THE LATTICE DISCRETE PARTICLE MODEL (LDPM) FOR FRP CONFINED CONCRETE COLUMNS, EXPLORING THE PROPER ORTHOGONAL DECOMPOSITION (POD) TECHNIQUE

I materiali fibrorinforzati a matrice polimerica (FRP) sono utilizzati in svariate applicazioni nel campo dell'ingegneria civile, per migliorare le prestazioni delle strutture in calcestruzzo, dal punto di vista della resistenza a flessione, a taglio, a compressione. Uno degli utilizzi più comuni e apprezzati di questi materiali è legato al confinamento di membrature verticali esistenti, che necessitano di recupero o di un'aumentata resistenza e/o duttilità. La progettazione efficace del rinforzo con FRP richiede piena comprensione del comportamento del calcestruzzo soggetto ai complessi stati tensionali dovuti al confinamento passivo e, per questa ragione, lo sviluppo di un modello numerico realistico è stato ed è tutt'ora uno degli obiettivi principali dei ricercatori. In questa sede, il cosiddetto Lattice Discrete Particle Model (LDPM), recentemente sviluppato per simulare il calcestruzzo attraverso l'interazione degli aggregati a livello di mesoscala, è stato applicato al problema della modellazione di colonne confinate con FRP e sottoposte a compressione, utilizzando come riferimento dati sperimentali di letteratura. LDPM era stato estesamente calibrato e validato sulla base di una larga varietà di condizioni di carico, sia quasi statiche che dinamiche, ma non in relazione a stati tensionali dovuti a compressione con bassi livelli di confinamento, che sono quelli rilevanti nella presente applicazione. Con il miglioramento proposto delle equazioni constitutive in compressione, LDPM è in grado di predire la risposta del calcestruzzo confinato con FRP e il modello sviluppato può simulare realisticamente il comportamento di colonne confinate con differenti sezioni. La presente ricerca affronta, parallelamente, gli aspetti più computazionali delle simulazioni con LDPM: questo modello è implementato in un software chiamato MARS, che si basa su un algoritmo esplicito, vantaggioso in termini di convergenza. Tuttavia, per ragioni di stabilità il costo computazionale richiesto per simulare eventi quasi statici, come i test di compressione di questo studio, può risultare molto sconveniente. Per ridurre i tempi di analisi, la tecnica della Proper Orthogonal Decomposition (POD) è stata esplorata in relazione all'applicazione di LDPM al caso delle colonne confinate con FRP sottoposte a compressione, valutando il rapporto tra guadagno computazionale e accuratezza dei risultati.