SOMMARIO. Connettore a piolo con testa applicato a freddo mediante chiodi e viti autofilettanti.

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2 2 SOMMARIO Connettore a piolo con testa applicato a freddo mediante chiodi e viti autofilettanti. 1. INTRODUZIONE 2. DESCRIZIONE CONNETTORI 3. PROVE DEI CONNETTORI FISSATI TRAMITE CHIODI 3.1. Descrizione campioni per prove di tipo Standard 3.2. Descrizione campioni per prove specifiche con lamiera grecata 3.3. Descrizione campioni per prove specifiche con soletta sottile (5 cm) 3.4. Modalità di prove e di rottura 3.5. Risultati Risultati prove standard con soletta piena Risultati prove con lamiera grecata Risultati prove specifiche con soletta sottile (5cm) 4. PROVE DEI CONNETTORI FISSATI TRAMITE VITI AUTOFILETTANTI 4.1. Descrizione campioni per prove di tipo Standard 4.2. Descrizione campioni per prove specifiche con lamiera grecata 4.3. Descrizione campioni per prove specifiche con soletta sottile (5 cm) 4.4. Modalità di prove e di rottura 4.5. Risultati Risultati prove standard con soletta piena Risultati prove con lamiera grecata Risultati prove specifiche con soletta sottile (5cm) 5. CONCLUSIONI

3 3 Connettore a piolo con testa applicato a freddo mediante chiodi e viti autofilettanti. 1. Introduzione La società TECNARIA S.p.A., con sede a Bassano del Grappa (VI), ha affidato all Università degli Studi di Padova - Dipartimento di Costruzioni e Trasporti una ricerca avente per oggetto indagini su per la caratterizzazione meccanica di connettori TECNARIA per strutture miste acciaio - calcestruzzo. Il programma di tale ricerca, come convenuto e stipulato nella convenzione tra le parti, si articola nelle seguenti fasi. Studio e pianificazione preliminare delle attività di prova, in base alle disposizioni normative tecniche o alle specifiche prescrizioni sperimentali. Caratterizzazione meccanica dei campioni e dei materiali. Elaborazione, interpretazione ed analisi dei dati di prova. Redazione di una relazione finale, comprendente la raccolta e l elaborazione dei dati acquisiti secondo le modalità sopraindicate. Con questo studio si è voluto caratterizzare il comportamento meccanico dei connettori Tecnaria per travi composte di acciaio e calcestruzzo, in riferimento alle indicazioni date dalla normative tecniche che regolamentano il progetto di questo tipo di struttura. Tali norme sono le seguenti: -) Eurocodice 4 UNI ENV del 1995, -) Eurocodice 4 versione draft pren del 24, -) Istruzioni CNR 16/1998 del 2. Esse prevedono la progettazione della connessione assistita dalla sperimentazione. Lo scopo delle prove qui descritte è realizzare la sperimentazione seguendo le modalità indicate, in maniera tale da mettere il progettista strutturale in condizione di poter effettuare un corretto dimensionamento della connessione. Inoltre si vuole verificare se e in quale ambito anche ai connettori Tecnaria si possono applicare le indicazioni progettuali date dalle norme per le travi composte con connettori a piolo saldati. Lo studio è stato effettuato per differenti tipologie di strutture. 1) Trave in acciaio connessa ad una soletta piena di calcestruzzo di 15 cm (prova di riferimento standard delle norme). 2) Trave connessa ad una soletta gettata su lamiera grecata. Il fissaggio della connessione viene effettuato tramite lo spessore della lamiera. 3) Trave mista ricorrente negli interventi di restauro: getto di una soletta sottile (5 cm) di calcestruzzo su un profilo in acciaio con spessore dell ala sottile. Oltre a ciò si è voluto studiare l importanza del tipo di fissaggio del connettore effettuando tutte le prove sia con connettori fissati alla

4 4 trave tramite due chiodi in acciaio ad alta resistenza sia con viti autofilettanti. L inserimento dei chiodi è attuato con chiodatrice. L inserimento delle viti è effettuato previo creazione di un foro di diametro 55 mm. La sperimentazione è costituita da prove di push-out: un tratto di trave viene connesso su entrambi i lati a due solette in calcestruzzo. Viene poi esercitata una forza gradualmente crescete di contrasto tra la trave in acciaio e le solette e vengono misurate nel tempo la forza esercitata e lo spostamento relativo tra solette e trave. Dai risultati ottenuti, tramite le indicazioni di normativa, si ottengono il valore di resistenza allo scorrimento di progetto del connettore e la sua caratterizzazione in merito alla duttilità. Le prove sono suddivise tra prove di tipo standard ove tutte le geometrie sono prestabilite nelle norme (trave connessa a soletta piena) e prove di tipo specifico per altri casi. Sono stati realizzati 14 campioni di tipo push-out, di cui 5 fanno parte delle modalità di prova standard, e le rimanenti fanno parte della modalità specifiche.

