Una configurazione di armatura ibrida GFRP-acciaio capace di innalzare la capacità portante e il controllo della fessurazione nelle travi in cemento armato: questo il risultato emerso da uno studio sperimentale pubblicato su Buildings (Vol. 16, 2757), condotto da Atılgan Şahin e Şule Bakırcı Er. La ricerca, che ha coinvolto provini con dimensioni di 150 mm × 300 mm di sezione e lunghezza totale di 2050 mm, realizzati con calcestruzzo di classe di resistenza 35 MPa, ha testato sei diverse disposizioni di barre ibride per valutarne l’effetto sul comportamento flessionale, sulla capacità di carico e sulla propagazione delle fessure.
Disposizione delle barre e rigidezza post-fessurativa
I risultati mostrano che la configurazione specifica dell’armatura ibrida gioca un ruolo determinante nella rigidezza post-fessurativa e nella crescita delle lesioni. L’abbinamento tra il comportamento duttile dell’acciaio e quello fragile del GFRP consente di bilanciare le risposte meccaniche, con un miglioramento sensibile del controllo delle ampiezze delle fessure in esercizio e un aumento della capacità portante ultima.
Per gli elementi con uguale rigidezza assiale, la disposizione a strati dell’armatura ha prodotto un incremento del 66% del fattore di deformabilità e un aumento del 10% della capacità di carico rispetto a configurazioni non stratificate. I dati sono stati raccolti attraverso un comparator di ampiezza delle fessure, applicato a stadi di carico prestabiliti, includendo i momenti di carico massimo e di caduta improvvisa del carico.
Posizionamento dell’acciaio per la protezione dalla corrosione
Lo studio raccomanda di posizionare le barre di acciaio teso nello strato interno, con una distanza pari a circa due volte il diametro delle barre in GFRP, per mitigare i rischi di corrosione. Questa indicazione operativa assume particolare rilievo nei progetti in cui l’esposizione ambientale richiede una protezione aggiuntiva per le armature metalliche.
Confronto tra modello analitico e dati sperimentali
Un modello analitico sviluppato per validare i parametri prestazionali e prevedere la capacità ultima ha mostrato che la capacità teorica di carico copre tra il 70% e l’86% di quella misurata sperimentalmente. Il margine di differenza conferma l’affidabilità dell’approccio predittivo, pur segnalando la necessità di considerare i fattori di dispersione legati alla configurazione ibrida.
Per il progettista strutturale, i dati indicano che la scelta della disposizione delle barre ibride non è un dettaglio secondario: una corretta stratificazione può tradursi in un guadagno significativo di deformabilità e portanza, senza alterare la sezione trasversale o la resistenza del calcestruzzo.
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