Armatura ibrida GFRP-acciaio: comportamento flessionale e controllo della fessurazione nelle travi in c.a.
L’impiego combinato di barre in polimero fibrorinforzato in vetro (GFRP) e di barre in acciaio ordinario nelle travi in calcestruzzo armato apre scenari progettuali che richiedono una precisa valutazione delle configurazioni di armatura. Uno studio recente, condotto su elementi con sezione 150 mm x 300 mm e lunghezza totale di 2050 mm, ha analizzato l’influenza della disposizione dei ferri sul comportamento a flessione, sulla capacità portante e sulla propagazione delle fessure. I provini, realizzati con calcestruzzo di classe C35, sono stati sottoposti a carichi flessionali per testare diverse geometrie di armatura ibrida.
Monitoraggio della fessurazione e fasi di carico
Durante le prove, l’evoluzione delle fessure da flessione è stata rilevata con un comparatore di ampiezza, un dispositivi che consente di misurare l’apertura delle lesioni a stadi di carico prestabiliti. Sono stati registrati con particolare attenzione il raggiungimento del carico ultimo e gli eventuali crolli improvvisi del carico stesso. I dati sperimentali sono stati quindi confrontati con un modello analitico, validato per la previsione della capacità ultima. I risultati mostrano che la configurazione specifica dell’armatura ibrida incide in modo determinante sulla rigidezza post-fessurativa e sulla crescita delle fessure.
Equilibrio tra duttilità e fragilità: il ruolo dell’ibridazione
La combinazione di GFRP e acciaio consente di mediare tra la risposta duttile dell’acciaio e il comportamento fragile del materiale composito. Secondo lo studio, una corretta disposizione delle barre permette di contenere le ampiezze delle fessure in condizioni di esercizio e di incrementare il carico ultimo. A titolo esemplificativo, per elementi con uguale rigidezza assiale, una configurazione a strati ha prodotto un miglioramento del 66% del fattore di deformabilità e un incremento del 10% della capacità portante.
Indicazioni progettuali per la posa in opera
Per ridurre il rischio di corrosione, i ricercatori raccomandano di posizionare le barre di armatura tesa in acciaio nello strato interno, con un interasse pari a circa due volte il diametro delle barre in GFRP. Le simulazioni analitiche hanno inoltre evidenziato che la capacità portante teorica si attesta tra il 70% e l’86% del valore sperimentale, confermando la necessità di calibrare i modelli previsionali sulla base della specifica configurazione di armatura.
Rilevanza per la pratica professionale
Per il progettista strutturale, lo studio fornisce dati utili a ottimizzare il lay-out delle armature ibride, con ricadute dirette sulla gestione degli stati limite di esercizio e sulla durabilità dell’opera. La possibilità di contenere l’apertura delle fessure senza penalizzare la capacità portante rappresenta un vantaggio concreto in contesti esposti ad agenti aggressivi, dove la protezione dell’armatura metallica diventa prioritaria. La ricerca conferma che la scelta della configurazione di armatura non è un dettaglio secondario, ma un parametro progettuale da valutare con modelli analitici e sperimentali adeguati al tipo di intervento.
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