5 5 2. Descrizione connettori Il connettore a piolo TECNARIA consiste di: A) Un gambo con testa ottenuta per ricalco a freddo da una barra di acciaio tipo CB 4 FF KB (secondo UNI )di diametro 12 mm; B) una piastra in Fe DD11 (EN 1111) di base rettangolare di spessore 4 mm ottenuta tramite stampaggio. Il connettore a piolo e la piastra di base sono uniti tramite ricalco a freddo. C) Elementi di fissaggio: C1) Due chiodi che passano attraverso i due fori della piastra. Acciaio al carbonio. Resistenza a trazione 2 Mpa, limite elastico: 17 Mpa. Finitura superficiale: zincatura galvanica 7 micron. Lunghezza sottotesta 22.5 mm, diametro gambo 4.6 mm. C2) Due viti autofilettanti che passano attraverso i due fori della piastra e si fissano su due fori appositamente preparati nella trave. Acciaio tipo 1882 (secondo EN ). unitario di rottura: 498 N/mm2 Allungamento % mm Lunghezza sottotesta 2 mm, diametro gambo 5.85 mm. Tutte le parti del connettore sono sottoposte a zincatura elettrolitica 8 micron (valore medio).

6 6 3. PROVE DEI CONNETTORI FISSATI TRAMITE CHIODI 3.1. Descrizione campioni per prove di tipo Standard Per ottenere un riferimento standardizzato in merito al comportamento dei connettori Tecnaria sono state eseguite cinque prove su campioni e modalità di tipo standard così come definite dalle norme. I campioni testano i connettori Tecnaria CTF12/125 di altezza 125 mm con soletta piena di spessore 15 cm. La trave è una HEB 26 in Fe 43 (come risulta da prova specifica). La resistenza del calcestruzzo delle solette è di 2 MPa. Questo per soddisfare al requisito richiesto dalle norme che la resistenza del cls sia del 7 ± 1 % della resistenza per cui è progettata la prova (Rck 25-3 MPa). Le solette sono state gettate in orizzontale ad una settimana una dall altra e sono state lasciate all aria a stagionare. Le geometrie, l armatura ed il posizionamento dei connettori sono riportati in figura e corrispondono alle indicazioni della normativa. HEB 26 Fe 43 Barre d1 Feb 44k PROVINI 1-3 Cls: Rck 2 MPa Copriferro: 15 mm HEB 26 Fe 43 Barre d1 Feb 44k PROVINI Cls: Rck 2 MPa Copriferro: 15 mm Nota: un altro campione di tipo standard (il n.2) era stato predisposto ma, non essendo stato realizzato in maniera corretta, non figura nei risultati.

7 Descrizione campioni per prove specifiche con lamiera grecata Altri sei provini sono stati realizzati con interposizione di lamiera grecata tra la soletta e la trave in acciaio; con queste prove si verifica il comportamento dei connettori al variare dell altezza del connettore e della tipologia di lamiera grecata. Questi campioni hanno le geometrie indicate in figura:

8 8 I primi tre hanno l interposizione di una lamiera grecata alta 55 mm con interasse nervature 1 mm, base minima nervatura 6 mm e base media 75 mm. Nome campione Numero di connettori Altezza connettore Altezza lamiera A I 8 (2 per nervatura) 8 mm 55 mm mm A II 8 (2 per nervatura) 9 mm 55 mm mm A III 8 (2 per nervatura) 15 mm 55 mm 6 mm Altezza soletta piena In questo modo si rende possibile la verifica dell incremento di resistenza del connettore legato all incremento di altezza dello stesso. Per gli altri tre si è utilizzato una lamiera con nervature di maggiore altezza ma minore larghezza. La lamiera utilizzata ha altezza 75 mm, interasse 19 mm, base inferiore 4 mm e base media 52 mm. Nome campione Numero di connettori Altezza connettore Altezza lamiera Altezza soletta piena A IV 8 (2 per nervatura) 15 mm 75 mm mm A V 8 (2 per nervatura) 115 mm 75 mm mm A VI 8 (2 per nervatura) 125 mm 75 mm 6 mm Visto che lo scopo di queste prove era quello di effettuare un confronto reciproco tra i risultati si è scelto di utilizzare un calcestruzzo Rck 3 che corrisponde a quello indicato con questa tipologia. Questo perché da prove preliminari si è visto che il limite della resistenza di questo tipo di connessione è proprio la rottura del cls e quindi si è preferito effettuare le prove che meglio corrispondano alla situazione reale.

