The following thesis analyzes the shear reinforcement of R.C. beams, with FRP composite materials. In the first part of the thesis, chapter 1 and 2, the shear reinforcement with innovative fiber-reinforced materials and all the phases related to it are studied, including the production techniques, the constitutive relation of those materials and its mechanical behavior ; to arrive at the definition of the design shear strengtheness of the FRP (Fiber Reinforced Polymer) and the design of the shear reinforcement with these materials. It was necessary to define the mechanism of the shear of reinforced concrete beams. Developed in chapter 3, from the definition of the shear stress, acting on reinforced beams for flexural stress only , and how this has importance in the design of structures. Going into detail, in chapter 3.1, we study the interactions existing between all the components that make up the structural element and the contributions they provide, in terms of resistance; it analyzes how the stresses between shear and moment are linked to each other and how they interact to maintain balance. In a second phase, (chapter 4) we move on to the calculation of the shear reinforcements, based on Mörsch's truss analogy model. Subsequently, in chapter 5, we focus on resistant mechanisms into the shear-stregthened beam; in particular, contributions supplied by shear reinforcement (ch.5.1) and concrete (ch.5.2). The importance of the sliding force acting on the beam is also studied, and how, during the design phase, it is possible to intervene in avoiding the slipping off of the longitudinal reinforcements (chapter 5.3), caused by shear cracking. In chapter 6, we arrive at the general considerations on the reinforcement of R.C. beams. At the end, into the 6th chapter, general considerations of shear strengtheness are argued, and how we can provide to avoid a brittle collapse. Finally, in chapter 7, we come to the study of the design criteria of shear reinforcement with FRP materials, according to current regulations; considering the different possible application techniques of the reinforcing material and the laying methods.

Nella seguente tesi si analizza il rinforzo a taglio delle travi in c.a. con materiali compositi FRP. Nella prima parte della tesi, capitolo 1 e 2, viene studiato il rinforzo a taglio con materiali innovativi fibrorinforzati e tutte le fasi ad esso legate, compresi i materiali costituenti, le tecniche di produzione, il legame costitutivo di questo materiale e il suo comportamento meccanico; per arrivare alla definizione della resistenza di progetto dell’FRP (Fiber Reinforced Polymer) e alla progettazione stessa del rinforzo a taglio con questi materiali. È stato necessario definire il meccanismo del taglio di travi in c.a. sviluppato nel capitolo 3, dalla definizione della sollecitazione di taglio, agente su travi armate solamente a flessione, e come questa abbia importanza nella progettazione delle strutture. Entrando nel dettaglio, nel capitolo 3.1, si studiano le interazioni esistenti tra tutti i componenti che costituiscono l’elemento strutturale ed i contributi da essi forniti, in termini di resistenza; si analizza come le sollecitazioni tra taglio e momento siano tra di loro legati e come queste interagiscono per mantenere l’equilibrio. In una seconda fase, (capitolo 4) si passa al calcolo delle armature a taglio, basandosi sul modello di traliccio resistente di Mörsch. Successivamente, nel capitolo 5, ci si sofferma sui meccanismi resistenti all’interno di una trave armata a taglio, studiando le resistenze fornite dalle armature di parete (capitolo 5.1) e dal calcestruzzo compresso (capitolo 5.2); si studia, inoltre, l’importanza della forza di scorrimento agente sulla trave, e come si può intervenire, durante la fase progettuale, nell’evitare lo sfilamento delle armature longitudinali (capitolo 5.3), provocato dalla fessurazione da taglio. Si arriva, nel capitolo 6, alle considerazioni generali sul rinforzo delle travi in c.a. tramite la staffatura della stessa, e come questa serva a scongiurare un collasso fragile. Infine, nel capitolo 7, si giunge allo studio dei criteri di progettazione del rinforzo a taglio con i materiali FRP, secondo le normative vigenti; considerando le diverse tecniche di applicazione possibili del materiale di rinforzo e le metodologie di posa.

