Fiberglass-reinforced glulam beams: Mechanical properties and theoretical model

The glued-laminated lumber (glulam) technique is an efficient process for making rational use of wood. Fiber-Reinforced Polymers (FRPs) associated with glulam beams provide significant gains in terms of strength and stiffness, and also alter the mode of rupture of these structural elements. In this context, this paper presents a theoretical model for designing reinforced glulam beams. The model allows for the calculation of the bending moment, the hypothetical distribution of linear strains along the height of the beam, and considers the wood has a linear elastic fragile behavior in tension parallel to the fibers and bilinear in compression parallel to the fibers, initially elastic and subsequently inelastic, with a negative decline in the stress-strain diagram. The stiffness was calculated by the transformed section method. Twelve non-reinforced and fiberglass reinforced glulam beams were evaluated experimentally to validate the proposed theoretical model. The results obtained indicate good congruence between the experimental and theoretical values.

Avaliação do reparo ósseo de defeitos de tamanho crítico tratados com plasma rico em plaquetas ou com fibrina rica em plaquetas: estudo histomorfométrico e imunoistoquímico em calvárias de ratos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

The effect of final irrigation on the penetrability of an epoxy resin-based sealer into dentinal tubules: a confocal microscopy study

Introduction The aim of this study was to compare the effect of QMix, BioPure MTAD, 17 % EDTA, and saline on the penetrability of a resin-based sealer into dentinal tubules using a confocal laser scanning microscope (CLSM) and to describe the cleaning of root canal walls by SEM. Methods Eighty distobuccal roots from upper molars were selected and randomly divided into four groups (n=20) before root canal preparation according to the solution used in the final rinse protocol (FRP): QG (QMix), MG (BioPure MTAD), EG (17 % EDTA), and CG (control group: saline). Ten roots of each group were prepared for SEM, and images (×2000) from the canal walls were acquired. The remaining canals were filled with a single gutta-percha cone and AH Plus with 0.1 % Rhodamine B. The specimens were horizontally sectioned at 4 mm from the apex, and the slices were analyzed in CLSM (×10). Sealer penetration was analyzed with Adobe Photoshop software. Results QG and EG presented similar amounts of sealer penetration (P>.05). MG and CG presented the lowest penetrability values (P<.05). The best results for smear layer removal of the apical third of the root canal were achieved by the QG and EG groups when compared with MG and CG (P<.05). Conclusions Seventeen percent EDTA and QMix promoted sealer penetration superior to that achieved by BioPure MTAD and saline. Clinical relevance Despite studies have not confirmed the relationship between sealing ability of endodontic sealers and their penetration in dentinal tubules, sealer penetration assumes importance, since endodontic sealers, unlike guttapercha, are able to penetrate in dentinal tubules, isthmus, and accessory canals, filling the root canal system.

Hygrotermal effects evaluation using the losipescu shear test for glare laminates

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Levels of Selenomonas species in generalized aggressive periodontitis

Goncalves LFH, Fermiano D, Feres M, Figueiredo LC, Teles FRP, Mayer MPA, Faveri M. Levels of Selenomonas species in generalized aggressive periodontitis. J Periodont Res 2012; 47: 711718. (c) 2012 John Wiley & Sons A/S Background and Objective: To compare the levels of Selenomonas sputigena and uncultivated/unrecognized Selenomonas species in subgingival biofilms from periodontally healthy subjects and from subjects with generalized aggressive periodontitis. Material and Methods: Fifteen periodontally healthy subjects and 15 subjects with generalized aggressive periodontitis were recruited and their clinical periodontal parameters were evaluated. Nine subgingival plaque samples were collected from each subject and all were individually analyzed for the levels of 10 bacterial taxa, including cultured and uncultivated/unrecognized microorganisms, using the RNA-oligonucleotide quantification technique. Between-group differences in the levels of the test taxa were determined using the MannWhitney U-test. Results: Subjects with generalized aggressive periodontitis showed significantly higher mean counts of Porphyromonas gingivalis, S. sputigena and the Mitsuokella sp. Human Oral Taxon (HOT) 131 (previously described as Selenomonas sp. oral clone CS002), while higher mean counts of Actinomyces gerencseriae and Streptococcus sanguinis were found in periodontally healthy subjects (p < 0.01). Selenomonas sp. HOT 146 was only detected in the generalized aggressive periodontitis group. In the generalized aggressive periodontitis group, the levels of P.gingivalis and S.sputigena were higher in deep sites (probing depth = 5 mm) than in shallow sites (probing depth = 3 mm) (p < 0.01). Furthermore, in subjects with generalized aggressive periodontitis, sites with probing depth of = 3 mm harbored higher levels of these two species than sites with the same probing depth in periodontally healthy subjects. There were positive correlations between probing depth and the levels of P.gingivalis (r = 0.77; p < 0.01), S.sputigena (r = 0.60; p < 0.01) and Selenomonas dianae (previously described as Selenomonas sp. oral clone EW076) (r = 0.42, p < 0.05). Conclusion: S. sputigena and Mitsuokella sp. HOT 131 may be associated with the pathogenesis of generalized aggressive periodontitis, and their role in the onset and progression of this infection should be investigated further.