9 Descrizione campioni per prove specifiche con soletta sottile (5 cm) Infine sono state realizzate altre tre prove specifiche per caratterizzare il comportamento del connettore con soletta sottile, caso frequente negli interventi di restauro. La soletta Rck 3 Mpa ha spessore 5 cm; il profilo è costituito da un IPE 14 con resistenza allo snervamento di 347 N/mmq, carico massimo: 462 N/mm2 e allungamento 33%. I connettori sono 4 per campione e sono del tipo CTF12/4 e hanno dei chiodi preassemblati. IPE14 Fe 43 Barre d8 Feb 44k PROVINI A VII - A VIII - A IX 14 Cls: Rck 3 MPa A completamento delle prove sono stati portati a rottura 4 cubetti di cls (4 cubetti di cls per ogni miscela) ed un campione delle travi HEB 26, uno per le travi IPE 14 e una barra di acciaio con la quale viene realizzato il gambo del connettore.

10 Modalità di prove e di rottura Per ogni campione è stato rilevato il diagramma carico - spostamento delle due solette ed è stata osservata la dinamica attraverso la quale si arriva al collasso. I campioni sono stati posizionati sotto la pressa e precaricati per effettuare il centraggio con una forza di 1 kn. Successivamente sono stati portati al 4% del carico previsto a rottura ed è stato applicato il carico ciclicamente facendolo variare nell intervallo compreso tra il 5% e il 4%. Successivamente i campioni sono stati portati a rottura in non meno di 15. Durante tutta la durata delle prove è stato misurato lo scorrimento longitudinale tra ogni soletta di calcestruzzo e la sezione di acciaio. Queste sono le modalità di prova effettuate: Campione Descrizione N. cicli tra 5% e 4% del carico massimo Tempo prova seconda parte Tempo prova totale A I A II A III A IV A V A VI A VII A VIII A IX Soletta piena Soletta piena Soletta piena Soletta piena Soletta piena Lamiera Grecata 55 Lamiera Grecata 55 Lamiera Grecata 55 Lamiera Grecata 75 Lamiera Grecata 75 Lamiera Grecata 75 Soletta 5 cm Soletta 5 cm Soletta 5 cm 25 39' 1h 47' 25 35' 1h 4' 25 31' 1h 48' 25 35' 1h 46' 25 22' 1h 28' 5 17' 4' 5 21' 43' 5 23' 44' 5 17' ' 5 21' 45' 5 22' 43' 25 17' 1h 31' 25 16' 1h 9' 25 2' 1h 18'

11 11 Si riporta, come esempio, nella figura seguente il grafico tempo - carico del provino denominato 5. Campione n. 5 4, 4, 3, 3, 2, kn 2, 1,,,, secondi

12 Risultati Risultati prove standard con soletta piena Grafici carico - spostamento Provino 1 Provino Sc Medio 1 Sc Sx 1 Sc Dx 1 Sc Dx 3 Sc Sx 3 Sc Medio 3 Provino 4 Provino Sc Medio 4 Sc Dx 4 Sc Sx 4 Sc Dx 5 Sc Sx 5 Sc Medio 5 Provino Sc Medio 6 Sc Sx 6 Sc Dx 6 Denominazione di rottura per connettore kn 1 47, 3 49, , ,1 6 46,58