Problematica del taglio nel c.a. e rinforzo con materiali FRP

HORSZCZARUK, ADA MARIA
2019/2020

Abstract

The following thesis analyzes the shear reinforcement of R.C. beams, with FRP composite materials. In the first part of the thesis, chapter 1 and 2, the shear reinforcement with innovative fiber-reinforced materials and all the phases related to it are studied, including the production techniques, the constitutive relation of those materials and its mechanical behavior ; to arrive at the definition of the design shear strengtheness of the FRP (Fiber Reinforced Polymer) and the design of the shear reinforcement with these materials. It was necessary to define the mechanism of the shear of reinforced concrete beams. Developed in chapter 3, from the definition of the shear stress, acting on reinforced beams for flexural stress only , and how this has importance in the design of structures. Going into detail, in chapter 3.1, we study the interactions existing between all the components that make up the structural element and the contributions they provide, in terms of resistance; it analyzes how the stresses between shear and moment are linked to each other and how they interact to maintain balance. In a second phase, (chapter 4) we move on to the calculation of the shear reinforcements, based on Mörsch's truss analogy model. Subsequently, in chapter 5, we focus on resistant mechanisms into the shear-stregthened beam; in particular, contributions supplied by shear reinforcement (ch.5.1) and concrete (ch.5.2). The importance of the sliding force acting on the beam is also studied, and how, during the design phase, it is possible to intervene in avoiding the slipping off of the longitudinal reinforcements (chapter 5.3), caused by shear cracking. In chapter 6, we arrive at the general considerations on the reinforcement of R.C. beams. At the end, into the 6th chapter, general considerations of shear strengtheness are argued, and how we can provide to avoid a brittle collapse. Finally, in chapter 7, we come to the study of the design criteria of shear reinforcement with FRP materials, according to current regulations; considering the different possible application techniques of the reinforcing material and the laying methods.
2019
2021-02-24
The problem of shear in R.C. and strengthening with FRP
Nella seguente tesi si analizza il rinforzo a taglio delle travi in c.a. con materiali compositi FRP. Nella prima parte della tesi, capitolo 1 e 2, viene studiato il rinforzo a taglio con materiali innovativi fibrorinforzati e tutte le fasi ad esso legate, compresi i materiali costituenti, le tecniche di produzione, il legame costitutivo di questo materiale e il suo comportamento meccanico; per arrivare alla definizione della resistenza di progetto dell’FRP (Fiber Reinforced Polymer) e alla progettazione stessa del rinforzo a taglio con questi materiali. È stato necessario definire il meccanismo del taglio di travi in c.a. sviluppato nel capitolo 3, dalla definizione della sollecitazione di taglio, agente su travi armate solamente a flessione, e come questa abbia importanza nella progettazione delle strutture. Entrando nel dettaglio, nel capitolo 3.1, si studiano le interazioni esistenti tra tutti i componenti che costituiscono l’elemento strutturale ed i contributi da essi forniti, in termini di resistenza; si analizza come le sollecitazioni tra taglio e momento siano tra di loro legati e come queste interagiscono per mantenere l’equilibrio. In una seconda fase, (capitolo 4) si passa al calcolo delle armature a taglio, basandosi sul modello di traliccio resistente di Mörsch. Successivamente, nel capitolo 5, ci si sofferma sui meccanismi resistenti all’interno di una trave armata a taglio, studiando le resistenze fornite dalle armature di parete (capitolo 5.1) e dal calcestruzzo compresso (capitolo 5.2); si studia, inoltre, l’importanza della forza di scorrimento agente sulla trave, e come si può intervenire, durante la fase progettuale, nell’evitare lo sfilamento delle armature longitudinali (capitolo 5.3), provocato dalla fessurazione da taglio. Si arriva, nel capitolo 6, alle considerazioni generali sul rinforzo delle travi in c.a. tramite la staffatura della stessa, e come questa serva a scongiurare un collasso fragile. Infine, nel capitolo 7, si giunge allo studio dei criteri di progettazione del rinforzo a taglio con i materiali FRP, secondo le normative vigenti; considerando le diverse tecniche di applicazione possibili del materiale di rinforzo e le metodologie di posa.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.12075/2163