Elementi curvi in muratura rinforzati con nastri in FRP: analisi dell'aderenza

L’utilizzo di materiali compositi fibrorinforzati (FRP) negli interventi di ripristino, consolidamento e miglioramento sismico di edifici in muratura esistenti rappresenta ormai da alcuni anni una soluzione alternativa alle tecniche tradizionali, soprattutto qualora risulti necessario mantenere l’assetto statico originario adottando soluzioni poco invasive e reversibili. Nel caso di applicazione di rinforzi esterni in FRP è fondamentale l’adesione del materiale di rinforzo al substrato esistente. Infatti, le ricerche condotte negli ultimi anni hanno evidenziato come, in molte applicazioni, la perdita di aderenza sia la tipologia di crisi più frequente e che limita l’efficacia della tecnica di rinforzo. Numerosi sono gli studi teorici e sperimentali condotti sull’argomento in riferimento alle strutture in calcestruzzo armato e diverse sono le indicazioni derivanti da codici normativi e linee guida per la progettazione a livello internazionale. Sono, invece, più limitate le ricerche condotte su substrati in muratura [1-6], in considerazione anche della elevata variabilità delle murature esistenti e, di conseguenza, della difficoltà di comparare o estendere i risultati ottenuti in specifiche situazioni. Le uniche indicazioni disponibili per la progettazione degli interventi di rinforzo sono quelle riportate nel documento CNR [7]. I parametri che influenzano il legame d’interfaccia muratura-rinforzo sono diversi: le proprietà del substrato e del sistema di rinforzo, la larghezza del rinforzo, la tecnica di messa in opera, le condizioni ambientali di esercizio. Le ricerche attualmente disponibili relative ai fenomeni di delaminazione dei rinforzi FRP dalla muratura sono, nelle maggior parte dei casi, riferite a superfici di interfaccia piane [1-6]. In questo caso la superficie di interfaccia è essenzialmente soggetta a tensioni tangenziali. In molte applicazioni, i rinforzi FRP vengono invece applicati su superfici curve (intradosso o estradosso di archi, volte, cupole), [8-10]. In questo caso, lo sforzo di trazione nel rinforzo induce sulla superficie di interfaccia, per equilibrio, tensioni normali di trazione o di compressione dipendentemente dalla concavità della superficie stessa (figura 1). Nel caso tipico di rinforzi intradossali di volte, la superficie di interfaccia risulta quindi soggetta, in generale, a tensioni tangenziali e tensioni normali di trazione. Ci si aspetta che la presenza delle tensioni di trazione riduca la resistenza alla delaminazione, rispetto al caso di superficie piana. Nelle linee guida [7] è riportato un semplice approccio progettuale per la valutazione del fenomeno, basato sulla resistenza a trazione dei blocchi costituenti la muratura di supporto. Per il miglioramento delle prestazioni del rinforzo, in termini di adesione con il supporto, possono essere utilizzati connettori meccanici di FRP, con la funzione di intercettare la propagazione della superficie di distacco tra rinforzo e supporto [9-13]. Nel presente lavoro viene presentata un’analisi sperimentale volta ad indagare il 2 comportamento all’interfaccia di elementi curvi in muratura rinforzati con nastri in carbonio. A tale scopo sono state eseguite prove di tipo beam-test, già messe a punto in [5-6], analizzando l’influenza di diversi raggi di curvatura del substrato e della presenza di connettori di ancoraggio, in grado di contribuire ad assorbire le tensioni normali e quindi di limitare i fenomeni di crisi all’interfaccia.