13 13 Per tutti i campioni si può notare una differenza di comportamento tra le due solette. Una delle due ha avuto comportamento più rigido (andamento riportato in verde nei grafici) dell altra (linee azzurre). Ciò è dovuto principalmente a due aspetti: -) le solette sono state realizzate in tempi diversi e quindi hanno avuto tempi di maturazione differenti e leggere differenze di miscela; -) una delle due superfici di contatto tra soletta e trave in acciaio è stata ingrassata, mentre l altra è stata ricoperta con una pellicola di materiale plastico. La soletta la cui aderenza alla trave era stata evitata solamente tramite ingrassaggio è risultata collegata in maniera comunque rigida alla trave ed in conseguenza solo l altra ha manifestato deformazioni per carichi sotto una certa soglia. Superata questa soglia l aderenza trave - soletta (lato ingrassato) è venuta a mancare istantaneamente (in corrispondenza alla prima caduta di resistenza dei campioni) e da quel momento in poi le due solette hanno continuato a deformarsi della stessa quantità. Entrambe le deformazioni misurate in questa fase sono quelle dovute alla deformabilità della connessione. Successivamente all aumentare del carico si è misurato un incremento costante di deformazioni fino al raggiungimento del carico di rottura. Raggiunto il picco di resistenza i connettori hanno dimostrato la loro duttilità mantenendo il carico costante e permettendo deformazioni molto elevate. Alla fine si è misurato un decremento della resistenza a gradini nei campioni ove la soglia di distacco dell aderenza è risultata inferiore al limite del 4 % del carico massimo e un decremento di tipo continuo nel campione (n. 5) ove l aderenza è stata bassa. In tutti i casi si sono misurate deformazioni medie (linee nere) superiori ai 6 mm che costituiscono la soglia per definire la connessione duttile. Le deformazioni medie, con una adeguata separazione tra soletta e trave, sarebbero state più vicine a quelle della soletta senza aderenza (linee azzurre) e quindi maggiori di quelle riportate. Una volta arrivati a rottura e separata la soletta distaccatasi dalla trave si è potuto vedere in che modo hanno ceduto i connettori. A conferma di un dimensionamento proporzionato tra le parti del connettore si è notato che il cedimento è sempre dovuto al collasso di più elementi della connessione. Associata ad un parziale sfilamento dei chiodi si è notata la deformazione molto elevata della piastrina di base fino alla sua apertura totale con rilascio del gambo. In alcuni casi la spinta del chiodi sul lembo della piastrina ne ha comportato lo slabramento e quindi il distacco del chiodo o il tranciamento a taglio del chiodo.

14 14

15 15 In generale si osserva che la rottura della connessione avviene nel connettore e non nel calcestruzzo per schiacciamento o distaccamento. Inoltre si nota che la direzione di posa differente tra i provini 1 e 3 e i provini 4, 5 e 6 non dà luogo ad alcuna differenza nei risultati, ciò per il fatto che il connettore alto 125 mm nella soletta da 1 mm trasmette una sollecitazione di puro taglio per lo meno fino al manifestarsi di deformazioni significative. La duttilità elevata si può spiegare grazie ai meccanismi che si formano tra le parti del connettore prima che questo sia sottoposto al carico di rottura. Il piolo ruota rispetto alla piastrina di base. Questa si deforma, piegandosi verso il centro. Infine i chiodi, prima di sfilarsi, si piegano e ruotano.

16 Risultati prove con lamiera grecata Grafici carico - spostamento Provino A I Provino A II Sc Medio A I Sc Sx A I Sc Dx A I Sc Medio A II Sc Sx A II Sc Dx A II Provino A III Provino A IV Sc Medio A III Sc Sx A III Sc Dx A III Sc Medio A IV Sc Sx A IV Sc Dx A IV Provino A V Provino A VI Sc Medio A V Sc Sx A V Sc Dx A V Sc Medio A VI Sc Sx A VI Sc Dx A VI Campione Altezza lamiera Altezza soletta Altezza connettore di rottura per connettore mm mm mm kn A I ,28 A II ,38 A III ,88 A IV ,6 A V ,62 A VI ,69

