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Studio sperimentale di un elemento in calcestruzzo fibrorinforzato ottimizzato sottoposto ad una condizione di carico di double splitting
L’ottimizzazione strutturale può essere perseguita mediante l’impiego di nuovi materiali e soluzioni volte a migliorare le prestazioni strutturali, promuovendo la sostenibilità delle opere. Il calcestruzzo fibrorinforzato (FRC) può rappresentare una risorsa nell’ottimizzazione del rinforzo delle strutture in calcestruzzo. L’effettiva capacità portante delle strutture FRC dipende significativamente dall’orientamento delle fibre; pertanto, un allineamento favorevole rispetto ai piani fessurativi previsti consente di massimizzare le prestazioni, a parità delle altre condizioni. In questo lavoro viene presentato un programma di prove sperimentali condotto su due elementi rettangolari in grande scala, soggetti a una condizione di carico di double splitting. La prestazione della soluzione di rinforzo tradizionale con barre di armatura viene confrontata con quella di un elemento ottimizzato. Un primo livello di ottimizzazione ha previsto l’impiego combinato di due tipologie di FRC caratterizzati da differenti tenacità; mentre il materiale ad alte prestazioni è stato ulteriormente ottimizzato attraverso l’orientamento preferenziale delle fibre, ottenuto tramite un apposito dispositivo.
Parole chiave: condizione di carico di double splitting, calcestruzzo rinforzato con fibre di acciaio, ottimizzazione del rinforzo, orientamento delle fibre, meccanismo di collasso di splitting e crushing.
Structural optimization can be achieved through the use of new materials and solutions aimed at improving structural performance while increasing the sustainability of the structures. Fiber Reinforced Concrete (FRC) can represent a solution for optimizing the reinforcement of concrete elements. The effective load-bearing capacity of FRC structures significantly depends on fiber orientation; therefore, a favorable alignment relative to the expected crack planes enables maximization of performance, assuming other conditions remain constant. This paper presents an experimental program conducted on two large-scale rectangular specimens subjected to double splitting load conditions. The performance of the traditional reinforcing solution with steel bars is compared to that of an optimized element. The first level of optimization involved the combined use of two types of FRCs with different toughness, while the high-performance material was further optimized through preferential fiber orientation, obtained by using a special device.
Keywords: Double splitting loading condition, Steel Fiber Reinforced Concrete, Reinforcement optimization, Fiber orientation, Splitting and crushing failure.
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