)

3400 3240 4840 – 3400

Allungamento a trazione (%)

4.7 4.5 3.15 – 4.7

Proprietà dei tessuti

GFRP tipo A

GFRP tipo B

BFRP

Spessore (mm) 0.24 [0.48] 0.58 [1.27]

0.12 [0.28]

Grammatura (g/m2) 600 295 320

FRP

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Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Smussatura degli spigoli

Fasi applicative del sistema di rinforzo

Applicazione del primer

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Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Fasi applicative del sistema di rinforzo

Applicazione del GFRP

Applicazione del BFRP

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Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Fasi applicative del sistema di rinforzo

Applicazione di CFRP in corrispondenza delle estremità dei provini

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Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Strumneti di misura

Trasduttori verticali Trasduttori orizzontali Volume di controllo

Estensimetri sulle staffe Estensimetri sulle barre longitudinali

Estensimetri sulle supeficie esterna

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Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Modalità di crisi delle colonne non confinate

La crisi delle colonne è stata di tipo fragile con espulsione del copriferro a seguito dell’instabilizzazione delle barre longituinali compresse

Crisi Provino S-1

Crisi Provino WL-1

Crisi Provino R-0.5

Crisi Provino HR-0.6 Crisi Provino R-1

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Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

iModalità di crisi delle colonne confinateLa crisi delle colonne è stata di tipo duttile grazie al contributo del confinamento che ha evitato che l’instabilizzazione delle barre compresse causasse una crisi fragile

Fabio Nardone

Malta livellante

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Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

iModalità di crisi delle colonne confinateLa crisi delle colonne è stata di tipo duttile grazie al contributo del confinamento che ha evitato che l’instabilizzazione delle barre compresse causasse una crisi fragile

Fabio Nardone

Malta livellante

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Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Diagramma carico-deformazioni assiali e orizzontali

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Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Diagramma carico-deformazioni assiali e orizzontali

0

0,25

0,5

0,75

1

0,000% 0,100% 0,200% 0,300% 0,400% 0,500% 0,600% 0,700% 0,800% 0,900% 1,000%

AXIAL STRAIN

NO

RM

AL

IZE

D A

XIA

L L

OA

D

S-1

S-1-5GA

S-1-8H

S-1-2GB

S-1-8H

S-1-5GA

S-1

S-1-2GB

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1

0,00% 0,10% 0,20% 0,30% 0,40% 0,50% 0,60%

AVERAGE STRAIN

NO

RM

AL

IZE

D A

XIA

L L

OA

D

R-1

R-1-8H

R-1-8HR-1

0

0,25

0,5

0,75

1

0,00% 0,10% 0,20% 0,30% 0,40% 0,50% 0,60% 0,70% 0,80% 0,90% 1,00%

AVERAGE STRAIN

NO

RM

AL

IZE

D A

XIA

L L

OA

D

R-0,5

R-0,5-5GA

R-0,5-5GB

R-0,5-8H

R-0,5-2GB

R-0,5-5GB

R-0,5-8H

R-0,5

R-0,5-5GAR-0,5-2GB

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0,00% 0,05% 0,10% 0,15% 0,20% 0,25% 0,30% 0,35% 0,40%

AVERAGE STRAIN

NO

RM

AL

IZE

D A

XIA

L L

OA

D

HR-0,6

HR-0,6-8GA

HR-0,6-5GA

HR-0,6

HR-0,6-8GA

HR-0,6-5GA

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0,00% 0,10% 0,20% 0,30% 0,40% 0,50% 0,60% 0,70% 0,80% 0,90% 1,00%

AVERAGE STRAIN

NO

RM

AL

IZE

D A

XIA

L L

OA

D

WL-1

WL-1-5GA

WL-1-8GA

WL-1

WL-1-5GA

WL-1-8GA

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Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Codice provino

fc [Mpa

]

Fc,max [kN]

c,max[MPa]

c,max/fc c,max/cc,max

c,max[mm]

c,ult[mm]

