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Componenti strutturali secondarie: lastre e connettori

PROVE SPERIMENTALI SU LASTRE E CONNETTORI PER SISTEMI DI PARETE IN ACCIAIO FORMATO A FREDDO 


I sistemi intelaiati di parete realizzati mediante i profili sottili di acciaio formato a freddo* vengono rivestiti con delle lastre, a base di gesso o a di cemento, vincolate agli stessi attraverso dei connettori meccanici.

La tipologia di lastra, o meglio il materiale che la compone e l’interasse di fissaggio di questa ai profili di acciaio condizionano fortemente la risposta del sistema di parete nei confronti dell’azione orizzontale. Per questo motivo è necessario effettuare delle prove sperimentali con lo scopo di determinare la resistenza al taglio del materiale e delle connessioni lastra-profilo di acciaio.

Tali valori sono fondamentali per valutare analiticamente la resistenza laterale della parete e ricavare lo sforzo di trazione trasmesso ai vincoli a terra, in particolare ai dispositivi anti-ribaltamento, detti anche hold-down. Per questo motivo sono state effettuate delle prove di laboratorio anche su questi sistemi di collegamento.
 
steelMAX - Connettori e lastre in cantiere

LE LASTRE DI RIVESTIMENTO - LE PROVE DI TAGLIO

La lastra di rivestimento agisce come una sorta di un vincolo all’instabilità distorsionale dei profili di acciaio formati a freddo a cui è connessa.

L’obiettivo delle prove è quello di valutare il comportamento a taglio delle lastre, ricavandone il valore sia della rigidezza, sia del modulo di taglio. Questi dati permettono di effettuare una modellazione accurata del materiale qualora si affrontasse un’analisi agli elementi finiti.

Sono state analizzate sei differenti tipologie di ‘pelle’. I materiali che le compongono sono principalmente a base di gesso o cemento additivati con fibre di rinforzo di origine organica o minerale. Sono state effettuate in totale 29 prove sperimentali. Ciascun provino è stato portato al collasso per determinarne il valore del carico limite.
 
steelMAX - Prova a taglio della lastra
La prova al taglio di una lastra in gesso con fibre organiche e additivi minerali

LA CONNESSIONE TRA LASTRA E PROFILO DI ACCIAIO - LE PROVE DI TAGLIO

La connessione tra lastra di rivestimento e struttura metallica avviene mediante delle viti auto-perforanti poste ad interassi regolari. Come dimostrano le prove di laboratorio condotte sui sistemi intelaiati di parete, il contributo in termini di rigidezza apportato da questo collegamento non può essere trascurato.

L’obiettivo delle prove sperimentali è quello di valutare il comportamento a taglio della connessione lastra-profilo, determinandone resistenza e rigidezza. Questi valori permettono di effettuare una modellazione accurata della connessione qualora si affrontasse un’analisi agli elementi finiti.

Sono state effettuate complessivamente 39 prove sperimentali. I campioni testati hanno riguardato sei differenti tipologie di ‘pelle’ connesse ai profili metallici. Il numero di provini realizzati per ciascuna ‘pelle’ è stato determinato in funzione della tipologia materica stessa della lastra.
 
steelMAX - Prova al taglio della connessione
La prova al taglio della connessione lastra-profilo

Alcune lastre si sono rivelate meno omogenee di altre e per questo motivo hanno richiesto l’effettuazione di un numero maggiore di test per la determinazione di un valore rappresentativo.
 
steelMAX - curve

Curve carico-spostamento della connessione tra lastra AA e profilo metallico

IL DISPOSITIVO ANTI-RIBALTAMENTO - LE PROVE DI TRAZIONE

Gli hold-down o dispositivi anti-ribatamento, come evidenziato dalle prove full-scale realizzate sui pannelli di parete in acciaio formato a freddo, giocano un ruolo fondamentale ai fini della resistenza laterale del sistema. Posti in corrispondenza degli angoli della parete intelaiata in acciaio, il loro compito è quello di impedirne il sollevamento indotto dall’azione dei carichi orizzontali.

I test sperimentali mirano a determinarne la resistenza a trazione della connessione tra dispositivo-profilo e base. Il set-up di prova prevede infatti che l’hold-down sia collegato al profilo di acciaio formato a freddo mediante delle viti auto-perforanti e sia vincolato a terra mediante un bullone.

Il provino è stato portato al collasso raggiunto in seguito alla crisi del bullone.
 
steelMAX - prova di trazione
Curve carico-spostamento della connessione dispositivo-profilo metallico-base

 
 

(*) 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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