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Componenti strutturali principali: travi e pareti

LE COMPONENTI STRUTTURALI IN ACCIAIO FORMATO A FREDDO PROVE SPERIMENTALI SU TRAVI E PARETI IN CFS 


Seguendo l’approccio del ‘Design assisted by testing’, proposto dalle normative EN 1990:2006, EN 1993-1-1:2014 e EN 1993-1-3:2007, l’azienda* in questione ha deciso di eseguire le prove di carico su campioni di trave e di parete in scala reale presso il Laboratorio Prove Materiali e Strutture dell’Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria.
Le prove sperimentali sulle travi reticolari in CFS sono state fondamentali per valutarne la risposta in termini di resistenza e di deformabilità dell’elemento strutturale. Le prove sperimentali sulle pareti in CFS hanno lo scopo di studiare il comportamento nei confronti dell’azione concomitante dei carichi verticali e dei carichi orizzontali che nascono per effetto del vento o del sisma.


LA TRAVE RETICOLARE DI SOLAIO - LE PROVE DI FLESSIONE

L’obiettivo delle prove di flessione sulle travi reticolari è quello di valutare la capacità portante della componente strutturale in presenza di una azione flettente. La particolarità di questa componente è di non essere a tutti gli effetti una trave reticolare ‘ideale’, in quanto non c’è una convergenza nel nodo degli assi baricentrici dei profili che la compongono.
Per studiare l’influenza di tale eccentricità sulla risposta globale dell’elemento costruttivo sono state effettuate 4 prove sperimentali. Per ciascun campione, costituito dalla disposizione di 3 travi reticolari ad un interasse di 400mm l’una dall’altra, è stato determinato il valore del carico di collasso e del relativo spostamento.
 
SteelMax - Trave Inflessa
Le prove di flessione a quattro punti

SteelMax - Trasduttori LVDTIl posizionamento dei trasduttori LVDT

I risultati ottenuti, qui rappresentati medianti le curve carico-spostamento, evidenziano un comportamento analogo per tutti e quattro i campioni analizzati. In particolare il valore massimo del carico e del relativo spostamento medio associato differiscono al massimo del 4-5%.
SteelMax Curve carico-spostamento
Curve carico-spostamento medio per i quattro campioni testati a flessione

I MODULI DI PARETE - LE PROVE MONOTONE E CICLICHE

Le prove sono state eseguite su campioni di parete realizzati in scala reale con l’obiettivo di studiare il comportamento di diverse tipologie di modulo-parete. Le variabili indagate hanno riguardato:
  • sistemi di controvento (traliccio, croce di Sant’Andrea, lastra di rivestimento);
  • presenza o meno di apertura;
  • interasse montanti.
Per poter caratterizzare il comportamento delle pareti nei confronti dell’azione sismica è stato necessario anzitutto effettuare delle prove monotone. Queste permettono la determinazione del valore di carico, che causa lo snervamento, e del relativo spostamento associato. Tali dati sono fondamentali per poter impostare le prove cicliche corrispondenti sulla base di quanto previsto dalla procedura di prova seguita (ECCS – Seismic Design, 1986. Publication n.45).

Sono stati effettuati 21 test.

 
SteelMax - Parete carichiLe prove di carico sulla tipologia di modulo-parete con sistema di controvento a traliccio

SteelMax - Pareti carichi verticali orizzontali
Le prove di carico sulla tipologia di modulo-parete con apertura, sistema di controvento a traliccio e lastra di rivestimento

I risultati ottenuti mostrano come i moduli di parete con sistema di controvento a traliccio raggiungano dei valori di resistenza e di rigidezza accettabili siano essi dotati o meno di apertura. L’adozione di moduli-parete con sistema di controvento a croce di Sant’Andrea migliora in modo sostanziale le prestazioni della parete, determinando incrementi notevoli soprattutto in termini di rigidezza. Anche le lastre di rivestimento conferiscono ai campioni un miglioramento nella risposta globale. In particolare si osserva un comportamento ‘a lastra’ in cui l’azione di taglio riguarda principalmente il rivestimento. In questo modo la sollecitazione e la deformazione dei profili strutturali è molto più limitata, che nei moduli di parete privi di rivestimento.
SteelMax - curveConfronto tra curve carico-spostamento di diverse tipologie di modulo-parete
 

(*) COGI srl - Profilo steelMAX®, realizzato in acciaio strutturale formato a freddo. Per maggiori informazioni: http://www.steelmax.it/prove-sperimentali.html

 

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