c,ult/c,max

S-1 37.3 12536 29.6 0.794 - 5.90 7.00 1.19

S-1-5GA 48.6 17818 43.8 0.901 1.14 6.67 7.28 1.09

S-1-2GB 37.1 13001 30.8 0.831 1.05 8.27 15.21 1.84

S-1-8H 47.2 15594 37.8 0.852 1.07 7.39 28.28 3.83

R-1 47.9 16541 42.1 0.878 - 7.02 7.84 1.12

R-1-5GA 56.4 17562 44.8 0.795 - 6.01 - -

R-1-8H 47.6 17033 43.4 0.913 1.04 8.84 14.74 1.67

R-0.5 34.7 5516 26.4 0.761 - 7.84 8.44 1.08

R-0.5-5GA 53.8 8656 43.8 0.814 1.07 7.98 15.60 1.95

R-0.5-2GB 46.4 7113 35.2 0.759 1.00 5.47 16.83 3.08

R-0.5-5GB 49.7 8735 44.2 0.889 1.17 7.61 29.25 3.84

R-0.5-8H 46.8 7972 40.0 0.855 1.12 7.63 27.37 3.59

HR-0.6 43.5 8006 30.3 0.697 - 5.54 5.85 1.05

HR-0.6-5GA 44.8 8432 32.2 0.719 1.02 5.47 11.95 2.18

HR-0.6-8GA 45.9 9222 35.6 0.775 1.09 5.20 10.68 2.06

WL-1 55.4 1706341.9 0.757

7.678.19

1.07

WL-1-5GA 47.9 14578 35.2 0.736 0.97 9.22 26.28 2.85

WL-1-8GA 52.1 15927 38.9 0.746 0.99 7.76 25.13 3.24

Fabio Nardone

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

0 layers 5 layers 8 layers

Ulti

mat

e ad

imen

sion

al a

xial

load

Aspect ratio=2.63

Aspect ratio=1

Aspect ratio=1.43

Aspect ratio=1.45

0,00%

0,20%

0,40%

0,60%

0,80%

1,00%

1,20%

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Number of layers

Axi

al A

trai

n

Aspect ratio=1

Aspect ratio (hollow)=1.45

Aspect ratio=1.43

Aspect Ratio=2.93

0%

2%

4%

6%

8%

10%

12%

14%

16%

0 2 4 6 8 10Numero di strati di FRP

Incr

emen

to d

i res

iste

nza

del

cal

cest

ruzz

o

Aspect ratio=1.43

Aspect ratio=1

Aspect ratio(hollow)=1.45

Aspect ratio=1.45

Fabio Nardone

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Confronto teorico-sperimentaleConfronto teorico-sperimentaleModelli per le sezioni prismaticheModelli per le sezioni prismatiche

Fabio Nardone

Lam e Teng 20032 2j FRP j

l

t E tf

d d

'

1 1' '0 0

1cc ls

c c

f fk k

f f 2 2d h b

2

1e

sc

Abk

h A

1 0.33k

Mirmiran et al. 1998 2 2j FRP jl

t E tf

D D

'

' '0 0

1cc ll

c c

f fk

f f

2 cs

Rk

D max ,d b h

Campione e Miraglia 20032 r

ld

tff

b

2

22 2

22 2

24 2

4 3

44

d d

e

d

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b r

''

' '0 0

1 lccl

c c

ffk

f f 2 2 2

12 2r u i i

d

rf f k k

b

Wang e Restrepo 2001 ' 'cc c cf k f

1 2ck 1 ' '1.25 1.8 1 7.94 1.6 1l l

c c

F F

f f

2

2 '1.4 0.6 0.8 1l l l

l l c

f f F

F F f

Kumutha et al. 20072

2frp frp

l frp

ftf f

D

0 0

1 0.93cc l

c c

f f

f f

Wu e Wang 20092 2frp frp frp

l

f t E tf

b D

0.96'0.73

' '0 0

1 2.23cc l

c c

f f

f f

Lignola et al. 2009 2 2frp frp frpl

f t E tf

h h

2 3' ' '

' ' ' '1 1.42 1.40 0.30cc l l l

c c c c

f f f f

f f f f

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

''

.

''

''

00

..

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/

ccc

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ff

Fabio Nardone

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

''

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''

''

00

..

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/

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ff

Fabio Nardone

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2 ; 2j jjx jy

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t t

0 0 ;j p t t pu j t pu

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f E se oppure f se

f E oppure f f

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

La deformazione media in corrispondenza del carico di picco è in media del 0.25%

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Confronto teorico-sperimentaleConfronto teorico-sperimentaleModelli per le sezioni rettangolari allungateModelli per le sezioni rettangolari allungate

Fabio Nardone

Lignola et al. 2009 2 2frp frp frpl

f t E tf

h h

2 3' ' '

' ' ' '1 1.42 1.40 0.30cc l l l

c c c c

f f f f

f f f f

Maalej et al. 2001 0 0 90 90( )yt a la a la ala

st a

f E N E N tf

E R

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c

A Ak

A

,la e e laf k f

ftf al carico di picco

' 'cc c cf k f

Tan et al. 2001

2 2

16 1

jx jy

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w wk

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2 2 /lx p e tff t b k f 2 2 /lx p e tff t h k f