17 17 Le prove con lamiera grecata interposta sono state organizzate in maniera tale da poter verificare l adeguatezza dell espressione di calcolo della resistenza del connettore proposta nelle norme per i connettori di tipo saldato anche per il connettore Tecnaria. La resistenza del connettore secondo la norma è frutto della resistenza di riferimento del connettore in soletta piena ridotto del termine k:.7 b = h k 1 ove b è la larghezza media delle nervature, h p l altezza delle nervature, Nr il numero di connettori per nervatura e h l altezza del connettore. Nr hp h p Così per i due tipi di lamiera provata si è misurata la resistenza e il comportamento della connessione al variare dell altezza del connettore e si può vedere dai risultati che la crescita della resistenza è proporzionale alla crescita dell altezza del connettore e alla crescita del rapporto b /h p. La rottura avviene per taglio delle nervature di calcestruzzo. Al crescere del carico si crea una fessura nel cls che poi man mano si allarga e tende a formare una superficie di rottura che scavalca la connessione. Così con i connettori più alti la superficie risulta maggiore così come il carico necessario per la rottura. Anche in queste prove si nota una grande capacità di deformazione della connessione dovuta al fatto che il meccanismo chiodo - piastra - gambo permette una estesa rotazione alla base prima di cedere.

18 Risultati prove specifiche con soletta sottile (5cm) Grafici carico - spostamento Provino A VII Sc Medio A VII Sc Sx A VII Sc Dx A VII Provino A VIII Sc Medio A VIII Sc Sx A VIII Sc Dx A VIII Provino A IX Sc Medio A IX Sc Sx A IX Sc Dx A IX Campione di rottura per connettore kn A VII 31,48 A VIII 34,2 A IX 32,8

19 Tali prove sono state preparate per ottenere una resistenza allo scorrimento di riferimento in un contesto preciso fuori dallo standard ovvero con travi aventi ali di spessore sottile e soletta di spessore 5 cm. Il connettore è alto 4 mm su soletta da mm. Lo spessore dell ala su cui è fissato il connettore è di 6.9 mm. Si può notare che per i connettori di queste altezze il comportamento della connessione è di tipo non duttile (o rigido) (deformazioni sempre inferiori ai 6 mm). Questo perché solamente i chiodi hanno permesso cedimenti di tipo duttile, mentre il sistema piastra - piolo - cls risulta molto rigido in questo contesto. Infatti la rottura di tutti i campioni è avvenuta per sfilamento dei chiodi. 19

20 2 4. PROVE DEI CONNETTORI FISSATI TRAMITE VITI AUTOFILETTANTI 4.1. Descrizione campioni per prove di tipo Standard Le procedure di prova per i connettori fissati con viti sono state le stesse di quelle relative ai connettori chiodati. Sono state eseguire sei prove su campioni e modalità di tipo standard. I campioni testano i connettori tecnaria CTF12/12 di altezza 12 mm con soletta piena di spessore 15 cm. La trave è una HEB 26 in Fe 43 (come risulta da prova specifica). La resistenza del calcestruzzo delle solette è di 2 MPa. Questo per soddisfare al requisito richiesto dalle norme che la resistenza del cls sia del 7 ± 1 % della resistenza per cui è progettata la prova (Rck 25-3 MPa). Le solette sono state gettate in orizzontale ad una settimana una dall altra e sono state lasciate all aria a stagionare. Le geometrie, l armatura ed il posizionamento dei connettori sono riportati in figura e corrispondono alle indicazioni della normativa.

21 Descrizione campioni per prove specifiche con lamiera grecata Altri sei provini sono stati realizzati con interposizione di lamiera grecata tra la soletta e la trave in acciaio; con queste prove si verifica il comportamento dei connettori al variare dell altezza del connettore e della tipologia di lamiera grecata. Questi campioni hanno le geometrie indicate in figura:

22 22 I primi tre hanno l interposizione di una lamiera grecata alta 55 mm con interasse nervature 1 mm, base minima nervatura 6 mm e base media 75 mm. Nome campione Numero di connettori Altezza connettore Altezza lamiera Altezza soletta piena B I 8 (2 per nervatura) 8 mm 55 mm mm B II 8 (2 per nervatura) 9 mm 55 mm mm B III 8 (2 per nervatura) 15 mm 55 mm 6 mm Così si rende possibile la verifica dell incremento di resistenza del connettore legato all incremento di altezza dello stesso. Per gli altri tre si è utilizzato una lamiera con nervature di maggiore altezza ma minore larghezza. La lamiera utilizzata ha altezza 75 mm, interasse 19 mm, base inferiore 4 mm e base media 52 mm. Nome campione Numero di connettori Altezza connettore Altezza lamiera Altezza soletta piena B IV 8 (2 per nervatura) 15 mm 75 mm mm B V 8 (2 per nervatura) 115 mm 75 mm mm B VI 8 (2 per nervatura) 12 mm 75 mm 6 mm Visto che lo scopo di queste prove era quello di effettuare un confronto reciproco tra i risultati si è scelto di utilizzare un calcestruzzo rck 3 che corrisponde a quello indicato con questa tipologia. Questo perché da prove preliminari si è visto che il limite della resistenza di questo tipo di connessione è proprio la rottura del cls e quindi si è preferito effettuare le prove che meglio corrispondano alla situazione reale.

