Indagine sperimentale sulla resistenza al taglio di nodi trave-colonna in calcestruzzo armato rinforzati mediante compositi FRCM

This thesis presents the results of an experimental campaign to analyze the contribution of fiber-reinforced cementitious matrix composites (FRCM) for shear reinforcement of reinforced concrete joints. During the laboratory investigation, full-scale one-way beam-column joints in reinforced concrete, which were previously brought to shear failure or damaged by the application of cyclic displacements, were strengthened. An FRCM composite composed of a bi-directional carbon fiber mesh embedded in a two-component cementitious mortar was used for reinforcement. The joints were reinforced differently by applying different layouts of composite material and a different number of layers. Next, they were subjected to cyclic displacement tests with displacements defined at the preliminary stage, like the original joints in the previous experimental campaign, until the joints failed. The test results were studied in terms of energy dissipation capacity, load carrying capacity, stiffness, ductility and equivalent viscous damping ratio but also for the type of failure of the specimen or reinforcement. These parameters were compared with those of the original specimens to analyze and understand the contribution of FRCM materials to the improvement of shear strength in typical reinforced concrete joints in frames present in the national and international area.

Questa tesi presenta i risultati di una campagna sperimentale volta ad analizzare il contributo dei compositi fibrorinforzati a matrice cementizia (FRCM) per il rinforzo a taglio di nodi in calcestruzzo armato. Durante l'indagine in laboratorio sono stati rinforzati nodi trave-colonna monodirezionali in scala reale in calcestruzzo armato che sono stati precedentemente portati a rottura danneggiamento per taglio tramite l'applicazione di spostamenti ciclici. Per il rinforzo è stato utilizzato un composito FRCM costituito da una maglia bi-direzionale in fibre di carbonio annegata in una malta a base cementizia bicomponente. I nodi sono stati rinforzati in maniera differente applicando layout diversi di materiale composito e un numero di strati differente. Successivamente sono stati sottoposti a prove di spostamento cicliche con spostamenti definiti in fase preliminare, come i nodi originali nella precedente campagna sperimentale, fino a rottura del nodo. I risultati delle prove sono stati analizzati in termini di capacità di dissipazione di energia, capacità di carico, rigidità, duttilità e rapporto di smorzamento viscoso equivalente ma anche per il tipo di rottura del provino o del rinforzo. Questi parametri sono stati comparati con quelli dei provini originali per analizzare e comprendere il contributo dei materiali FRCM al miglioramento della resistenza a taglio nei nodi in calcestruzzo armato tipici dei telai presenti sul territorio nazionale e internazionale.