Revisione critica e validazione numerica del procedimento formulato dal fib Bulletin n.90 per il calcolo della freccia di travi in c.a. placcate con materiale composito

This paper deals with the design of reinforced concrete elements reinforced flexibly through the use of reinforcing technologies composed of FRP (Fiber Reinforced Polymers) polymer matrix composites. The two most common reinforcement techniques are the EBR (Externally Bonded Reinforcement) technique and the NSM (Near Surface Mounted) technique, which offer different advantages/disadvantages in terms of strength, anchoring, installation and aesthetics. This document analyses the case study proposed by Luís Correia, José Sena-Cruz, Joaquim Barros, Tommaso D'Antino, Cristina Barris in "Flexural strengthening with NSM FRP strips of a way spanning RC slab", which presents the procedure and calculations for determining the deflection of an unidirectionally reinforced concrete slab using the NSM method following a redevelopment with a change of use, in accordance with the procedure proposed by the Bulletin fib.90. The purpose of this paper is to evaluate the case study document and, through a dedicated program, obtain the curvatures of each section of the beam necessary to achieve a sophisticated analytical approach for calculating the deflection of a uniformly loaded element. This program examines the behaviour of heterogeneous sections, with linear elastic behaviour reinforcement and non-linear viscoelastic behaviour concrete. The sectional response was used to construct a refined mathematical procedure based on the behaviour of a Euler-Bernoulli beam that models the long-term load history and the finite-difference mathematical procedure. This analytical approach also considers the actual behaviour of cracked sections caused by the phenomenon of tension stiffening according to what is discussed in Eurocode 2. Finally, some considerations are made on the data obtained through the two calculation processes and on the phenomenon of shrinkage which is not dealt with in the Bulletin fib.90.

Questo elaborato tratta la progettazione di elementi in calcestruzzo armato rinforzati flessionalmente tramite l’utilizzo di tecnologie di rinforzo composti da materiali compositi a matrice polimerica FRP (Fiber Reinforced Polymers). Le due tecniche di rinforzo più comuni sono la tecnica EBR (Externally Bonded Reinforcement) e la tecnica NSM (Near Surface Mounted), le quali offrono differenti vantaggi/svantaggi in termine di resistenza, ancoraggio, messa in opera ed estetica. Questo documento analizza il caso di studio proposto da Luís Correia, José Sena-Cruz, Joaquim Barros, Tommaso D'Antino, Cristina Barris in “Flexural strengthening with NSM FRP strips of a one-way spanning RC slab”, il quale presenta la procedura e i calcoli per la determinazione della freccia di una soletta in calcestruzzo armato rinforzata unidirezionalmente con metodo NSM a seguito di una riqualificazione con cambio di destinazione d’uso, in accordo al procedimento proposto dal Bollettino fib n.90. Lo scopo di questo elaborato è quello di valutare il documento caso di studio e, attraverso un programma dedicato, ottenere le curvature di ogni sezione della trave necessarie per realizzare un sofisticato approccio analitico per il calcolo della freccia di un elemento caricato uniformemente. Tale programma esamina il comportamento di sezioni eterogenee, con armatura a comportamento elastico lineare e calcestruzzo a comportamento viscoelastico non lineare. La risposta sezionale è stata utilizzata per costruire un procedimento matematico raffinato fondato sul comportamento di una trave alla Eulero-Bernoulli che modella la storia di carico a lungo termine e sul procedimento matematico alle differenze finite. Tale approccio analitico considera anche il comportamento effettivo delle sezioni fessurate causato dal fenomeno del tension stiffening in accordo a quanto viene discusso nell’Eurocodice 2. Infine, vengono fatte delle considerazioni sui dati ottenuti tramite i due processi di calcolo e sul fenomeno del ritiro che nel Bollettino fib n.90 non viene trattato.