FRCM systems for strengthening masonry structures

Composite materials have been widely used for strengthening weak masonry buildings. Particularly, wrapping with fibre reinforced polymer (FRP) composites has become a common method for strengthening masonry members primarily subjected to compressive static loads or seismic actions. More recently, in an effort to alleviate some drawbacks associated with the use of FRP materials, fibrereinforced cementitious matrix (FRCM) composites have received a lot of interests for external strengthening of historical masonry structures. It is used as an alternative to FRP in situations where these composites have shown some disadvantages or their use is banned. This paper presents a literature review on the mechanical characterisations of FRCM composites for structural retrofitting. Recent experimental results of tensile and bond tests are discussed, highlighting the roles of the different parameters affecting the mechanical performance, e.g. type of fibre, clamping method. This review aims to form the base for a new experimental investigation on the compressive behaviour of FRCM and FRP wrapped masonry specimens

A simplified method for ductility calculation in RC jacketed columns

Reinforced concrete (RC) jacketing is a common method to retrofit existing columns with poor structural performance. It can be applied in two different ways: if the continuity of the jacket is ensured, the axial load of the column can be transferred to the jacket, which will be directly loaded; conversely, if no continuity is provided, the jacket induces only confinement action. In both cases the strength and ductility evaluation is rather complex, due to the different physical phenomena included, such as confinement, composite action core-jacket, preload, buckling of longitudinal bars. Although different theoretical studies have been carried out to calculate the confinement effects, a practical approach to evaluate the flexural capacity and ductility is still missing. The calculation of these quantities is often related to the use of commercial computer programs, taking advantage of numerical methods such as fiber method or finite element method. This paper presents a simplified approach to calculate the flexural strength and ductility of square RC jacketed sections subjected to axial load and bending moment. In particular the proposed approach is based on the calibration of the stress-block parameters including the confinement effect. Equilibrium equations are determined and buckling of longitudinal bars is modeled with a suitable stress-strain law. Moment-curvature curves are derived with simple calculations. Finally, comparisons are made with numerical analyses carried out with the code OpenSees and with experimental data available in the literature, showing good agreement

Performance Assessment of Basalt FRCM for the Confinement of Clay Brick Masonry Cylinders

Fibre Reinforced Cementitious Matrix (FRCM) composites have been proved to be a suitable strengthening material for masonry structures in the last years. Moreover, basalt fibres are increasingly used as reinforcement of composites as a more sustainable alternative to glass fibres. The goal of this work is to investigate the effectiveness of basalt FRCM to confine masonry circular columns. A total of eighteen clay brick masonry cylinders were tested in compression. The specimens were cored from two different masonry assemblies and wrapped with one or two layers of BFRCM composite. The stress-strain curves and the gains of strength and strain capacity of confined cylinders compared to the control specimens are reported together with a description of the failure modes

Valutazione della Vulnerabilità a Scala Territoriale: Il Caso Studio di Caltabellotta (AG)

I recenti studi nell’ambito della valutazione del rischio sismico a scala urbana-territoriale hanno fatto emergere la necessità di coniugare tecniche speditive e metodologie accurate, sia per il rilievo del costruito che per l’individuazione delle criticità e l’analisi strutturale. In quest’ambito, le schede CARTIS (schede di primo livello per la caratterizzazione tipologico-strutturale dei comparti urbani costituiti da edifici ordinari) rappresentano uno strumento in grado di fornire i dati necessari per la valutazione della vulnerabilità sismica con metodi tipologico-osservazionali. Nel presente lavoro si illustrano le metodologie adottate per la caratterizzazione costruttiva, il rilievo e l’analisi di vulnerabilità condotte sul territorio del Comune di Caltabellotta (AG). La metodologia di rilievo mediante le schede CARTIS è stata integrata per il centro urbano da un’analisi di maggior dettaglio, i cui risultati sono stati trasferiti digitalmente su un Sistema Informativo Territoriale, creato con un software GIS. I dati ricavati sono stati adottati per la valutazione della vulnerabilità sismica, condotta attraverso il metodo macrosismico RISK-UE proposto da Lagomarsino e Giovinazzi (2006). Il metodo adottato consente di ricavare le curve di vulnerabilità in funzione del parametro danno medio. I risultati ottenuti hanno permesso di ricavare delle mappe di vulnerabilità distinte per comparto, evidenziando le zone più vulnerabili del territorio

Tecniche di intervento per il recupero strutturale

La tutela del patrimonio storico-architettonico esistente si configura quale esigenza imprescindibile al fine di preservare l’identità storica e culturale dei luoghi. I numerosi eventi sismici che negli ultimi decenni hanno interessato il territorio italiano hanno messo in evidenza l’elevata vulnerabilità dell’edificato esistente ed hanno posto l’accento sulla necessità di programmare e realizzare interventi mirati alla riduzione di tale vulnerabilità. In particolare, i maggiori danni provocati da eventi sismici si riscontrano nei centri storici dove la quasi totalità delle costruzioni è realizzata in muratura con tecniche costruttive molto spesso non adeguate a fronteggiare gli effetti del sisma

Shear and flexural strength of corroded R.C. beams

Simplified equations aimed at evaluating the flexural and shear capacity of corroded R.C. beams are presented and discussed in this paper, with reference to ordinary beams reinforced both longitudinally (with same-size bars) and transversely (with stirrups). A model is developed to take care of diffused and localised corrosion (pitting corrosion), concrete decay in compression and bond-strength decay at concrete-reinforcement interface. A fairly innovative contribution of this study is the introduction into the proposed equations of the main parameters governing the corrosion processes. The proposed approach is simple and effective, and may be adopted in the assessment of many damaged structures (a) on the basis of the available experimental information (e.g., carbonation depth, chloride content, pit depth and size in the bars and mass loss in the reinforcement), and (b) by utilizing analytical expressions calibrated through the knowledge of the density of the corrosion current. / Nel presente lavoro vengono presentate e discusse equazioni semplificate per determinare la resistenza a flessione e taglio di travi con armatura corrosa. Vengono analizzate travi con calcestruzzo a normale resistenza aventi armature longitudinali e staffe. Nel modello vengono considerati la riduzione della resistenza del calcestruzzo, la corrosione diffusa e da pitting sulle barre di armatura (considerando sia le barre di uguale diametro che le staffe), e la riduzione della tensione di aderenza. Il contributo originale di questo lavoro è l'introduzione dei principali parametri che governano il processo corrosivo nelle espressioni per il calcolo della resistenza flessionale ed a taglio delle travi in cemento armato. Questo approccio è semplice e può essere applicato sulla base di informazioni sperimentali (come ad esempio la prova di carbonatazione, il contenuto di cloruri, la misura del pit nella barra o il metodo gravimetrico per la corrosione generale) oppure utilizzando espressioni analitiche calibrate solamente sulla conoscenza dell'intensità di corrente di corrosion