Indagine sulla caratterizzazione della resistenza a trazione di barre in GFRP tramite prova a flessione

In recent years, the application in GFRP bars has become an increasingly common practice in structures, both in the practice of external reinforcement and ad internal reinforcement for concrete elements. It has been demonstrated that their use can improve the corrosion resistance of reinforced concrete structures, in fact, if properly applied in structures can lead to several benefits related to both their cost and their durability. However, this is a technology that is still under study and needs further investigation. This research activity involved the use of a very sophisticated technique, that of DIC (Digital Image Correlation) with the aim of obtaining advantages over more traditional measurement techniques. It was chosen to use this technique in order to obtain the mechanical properties of the material used, through tests on GFRP bars at the Laboratorio Prove del Politecnico di Milano, integrating the values coming from DIC with further data coming from the testing machine. The primary purpose of this research work was therefore to obtain the tensile strength of GFRP bars with full circular section through the bending test, developing first of all a constitutive law, which gives a theoretical reference to the experimental tests carried out. In fact, the equations that allowed to determine the resistance of the bar in GFRP were developed, adopting a non-linear constitutive law. From here displacement and deformation values, obtained from tests carried out with a static three-point and four-point scheme, were then applied to different contexts in order to make reflections on the values of the arrow, the deformation distributions and the resulting neutral axis positions and the resulting curvatures.

Negli anni, l’applicazione di barre in GFRP è diventata una pratica sempre più utilizzata nelle strutture, sia nelle opere di rinforzo esterno che come armatura interna per elementi in calcestruzzo. È stato dimostrato che il loro utilizzo può migliorare la resistenza alla corrosione delle strutture in calcestruzzo armato, infatti se adeguatamente applicate nelle strutture possono portare a diversi benefici legati sia al loro costo quanto alla loro durata nel tempo. È questa però una tecnologia ancora in fase di studio, che necessita di ulteriori indagini. L’attività di ricerca ha previsto l’utilizzo di una tecnica molto sofisticata, ovvero quella della tecnica DIC (Digital Image Correlation) con l’obiettivo di ottenere vantaggi rispetto alle tecniche di misura più tradizionali. È stato scelto di utilizzare tale tecnica in modo da ottenere le proprietà meccaniche del materiale utilizzato, mediante prove su barre in GFRP presso il Laboratorio Prove del Politecnico di Milano, integrando i valori provenienti dalla DIC con ulteriori dati provenienti dalla macchina di prova. Il fine primario di tale lavoro di ricerca è stato quindi quello di ricavare la resistenza a trazione di barre in GFRP a sezione circolare piena attraverso la prova di flessione, sviluppando innanzitutto una legge costitutiva, che da un riferimento teorico alle prove sperimentali effettuate. Sono state infatti sviluppate le equazioni che consentivano di determinare la resistenza della barra in GFRP, adottando una legge costitutiva non lineare. Da qui i valori di spostamento e di deformazione, ricavati da prove eseguite con uno schema statico a tre e a quattro punti, sono stati poi applicati a diversi contesti in modo da poter fare riflessioni sui valori della freccia, sulle distribuzioni delle deformazioni e sulle conseguenti posizioni dell’asse neutro e sulle curvature che ne risultano.