RICERCA 2024
STAINLESS TWISTED BARS FOR MASONRY STRUCTURES RETROFITTING
Antonio Bonati, 
Senior Researcher, Construction Technologies Institute, Italian National Research Council (ITC-CNR), San Giuliano Milanese (MI)- Italy
bonati@itc.cnr.it
Sara Cattaneo, 
Full Professor, Politecnico di Milano, Milan, Italy Construction Technologies Institute, Italian National Research Council (ITC-CNR), San Giuliano Milanese (MI), Italy
sara.cattaneo@polimi.it
Pietro Crespi, 
Assistant Professor, Politecnico di Milano, Milan, Italy
pietro.crespi@polimi.it
Manuela Scamardo
Research fellow, Politecnico di Milano, Milan, Italy
manuela.scamardo@polimi.it
Structural 252 | Luglio - Agosto  2024
10.12917/Stru252.10 – https://doi.org/10.12917/STRU252.10

The demand for reversibility, compatibility and limited damage in masonry retrofitting led to the use of twisted stainless-steel bars in many applications. However, limited studies are available in literature both on local and structural behavior.
This paper presents the results of an experimental study conducted to investigate the local behavior under tension load and the structural behavior of stainless twisted bars embedded in masonry walls.
The local behavior was assessed by performing pull-out tests considering different parameters (embedment depth, position within the wall, and monotonic or cyclic loading). Experimental results showed very good performance with reliable results associated to low coefficient of variation of the loads and very limited damage of the base material. The load-displacement curves showed a good ductility and an excellent superposition between monotonic and cyclic tests. Among the different investigated parameters, the position within the wall was the most influential one, with higher loads associated to mid-brick location of the bar.
On the basis of the tension test results, the structural behavior was assessed considering T- and C-shaped masonry specimens realized with a “weak” connection between the front and the back walls. The specimens were tested in unreinforced and strengthened configurations, considering different retrofitting layouts. An out-of-plane load was applied on the front wall, together with a vertical prestress to simulate the gravity load coming from the floors and walls above. Each specimen was tested in two consecutive runs: a monotonic one on the unreinforced masonry, and a cyclic run with the wall intersection reinforced with twisted bars. The twisted bar retrofitting resulted in a significant increase of the dissipative capacity of the wall despite the number of adopted bars, and, when properly designed, a certain increase of strength with respect to the undamaged and unreinforced configuration was noticed.

ARGOMENTO:  STEEL ALUMINIUM AND STEEL CONSTRUCTION - ACCIAIO, ALLUMINIO E COSTRUZIONI METALLICHE,MASONRY brick and block masonry - MURATURE murature in laterizio e in blocchi,MASONRY historical masonry: diagnostics and assessment, retrofitting, strengthening - MURATURE murature storiche: diagnosi e consolidamento (intonaci, pietre)
PAROLE CHIAVE: rinforzo di muratura, carichi ciclici, barre elicoidali, trazione, prove in scala reale, connessioni muro-muro
Abstract
x
BARRE ELICOIDALI IN ACCIAIO INOSSIDABILE PER IL RIFORZO DI STRUTTURE IN MURATURA

La richiesta di interventi di rinforzo reversibili, compatibili e poco invasivi per le murature strutturali ha portato all'uso di barre elicoidali in acciaio inossidabile in molte applicazioni. Tuttavia, gli studi reperibili in letteratura, sia sul comportamento locale che strutturale, sono limitati.
Questo articolo presenta i risultati di uno studio sperimentale condotto per indagare il comportamento locale (in trazione) e il comportamento strutturale di barre elicoidali installate in pareti in muratura. Il comportamento locale è stato valutato eseguendo test di pull-out considerando diversi parametri (affondamento, posizione all'interno del muro e carico monotono o ciclico). I risultati sperimentali hanno mostrato ottime prestazioni con risultati affidabili associati a bassi coefficienti di variazione dei carichi e danni molto limitati al materiale di base. Le curve carico-spostamento hanno mostrato una buona duttilità e un'eccellente sovrapposizione tra test monotoni e ciclici. Tra i diversi parametri studiati, la posizione all'interno del muro è stata quella più influente, con carichi maggiori associati alla posizione della barra al centro del mattone.
Sulla base dei risultati delle prove di trazione, il comportamento strutturale è stato valutato considerando campioni di muratura con sezione a T e C, realizzati con una connessione "debole" tra la parete anteriore e quella posteriore. I campioni sono stati testati in configurazioni non rinforzate e rinforzate, considerando diversi layout di rinforzo. La parete anteriore è stata sottoposta ad un carico fuori piano, applicato contestualmente ad una precompressione verticale per simulare il carico gravitazionale proveniente dai solai e dalle pareti soprastanti. Ogni campione è stato testato in due prove consecutive: una monotona sulla muratura non rinforzata e una ciclica con l'intersezione della parete rinforzata con barre elicoidali. Il rinforzo con le barre elicoidali ha determinato un aumento significativo della capacità dissipativa della parete in tutte le configurazioni testate e, quando opportunamente progettato, ha portato anche ad un aumento della resistenza rispetto alla configurazione non rinforzata e non danneggiata.
 

KEYWORDS: Hi masonry retrofitting, cyclic loading, twisted bars, tension load, full-scale testing, wall-to-wall connections
Sei già abbonato al Magazine o registrato?
Do you have an account or a subscription?
Sign in
Vuoi acquistare degli articoli?
ARCHIVIO STRUCTURAL: seleziona e scarica fino a 5 o 10 articoli pubblicati, in formato PDF (escluso l'anno in corso).
Buy your articles
Structural ARCHIVES: select and download up to 5 or 10 articles, in PDF format (excluding the current year).
5 ARTICLES - 15,00 €
10 ARTICLES - 25,00 €
Se sei interessato alla consultazione degli articoli più recenti, visita la sezione MAGAZINE.
Visit the MAGAZINE section for the most recent articles.