STRUTTURE LAMELLARI RINFORZATE CON CUCITURE

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1 Università IUAV di Venezia Dorsoduro, 2206 in collaborazione con LabSCo (Laboratorio di Scienza delle Costruzioni) Venezia, 26 settembre 2008

2 1/34 PRESUPPOSTI: collaborazione tra MONDO UNIVERSITARIO, ovvero Università IUAV di Venezia Laboratorio di Scienza delle Costruzioni (LabSCo) ed MONDO PRODUTTIVO, ovvero Gruppo Archés Euro Holz s.r.l, possibilità di interazione tra CONOSCENZA SCIENTIFICA e CONOSCENZA PRATICA per ottenere risultati importanti nel mondo professionale e migliorare le tecnologie esistenti SCOPO: valutare l efficacia ed efficienza di cuciture in acciaio annegate in appositi fori predisposti in alcune sezioni di travi speciali, curve e centinate, realizzate con la tecnologia del legno lamellare (glulam), per la copertura di luci di grande dimensione

3 2/34 TIPOLOGIA STRUTTURALE: TRAVE CURVA caratterizzata da una sezione costante lungo il suo asse longitudinale (asse z), il cui andamento è curvilineo: TRAVE CENTINATE caratterizzata da una sezione variabile lungo il suo asse longitudinale (asse z), per cui l intradosso permane curvo mentre l estradosso ha andamento lineare, ricalcando le falde delle coperture tradizionali

4 4/34 PROBLEMATICA DI QUESTA TIPOLOGIA STRUTTURALE: Sia le travi curve sia le travi centinate presentano il medesimo meccanismo di crisi Il pacchetto di lamelle tende a separarsi nelle sezioni maggiormente sollecitate, comportando la riduzione della sezione resistente. Il meccanismo di crisi si può manifestare sia per: rottura della lamella lungo le fibre longitudinale rottura dell interfaccia tra lamelle contigue (collante) TBC1 TBB1

5 5/34 MECCANISMO DI CRISI: Le tensioni ortogonali, raggiunto il valore di rottura a trazione perpendicolare alle fibre lignee, minore di quello per trazione parallela alle fibre, innescano la rottura delle lamelle con spaccatura lungo la direzione longitudinale. Le sollecitazioni flettenti - tensioni longitudinali comportano delle sollecitazioni trasversali - tensioni ortogonali il cui andamento è funzione del raggio di curvatura.

6 SOLUZIONE TECNOLOGICA: Cucitura con barre in acciaio ad aderenza migliorata al fine di contrastare le tensioni di trazione, perpendicolari alle lamelle, che si innescano nella trave curva. Cuciture per trave curva Cuciture per trave centinata La campagna sperimentale prevede l impiego di barre in acciaio Fe 44K e due tipologie di collante: 1. resina epossidica bicomponente 2. pasta cementizia premiscelata espansiva per ancoraggi 6/34

7 7/34 INDAGINE SPERIMENTALE: 8 TRAVI CURVE ed 8 TRAVI CENTINATE di cui: no. 1 trave bianca, dimensionata con valore di f t,90,am 0,28 N/mm 2 (trave di riferimento), avente altezza uguale alle travi rinforzate con cucitura metallica. no. 1 trave bianca, dimensionata secondo norma DIN 1052, con valore di f t,90,am 0,20 N/mm 2. no. 3 travi con cuciture in acciaio Fe 44K annegate in resina epossidica no. 3 travi con cuciture in acciaio Fe 44K annegate in malta cementizia premiscelata espansiva. Le travi CURVE rinforzate sono armate con 7 barre φ b =16 di lunghezza l b =570 mm con interasse i=33 mm, a partire dalla barra inserita nella sezione di mezzeria. Le travi CENTINATE rinforzate sono armate con 15 barre φ b =16 di lunghezza variabile l b =520, 560, 610, 660, 720, 810, 910, 970 mm a partire dall estremità verso la mezzeria, con interasse i=25 mm tra le prime 5 barre ed interasse i=35 mm tra le ultime 3 barre.

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9 9/34 STRUMENTAZIONE SPERIMENTALE: La cella di carico posta tra telaio di contrasto e pistone ha consentito la lettura del carico applicato. Inclino-metro centesimale agli appoggi per misurare la rotazione degli appoggi e verificare il corretto funzionamento del vincolo. Trasduttori di spostamento centesimali in corrispondenza delle sezioni di mezzeria e di applicazione dei coltelli di carico. Un trasduttore verticale misura lo schiacciamento degli appoggi. Un trasduttore orizzontale in corrispondenza dell appoggio scorrevole per misurare lo scorrimento orizzontale.

10 10/34 CONDIZIONI SPERIMENTALI: Durante ogni prova è stata misurata la temperatura è l umidità relativa presente nella sala prove del LabSCo. La temperatura media è stata di T=20 C e l umidità relativa pari a UR=30% in media tra le diverse giornate di prova. La prova è stata condotta in controllo di spostamento verticale della sezione di mezzeria, lato fibre estradossali. Rampa di carico definita al 30%, al 50% al 100% dello spostamento verticale corrispondente al carico P(f t,90,am ); rampa finale sino al carico di rottura. Ogni rampa di carico è stata intervallata da una rampa di scarico. Freccia L/2 [mm] TBC1 TBC2 TBCE1 TBCR Tempo [sec]