Materiali Compositi a Matrice Cementizia per i Rinforzi Strutturali

L’utilizzo degli FRP (Fiber Reinforced Polymer) nel campo dell’ingegneria civile riguarda essenzialmente il settore del restauro delle strutture degradate o danneggiate e quello dell’adeguamento statico delle strutture edificate in zona sismica; in questi settori è evidente la difficoltà operativa alla quale si va in contro se si volessero utilizzare tecniche di intervento che sfruttano materiali tradizionali. I motivi per cui è opportuno intervenire con sistemi compositi fibrosi sono: • l’estrema leggerezza del rinforzo, da cui ne deriva un incremento pressoché nullo delle masse sismiche ed allo stesso tempo un considerevole aumento della duttilità strutturale; • messa in opera senza l’ausilio di particolari attrezzature da un numero limitato di operatori, da cui un minore costo della mano d’opera; • posizionamento in tempi brevi e spesso senza interrompere l’esercizio della struttura. Il parametro principale che definisce le caratteristiche di un rinforzo fibroso non è la resistenza a trazione, che risulta essere ben al di sopra dei tassi di lavoro cui sono soggette le fibre, bensì il modulo elastico, di fatti, più tale valore è elevato maggiore sarà il contributo irrigidente che il rinforzo potrà fornire all’elemento strutturale sul quale è applicato. Generalmente per il rinforzo di strutture in c.a. si preferiscono fibre sia con resistenza a trazione medio-alta (>2000 MPa) che con modulo elastico medio-alto (E=170-250 GPa), mentre per il recupero degli edifici in muratura o con struttura in legno si scelgono fibre con modulo di elasticità più basso (E≤80 GPa) tipo quelle aramidiche che meglio si accordano con la rigidezza propria del supporto rinforzato. In questo contesto, ormai ampliamente ben disposto nei confronti dei compositi, si affacciano ora nuove generazioni di rinforzi. A gli ormai “classici” FRP, realizzati con fibre di carbonio o fibre di vetro accoppiate a matrici organiche (resine epossidiche), si affiancano gli FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix), i TRM (Textile Reinforced Mortars) e gli SRG (Steel Reinforced Grout) che sfruttano sia le eccezionali proprietà di fibre di nuova concezione come quelle in PBO (Poliparafenilenbenzobisoxazolo), sia un materiale come l’acciaio, che, per quanto comune nel campo dell’edilizia, viene caratterizzato da lavorazioni innovative che ne migliorano le prestazioni meccaniche. Tutte queste nuove tipologie di compositi, nonostante siano state annoverate con nomenclature così differenti, sono però accomunate dell’elemento che ne permette il funzionamento e l’adesione al supporto: la matrice cementizia

Longitudinal bar buckling behavior

Reinforced concrete columns might fail because of buckling of the longitudinal reinforcing bar when exposed to earthquake motions. Depending on the hoop stiffness and the length-over-diameter ratio, the instability can be local (in between two subsequent hoops) or global (the buckling length comprises several hoop spacings). To get insight into the topic, an extensive literary research of 19 existing models has been carried out including different approaches and assumptions which yield different results. Finite element fiberanalysis was carried out to study the local buckling behavior with varying length-over-diameter and initial imperfection-over-diameter ratios. The comparison of the analytical results with some experimental results shows good agreement before the post buckling behavior undergoes large deformation. Furthermore, different global buckling analysis cases were run considering the influence of different parameters; for certain hoop stiffnesses and length-over-diameter ratios local buckling was encountered. A parametric study yields an adimensional critical stress in function of a stiffness ratio characterized by the reinforcement configuration. Colonne in cemento armato possono collassare per via dell’instabilità dell’armatura longitudinale se sottoposte all’azione di un sisma. In funzione della rigidezza dei ferri trasversali e del rapporto lunghezza d’inflessione-diametro, l’instabilità può essere locale (fra due staffe adiacenti) o globale (la lunghezza d’instabilità comprende alcune staffe). Per introdurre alla materia, è proposta un’esauriente ricerca bibliografica di 19 modelli esistenti che include approcci e ipotesi differenti che portano a risultati distinti. Tramite un’analisi a fibre e elementi finiti si è studiata l’instabilità locale con vari rapporti lunghezza d’inflessione-diametro e imperfezione iniziale-diametro. Il confronto dei risultati analitici con quelli sperimentali mostra una buona coincidenza fino al raggiungimento di grandi spostamenti. Inoltre, il caso d’instabilità globale è stato simulato valutando l’influenza di vari parametri; per certe configurazioni di rigidezza delle staffe e lunghezza d’inflessione-diametro si hanno ottenuto casi di instabilità locale. Uno studio parametrico ha permesso di ottenere un carico critico adimensionale in funzione del rapporto di rigidezza dato dalle caratteristiche dell’armatura.