1 2ck 1 ' '1.25 1.8 1 7.94 1.6 1lx lx

c c

f f

f f

2

2 '1.4 0.6 0.8 1ly ly lx

lx lx c

f f f

f f f

Model IModel II

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Confronto teorico-sperimentaleConfronto teorico-sperimentale

Fabio Nardone

Modelli per le sezioni circolari caveModelli per le sezioni circolari cave

Lignola et al. 2009

' '2 21

f el

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E t Rf

R R

2 3 4 5 6' ' ' ' ' '

' ' ' ' ' ' '0 0 0 0 0 0 0

1 2.3644 7.7246 15.832 18.447 10.932 2.6128cc l l l l l l

c c c c c c c

f f f f f f f

f f f f f f f

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R R

Adattandolo alle sezioni rettangolari cave…Adattandolo alle sezioni rettangolari cave…

Re

Ri

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

''

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''

00

..

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/

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Fabio Nardone

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

''

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''

''

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..

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/

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ff

Fabio Nardone

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

S-1-5GA S-1-2GB S-1-8H R-0.5-5GA R-0.5-2GB R-0.5-5GB R-0.5-8H R-1-8H HR-0.6-5GAHR-0.6-8GAWL-1-5GAWL-1-8GAMirmiran et al. 0,93 1,02 1,03 1,06 1,14 1,07 0,98 1,02Campione et al. 0,92 1,00 1,02Lam et al. 1,10 1,24 1,15 1,09 1,11 1,07 0,99 1,03Kumutha et al. 1,11 1,26 1,16 1,26 1,35 1,54 1,09 1,11Wu et al. 0,94 1,03 1,03 1,07 1,16 1,16 0,98 1,01Wang et al. 0,92 1,00 1,03 0,99 1,05 0,96 0,94 0,99Lignola et al. 1,14 1,27 1,20 1,29 1,39 1,09 1,16 1,18 1,72 1,78 1,40 1,39Tan (Model1) 1,07 2,08Tan (Model2) 2,00 2,11Maalej 1,02 1,02

RAPPORTO TRA INCREMENTO TEORICO E SPERIMENTALE

S-1-5GA S-1-2GB S-1-8H R-0.5-5GA R-0.5-2GB R-0.5-5GB R-0.5-8H R-1-8H HR-0.6-5GAHR-0.6-8GAWL-1-5GAWL-1-8GAMirmiran et al. 0,89 0,96 1,00 0,95 1,02 0,88 0,91 0,97Campione et al. 0,88 0,96 0,99Lam et al. 0,89 0,97 1,00 0,94 1,01 0,87 0,90 0,97Kumutha et al. 0,89 0,97 1,00 0,95 1,02 0,89 0,91 0,98Wu et al. 0,88 0,96 0,99 0,94 1,01 0,87 0,90 0,97Wang et al. 0,92 1,00 1,03 0,99 1,05 0,96 0,94 0,99Lignola et al. 0,90 0,98 1,01 0,97 1,03 0,92 0,92 0,99 1,03 0,99 1,05 1,06Tan (Model1) 1,18 1,24Tan (Model2) 1,13 1,17Maalej 1,02 1,02

RAPPORTO TRA INCREMENTO TEORICO E SPERIMENTALE

…utilizzando la deformazione ultima a rottura del FRP

…utilizzando come deformazione del FRP quella in corrispondenza del carico massimo

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

…utilizzando la deformazione ultima a rottura del FRP

…utilizzando come deformazione del FRP quella in corrispondenza del carico massimo

Min Max media deviazione standardS-1-5GA S-1-2GB S-1-8H R-0.5-5GA R-0.5-2GB R-0.5-5GB R-0.5-8H R-1-8H HR-0.6-5GAHR-0.6-8GAWL-1-5GAWL-1-8GA

Mirmiran et al. -6,87% 2,29% 3,38% 5,53% 14,37% 7,01% -1,95% 1,50% 1,5% 14,4% 4,5% 1,3%Campione et al. -8,35% 0,18% 1,68% 0,2% -8,4% 1,7% 0,4%Lam et al. 10,11% 24,37% 14,91% 8,74% 10,74% 6,56% -1,26% 2,82% -1,3% 24,4% 9,4% 3,7%Kumutha et al. 11,10% 25,67% 15,62% 25,60% 34,52% 53,92% 9,48% 11,40% 9,5% 53,9% 20,6% 16,1%Wu et al. -6,20% 2,94% 3,30% 7,11% 15,80% 15,61% -2,16% 1,40% 1,4% 15,8% 4,7% 2,4%Wang et al. -8,07% 0,43% 2,98% -1,43% 5,14% -3,85% -6,46% -0,53% 0,4% -8,1% 3,4% 0,6%Lignola et al. 14,08% 27,28% 20,04% 28,73% 39,05% 9,09% 15,89% 18,45% 71,59% 77,61% 40,12% 38,69% 9,1% 39,0% 19,2% 6,5%Tan (Model1) 6,67% 100,49% 53,6% 0,0%Tan (Model2) 100,37% 102,78% 101,6% 44,0%Maalej 1,61% 2,37% 2,0% 0,0%

