Continuous elevated slabs are generally adopted to build concrete floors in both residential and industrial buildings. In case of flat slabs, Fiber Reinforce Concrete (FRC) represents an effective solution alternative to conventional Reinforce Concrete (RC) because of its better tensile toughness, durability, enhanced control of cracking and reduced labor and equipment costs during construction. To further optimize the behavior of the structure, a proper combination of fiber reinforcement and conventional rebars, generally known as Hybrid Reinforced Concrete (HRC), can be employed. Even if new international standards are nowadays available for designing FRC structures (e.g., fib Model Code 2010), a clear procedure to design HRC elevated flat slabs is not available at the moment. This paper aims at proposing a procedure to design the Hybrid Reinforcement for elevated slabs according to fib Model Code 2010. A case study concerning a full scale elevated slab, having a size of 18x18 m2, will be considered. Emphasis will be given to the method for preliminary seizing conventional reinforcement by starting from simple linear elastic analyses in which design loads are considered according to Eurocode 1. Finally, the global capacity of the HRC slab will be assessed by means of nonlinear finite element analyses. / Le piastre sottili appoggiate su pilastri sono generalmente utilizzate per la costruzione di impalcati in edifici residenziali ed industriali. Nel caso delle piastre sottili, i calcestruzzi fibrorinforzati (FRC) hanno dimostrato di essere una valida alternativa all'impiego del calcestruzzo armato (CA) a causa della sua miglior tenacità a trazione, della miglior durabilità e dei minor costi per la messa in opera dell'armatura. L'ottimizzazione del comportamento della piastra può essere ottenuto combinando il rinforzo fibroso con l'armatura convenzionale, ottenendo così un'armatura nota con il nome di Hybrid Reinforced Concrete (HRC). Nonostante le normative concernenti le strutture in FRC siano continuamente in evoluzione (si veda il fib Model Code 2010 – MC2010), una procedura standard per la progettazione delle strutture in HRC non è attualmente disponibile. Il presente lavoro ha l'obiettivo di proporre una procedura, concorde con il MC2010, per la progettazione delle piastre appoggiate su pilastri realizzate in FRC. Lo studio verrà svolto utilizzando come riferimento una piastra in scala reale, avente dimensione in pianta pari a 18x18 m2. Particolare attenzione verrà prestata alla fase preliminare di pre-dimensionamento della struttura, nella quale verranno considerate le azioni di progetto previste dall'Eurocodice 1 e le azioni interne alla piastra valutate mediante un'analisi elastica lineare. Infine, il comportamento globale della struttura in HRC verrà analizzato attraverso analisi non-lineari agli elementi finiti.

Designing elevated slabs made with Fibre Reinforced Concrete - Progettazione di piastre su pilastri realizzate in calcestruzzo fibrorinforzato

Luca Facconi
;
Fausto Minelli;Giovanni Plizzari
2016-01-01

Abstract

Continuous elevated slabs are generally adopted to build concrete floors in both residential and industrial buildings. In case of flat slabs, Fiber Reinforce Concrete (FRC) represents an effective solution alternative to conventional Reinforce Concrete (RC) because of its better tensile toughness, durability, enhanced control of cracking and reduced labor and equipment costs during construction. To further optimize the behavior of the structure, a proper combination of fiber reinforcement and conventional rebars, generally known as Hybrid Reinforced Concrete (HRC), can be employed. Even if new international standards are nowadays available for designing FRC structures (e.g., fib Model Code 2010), a clear procedure to design HRC elevated flat slabs is not available at the moment. This paper aims at proposing a procedure to design the Hybrid Reinforcement for elevated slabs according to fib Model Code 2010. A case study concerning a full scale elevated slab, having a size of 18x18 m2, will be considered. Emphasis will be given to the method for preliminary seizing conventional reinforcement by starting from simple linear elastic analyses in which design loads are considered according to Eurocode 1. Finally, the global capacity of the HRC slab will be assessed by means of nonlinear finite element analyses. / Le piastre sottili appoggiate su pilastri sono generalmente utilizzate per la costruzione di impalcati in edifici residenziali ed industriali. Nel caso delle piastre sottili, i calcestruzzi fibrorinforzati (FRC) hanno dimostrato di essere una valida alternativa all'impiego del calcestruzzo armato (CA) a causa della sua miglior tenacità a trazione, della miglior durabilità e dei minor costi per la messa in opera dell'armatura. L'ottimizzazione del comportamento della piastra può essere ottenuto combinando il rinforzo fibroso con l'armatura convenzionale, ottenendo così un'armatura nota con il nome di Hybrid Reinforced Concrete (HRC). Nonostante le normative concernenti le strutture in FRC siano continuamente in evoluzione (si veda il fib Model Code 2010 – MC2010), una procedura standard per la progettazione delle strutture in HRC non è attualmente disponibile. Il presente lavoro ha l'obiettivo di proporre una procedura, concorde con il MC2010, per la progettazione delle piastre appoggiate su pilastri realizzate in FRC. Lo studio verrà svolto utilizzando come riferimento una piastra in scala reale, avente dimensione in pianta pari a 18x18 m2. Particolare attenzione verrà prestata alla fase preliminare di pre-dimensionamento della struttura, nella quale verranno considerate le azioni di progetto previste dall'Eurocodice 1 e le azioni interne alla piastra valutate mediante un'analisi elastica lineare. Infine, il comportamento globale della struttura in HRC verrà analizzato attraverso analisi non-lineari agli elementi finiti.
978-88-99916-02-2
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