• shape memory alloy
• finite element modelling
• precast
• dowel
• cyclic loading
• beam to column connections

Abstract
This work of research investigates the behaviour of a particular beam-to-column connection of precast reinforced concrete (PRC) frames, through a finite element model with the aim of evaluating the possibility of substituting the standard structural steel with shape memory alloy bars.
The results of an experimental study carried on by the UTCN Structures Dept. have been used to run a displacement-imposed pushover analysis, in order to plot the total base shear force versus top displacement graph of the structure, with the aim of indicating any premature failure or weakness. Despite the brilliant characteristics of the smart materials such as strain recovery and superelasticity, the configuration proposed has not sufficient rigidity for bearing the cyclic loading and undergoes the imposed deformation rapidly having the concrete bodies to reach the tensile stress: as constrained and in the present configuration the connection proposed does not fulfill the expectations for this material. Despite the high cost could represent a barrier for keeping on exploring the possibilities of its use, many challenges could be faced, playing with the different parameters involved or empowering the model with a damage-plasticity approach able to map
the evolution of cracks and completely describe the failure of the concrete.

Riassunto
Il presente lavoro di ricerca ha lo scopo di indagare il comportamento di un particolare giunto trave-colonna in una struttura prefabbricata in cemento armato, attraverso la costruzione di un modello agli elementi finiti con cui valutare la possibilità di sostituire l’accciaio strutturale standard con barre a memoria di forma.
I risultati di uno studio sperimentale avviato nell’amibito del Dip.di Strutture dell’ UTCN sono stati utilizzati per operare un’analisi push-over in controllo di spostamento, al fine di plottare un diagramma che mettesse in relazione il taglio alla base con lo spostamento in cima alla struttura, con lo scopo di indicature premature crisi o debolezze. Nonostante le brillanti caratterische dei cosiddetti “smart materials”, quali la superelasticità o la capacità di recuperare le deformazioni, la configurazione proposta non presenta sufficiente rigidezza nel sostenere un carico ciclico e incassa le deformazioni imposte al costo del raggiugimento della resistenza a trazione nel calcestruzzo: nella presente configurazione e con tale grado di vincolo, la connessione proposta non soddisfa I requisiti richiesti. Sebbene il costo possa rappresentare un ostacolo all’approfondimento delle possibilità di applicazione, molte sfide restano aperte, variando I parametri in gioco o meglio, potenziando il modello con un approccio di tipo damage-plasticity che possa mappare l’evoluzione delle fessure e abbia la capacità di descrivere completamente la crisi lato calcestruzzo.