I materiali compositi costituiti da matrice polimerica, rinforzata mediante fibre (FRP), presentano proprietà di notevole interesse per le applicazioni dell'ingegneria civile. Elevato rapporto tra resistenza e peso specifico, assenza di fenomeni corrosivi e di rilassamento rappresentano caratteristiche ottimali per l'impiego di questi materiali sotto forma di cavi, corde, barre e travi in applicazioni strutturali. Tali materiali appaiono dunque come una possibile alternativa all'acciaio per la realizzazione di nuove costruzioni ed in applicazioni di post-tensione del calcestruzzo armato. Oltre ai vantaggi elencati, tali materiali presentano però alcune criticità: 1) il comportamento marcatamente ortotropo di questi materiali garantisce elevata resistenza lungo la direzione parallela alla giacitura delle fibre ma valori decisamente inferiori nella direzione perpendicolare 2) per quanto riguarda i cavi le concentrazioni di pressioni radiali nei sistemi di ancoraggio causano rotture improvvise per valori di tensioni inferiori a quelle nominali del cavo stesso. La progettazione di un sistema di ancoraggio ottimale, che riesca a garantire lo sviluppo della massima resistenza del cavo senza rotture premature o slittamenti interni, richiede un'attenta indagine analitica e sperimentale. Il presente progetto di ricerca è volto allo studio di questa cruciale problematica e prevede oltre allo sviluppo di uno studio analitico di ottimizzazione del sistema di ancoraggio, la realizzazione di un nuovo sistema di ancoraggio ed una campagna sperimentale di supporto. Un ulteriore obiettivo del progetto è rappresentato inoltre dalla formulazione di un possibile criterio di rottura generale valido per le applicazioni di ancoraggio dei cavi FRP.
La tipologia di ancoraggio che presenta maggior praticità e funzionalità per i cavi ad utilizzo strutturale, è rappresentata sicuramente da quella di tipo meccanico. Questa tecnologia sfrutta l'attrito per garantire la tenuta dell'ancoraggio e garantisce una buona flessibilità di utilizzo. I vari studi analitici e sperimentali svolti sulla tematica dei sistemi di ancoraggio meccanico dei cavi realizzati in matrice polimerica fibro-rinforzata, hanno evidenziato come sostanzialmente non si sia ancora arrivati allo sviluppo di un prototipo robusto ed affidabile, il quale permetta a questi cavi di competere con quelli in acciaio. I sistemi di ancoraggio ad oggi proposti presentano un comportamento estremamente fragile ed in molti casi non garantiscono il raggiungimento della massima tensione nominale nel cavo dando vita a rotture istantanee. Nei vari prototipi proposti, si è osservato come una piccola variazione di un parametro del sistema, si possa riflettere fortemente sul comportamento strutturale e risultare determinante nella buona riuscita o meno dell'ancoraggio. Lo studio di ricerca proposto presenta un forte carattere innovativo in quanto mira a produrre una nuova tipologia di ancoraggio meccanico totalmente realizzata in materiale composito. Si presenta così la possibilità di studiare un sistema mai analizzato in precedenza dalle ottime potenzialità di successo. Il punto di forza di tale proposta è rappresentato dalla possibilità di garantire una distribuzione uniforme delle tensioni radiali agenti sul cavo sfruttando la variazione di rigidezza ottenibile mediante l'uso dei materiali compositi. Tali variazioni di rigidezza potranno essere ottenute mediante disposizioni geometriche ottimizzate studiate ad hoc e mediante una particolare composizione materiale dovuta alle diverse percentuali di matrice e fibra utilizzate. Il progetto di ricerca proposto dunque si pone in continuità con gli studi effettuati sino ad ora nel campo degli ancoraggi e punta a garantire un avanzamento concreto mediante la proposta di una nuova tecnologia di ancoraggio. Oltre ad una innovazione tecnologica, il progetto presentato si prefigge l'obiettivo ulteriore di identificare un criterio di rottura ad hoc per questi ancoraggi. Questi sistemi infatti non si prestano ad essere studiati con i classici criteri di rottura utilizzati per i materiali composti ma necessitano di una formulazione apposita che tenga conto della particolare geometria e composizione materiale.