Modellazione di maschi murari mediante schemi a traliccio

Modellazione di pannelli in muratura mediante schemi semplificati; simulazioni numeriche relative a pannelli rinforzati tramite FRP

Sul rinforzo di elementi in C.A.: confronto tra varie normative

Il documento pre-normativo italiano sul rinforzo di strutture in c.a. mediante l’uso di materiale fibrorinforzato. 1.1 INTRODUZIONE La situazione unica dell’Italia per quanto riguarda la conservazione delle costruzioni esistenti, è il risultato della combinazione di due aspetti, come primo, il medio-alto rischio sismico di una gran parte di territorio, come testimoniato dalla zonizzazione sismica recente, e come secondo aspetto, l'estrema complessità di un ambiente edilizio che non ha confronto nel mondo. Le tipologie della costruzione in Italia si distinguono a quelle stimate come patrimonio storico, che in alcuni casi risalgono a circa 2000 anni fa, a quelle che sono state costruite in ultimi cinque secoli, durante e dopo il Rinascimento, che sono considerate come patrimonio culturale ed architettonico dell' Italia (e del mondo!), infine a quelle fatte in tempi recenti, considerevolmente durante e dopo il boom economico del l960 ed ora visti come antiquate. Le due prime categorie in gran parte sono composte dalle edilizie di muratura, mentre agli ultimi principalmente appartengono le costruzioni di cemento armato.

Comportamento al fuoco di travi in c.a. rinforzate esternamente a flessione e taglio

Tesi riguardo la fase preliminare di una campagna sperimentale su elementi rinforzati a flessione e taglio con fibra di basalto e malta e successivamente testati al fuoco. Comprende una parte relativa al comportamento dei comositi allle alte temperature e una sul problema della delaminazione alle alte temperature. Sono inoltre condotte simulazione numeriche relativamente al problema dell trasmissione del calore all'interno della sezione, con particolare attenzione alla modellazione dell'intuemescente. Sono stati eseguite prove di pull-out sui rinforzi e una serie di prove a compressione a caldo sulla malta d'incollaggio.

Consolidamento e rinforzo della muratura con materiale fibroso immerso in matrice cementizia:applicazione ad un edificio storico.

L’obiettivo che sarà perseguito consisterà, dopo un’attenta ricerca di tipo bibliografico, nella definizione delle diverse fasi legate all’introduzione, in strutture esistenti, di un composito fibrorinforzato con grande attenzione verso i FRCM, fiber reinforced cement matrix, caratterizzati da un recente sviluppo, che saranno messi a confronto con i tradizionali FRP, fiber reinforced polymer. Ad oggi l’Italia è mancante di una linea guida per i materiali fibrorinforzati di tipo FRCM, quindi in un’ottica di colmare tale lacuna, per quel che è possibile, la seguente attività di tesi proverà ad enunciare, avvalendosi dei punti chiavi della linea guida degli FRP, i passaggi relativi alla progettazione ,esecuzione e collaudo di strutture mediante rinforzo con fibre lunghe dentro a matrice cementizia. Si cercherà di fornire un quadro completo dello stato attuale dell’impiego dei FRCM nel recupero storico, in modo da fornire delle tracce di comprovata validità in merito alla scelta del tipo d’intervento ottimale da eseguire.

Composite materials design, manufacture and evaluation

Fibre-Reinforced-Plastics are composite materials composed by thin fibres with high mechanical properties, made to work together with a cohesive plastic matrix. The huge advantages of fibre reinforced plastics over traditional materials are their high specific mechanical properties i.e. high stiffness and strength to weight ratios. This kind of composite materials is the most disruptive innovation in the structural materials field seen in recent years and the areas of potential application are still many. However, there are few aspects which limit their growth: on the one hand the information available about their properties and long term behaviour is still scarce, especially if compared with traditional materials for which there has been developed an extended database through years of use and research. On the other hand, the technologies of production are still not as developed as the ones available to form plastics, metals and other traditional materials. A third aspect is that the new properties presented by these materials e.g. their anisotropy, difficult the design of components. This thesis will provide several case-studies with advancements regarding the three limitations mentioned. In particular, the long term mechanical properties have been studied through an experimental analysis of the impact of seawater on GFRP. Regarding production methods, the pre-impregnated cured in autoclave process was considered: a rapid tooling method to produce moulds will be presented, and a study about the production of thick components. Also, two liquid composite moulding methods will be presented, with a case-study regarding a large component with sandwich structure that was produced with the Vacuum-Assisted-Resin-Infusion method, and a case-study regarding a thick con-rod beam that was produced with the Resin-Transfer-Moulding process. The final case-study will analyse the loads acting during the use of a particular sportive component, made with FRP layers and a sandwich structure, practical design rules will be provided.

Applicazione di materiali compositi nel consolidamento statico delle strutture in legno

L’uso di materiali compositi nel rinforzo delle strutture in legno sotto l’azione dei carichi, richiede particolare attenzione ad importanti aspetti. Per esempio, è molto importante pianificare il tipo di intervento da realizzare. Infatti esistono varie tecniche per rinforzare elementi lignei usando diversi “layouts” degli FRP, ognuno dei quali può conferire risultati diversi. Come riporta la figura 55 [31], ci possono essere diverse tipologie di applicazione dei rinforzi.