VARIAZIONE PERCENTUALE DELL' INCREMENTO TEORICO RISPETTO A QUELLO SPERIMENTALE

Min Max media deviazione standardS-1-5GA S-1-2GB S-1-8H R-0.5-5GA R-0.5-2GB R-0.5-5GB R-0.5-8H R-1-8H HR-0.6-5GAHR-0.6-8GAWL-1-5GAWL-1-8GA

Mirmiran et al. -11,29% -3,53% -0,16% -4,88% 1,67% -11,63% -9,46% -2,76% -0,2% -11,6% 4,2% 1,4%Campione et al. -11,73% -4,19% -0,67% -0,7% -11,7% 4,2% 0,6%Lam et al. -10,81% -2,74% 0,35% -5,64% 0,61% -13,30% -10,22% -3,14% 0,3% -13,3% 4,4% 1,7%Kumutha et al. -10,76% -2,66% 0,40% -4,64% 1,55% -10,67% -9,37% -2,35% 0,4% -10,8% 3,6% 1,3%Wu et al. -11,59% -3,97% -0,51% -5,64% 0,89% -12,59% -10,22% -3,22% -0,5% -12,6% 4,8% 1,6%Wang et al. -8,07% 0,43% 2,98% -1,43% 5,14% -3,85% -6,46% -0,53% 0,4% -8,1% 3,4% 0,6%Lignola et al. -10,18% -1,76% 1,04% -3,20% 2,78% -7,57% -8,14% -1,27% 3,45% -0,88% 4,56% 6,07% 1,0% -10,2% 3,0% 0,9%Tan (Model1) 18,10% 24,29% 21,2% 0,2%Tan (Model2) 12,53% 17,24% 14,9% 0,1%Maalej 1,61% 2,37% 2,0% 0,0%

VARIAZIONE PERCENTUALE DELL' INCREMENTO TEORICO RISPETTO A QUELLO SPERIMENTALE

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Modelli utilizzati e limitazioni delle linee guida internazionali…

Mentre le linee guida italiane… CNR DT-200/2004/ 2;

, 900

h b

b h mm

…solo il fib non pone limiti su aspect ratio e dimensione massima dei lati!!

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Modelli proposti dalle linee guida per le sezioni rettangolari…

2/3'

1 2.6ccd l

cd cd

f f

f f

'l eff lf k f

'l eff l H V lf k f k k f

, min ;0.004a fufd rid

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'

12 min ,

fv

pk

b d

,

,1

2 max ,f fd rid f

l f f fd rid f

E tf E t

b d

CNR DT-200/2004

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

''

.

''

''

00

..

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//

/

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ff

ff

Fabio Nardone

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Introduzione Campagna sperimentale

Confronto teorico-sperimentale

Confronto nomativo-

sperimentale

Proposte e Conclusion

i

Fabio Nardone

Comportamento delle colonne sperimentate:Comportamento delle colonne sperimentate:

• Effetti benefici del confinamento con FRP:Effetti benefici del confinamento con FRP:

Il confinamento ritarda l’instabilità delle barre longitudinali compresse;Il confinamento ritarda l’instabilità delle barre longitudinali compresse;

Incrementa di molto la duttilità (anche 400%);Incrementa di molto la duttilità (anche 400%);

Incrementa la resistenza in maniera pressochè trascurabile all’aumentare Incrementa la resistenza in maniera pressochè trascurabile all’aumentare dell’aspect ratio;dell’aspect ratio;

Per il calcolo della resistenza massima del cls confinato:Per il calcolo della resistenza massima del cls confinato:

• si propone l’utilizzo della deformazione efficace del FRP in luogo di quella ultima;si propone l’utilizzo della deformazione efficace del FRP in luogo di quella ultima;

Per le sezioni rettangolari cave:Per le sezioni rettangolari cave:

• estensione del modello di Lignola et al.2009estensione del modello di Lignola et al.2009

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Grazie per l’attenzione.Grazie per l’attenzione.