Un incremento di capacità flessionale compreso tra il 18 e il 44% rispetto agli elementi non trattati, con scarti predittivi contenuti tra lo 0,125% e il 7,3%: sono i numeri che sintetizzano la campagna sperimentale dedicata alle travi continue in calcestruzzo armato rinforzate con corde in polimero rinforzato con fibre di basalto (BFRP), applicate a incollaggio entro ferite superficiali secondo la tecnica near-surface mounted (NSM).
Lo studio, firmato da Mu’tasim Abdel-Jaber, Rawand Al-Nsour e Ahmed Ashteyat, è stato pubblicato su CivilEng, Vol. 6, pag. 58 (DOI: 10.3390/civileng6040058). L’oggetto dell’indagine è il comportamento flessionale di travi continue a due campate, osservato sotto un doppio profilo: il rafforzamento di elementi prima della messa in carico e la riabilitazione di travi già danneggiate.
Sei travi tra 20 e 32 MPa e due filosofie di intervento
Il programma sperimentale poggia su sei travi in calcestruzzo armato continue a due campate, lunghe 4 m, realizzate con resistenze a compressione basse e medie, rispettivamente di 20 MPa e 32 MPa. Due esemplari sono stati rinforzati con le corde NSM-BFRP prima di qualsiasi applicazione di carico. Altri due hanno percorso la strada opposta: precaricati fino al 70% della propria capacità ultima, sono stati quindi riparati con la stessa tecnica, riproducendo la condizione di un elemento già sollecitato oltre il regime di servizio. I confronti prestazionali sono stati condotti rispetto ai provini di controllo.
Quanto rende il rinforzo: capacità e duttilità
L’effetto delle corde in BFRP sulla risposta flessionale emerge con chiarezza dai valori di sintesi. La capacità portante a flessione cresce dal 18 al 44% rispetto ai controlli. La duttilità migliora invece in misura differente a seconda dello scenario.
| Configurazione | Incremento di duttilità |
|---|---|
| Rinforzo con corde NSM-BFRP prima del caricamento | circa 9-11% |
| Riabilitazione dopo precarico al 70% della capacità ultima | 13-20% |
Le prestazioni documentate riguardano tanto la capacità strutturale quanto il comportamento in esercizio, con effetti positivi anche sull’idoneità d’uso degli elementi trattati.
Prove, modello FEM e calcolo analitico secondo ACI 440.2R-08
La parte sperimentale è stata affiancata da un doppio binario di verifica: la modellazione agli elementi finiti e le valutazioni analitiche svolte seguendo le linee guida ACI 440.2R-08. Le curve carico-spostamento derivate dal modello numerico seguono da vicino i dati misurati in prova, con errori di previsione che restano nell’intervallo tra lo 0,125% e il 7,3%.
Per chi impiega regolarmente analisi FEM nella verifica di elementi in calcestruzzo armato, la fascia di scarto rilevata offre un riferimento concreto sulla precisione attainibile nella previsione della risposta flessionale di travi continue con sistemi NSM.
Rinforzo preventivo e recupero post-danno nella stessa indagine
Il contributo specifico della ricerca risiede nella doppia angolazione: la medesima tecnica viene valutata sia come sistema di rafforzamento preventivo sia come strumento di riabilitazione di travi continue già danneggiate, restituendo un quadro comparativo diretto tra le due filosofie d’intervento. Nel panorama dei materiali per il retrofit, l’impiego delle fibre di basalto in matrice polimerica si inserisce nella diffusione di tecnologie sostenibili e ad alte prestazioni per l’ingegneria strutturale, e l’approccio viene qualificato come eco-efficiente.
Con incrementi di capacità flessionale fino al 44%, guadagni di duttilità compresi tra il 9 e il 20% a seconda dello scenario e predizioni numeriche entro il 7,3% di scarto, le corde NSM-BFRP dispongono di un quadro sperimentale e numerico che i progettisti chiamati a intervenire su strutture esistenti possono assumere come riferimento documentale per valutazioni analoghe.
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