23 Descrizione campioni per prove specifiche con soletta sottile (5 cm) Infine sono state realizzate altre tre prove specifiche per caratterizzare il comportamento del connettore con soletta sottile, caso frequente negli interventi di restauro. I campioni sono stati realizzati su proporzioni tipiche dei casi di restauro. La soletta Rck 3 Mpa ha spessore 5 cm; il profilo è costituito da un IPE 14 con resistenza allo snervamento di 347 N/mmq, carico massimo: 462 N/mm2 e allungamento 33%. I connettori sono 4 per campione e sono del tipo CTF12/4. A completamento delle prove sono stati portati a rottura 4 cubetti di cls (4 cubetti di cls per ogni miscela) ed un campione delle travi HEB 26, uno per le travi IPE 14 e una barra di acciaio con la quale viene realizzato il gambo del connettore.

24 Modalità di prove e di rottura Per ogni campione è stato rilevato il diagramma carico spostamento delle due solette ed è stata osservata la dinamica attraverso la quale si arriva al collasso. I campioni sono stati posizionati sotto la pressa e precaricati per effettuare il centraggio con una forza di 1 kn. Successivamente sono stati portati al 4% del carico previsto a rottura ed è stato applicato il carico ciclicamente facendolo variare nell intervallo compreso tra il 5% e il 4%. Successivamente i campioni sono stati portati a rottura in non meno di 15. Durante tutta la durata delle prove è stato misurato lo scorrimento longitudinale tra ogni soletta di calcestruzzo e la sezione di acciaio. Queste sono le modalità di prova effettuate: Campione Descrizione N. cicli tra 5% e 4% del carico massimo Tempo prova seconda parte Tempo prova totale B X B XI B XII B XIII B XIV B XV B I B II B III B IV B V B VI B VII B VIII B X Soletta piena Soletta piena Soletta piena Soletta piena Soletta piena Soletta piena Lamiera Grecata 55 Lamiera Grecata 55 Lamiera Grecata 55 Lamiera Grecata 75 Lamiera Grecata 75 Lamiera Grecata 75 Soletta 5 cm Soletta 5 cm Soletta 5 cm 25 22' 2h 19' 25 15' 1h 34' 25 26' 1h 33' 25 19' 1h 23' 25 19' 1h 22' 25 21' 1h 22' 5 35' 53' 5 34' 52' 5 28' 45' 5 21' 39' 5 27' 44' 5 3' 51' 5 19' 1h16' 5 22' 1h17' 25 22' 2h 19'

25 25 Si riporta, come esempio, nella figura seguente il grafico tempo - carico del provino denominato B XIII. BXIII 3, 2, 2, 1, kn, C BXIII,,,, 2, 3, 4,, 6, -, sec

26 Risultati Risultati prove standard con soletta piena Grafici carico - spostamento Provino B X Provino B XI Sc Medio B X Sc Sx B X Sc Dx B X Sc Medio B XI Sc Sx B XI Sc Dx B XI Provino B XII Provino B XIII Sc Medio B XII Sc Sx B XII Sc Dx B XII Sc Medio B XIII Sc Sx B XIII Sc Dx B XIII Provino B XIV Provino B XV MediaDxSx BXIV Scorr.Sx BXIV Scorr.Dx BXIV MediaDxSx BXV Scorr.Sx BXV Scorr.Dx BXV Denominazione di rottura per connettore kn B X 29.6 B XI 24.2 B XII 32.6 B XIII 35.8 B XIV 32.5 B XV 37.9 Per questi campioni non si nota un differente comportamento tra le due

27 27 solette. Entrambe infatti sono state separate dalla trave in acciaio tramite una pellicola di materiale plastico. La rigidezza della connessione nella prima fase di carico (quella sottoposta carico ciclico) è la stessa del connettore chiodato. Il carico massimo si è dimostrato inferiore a quello dei connettori chiodati in quanto si manifesta una rottura anticipata (rispetto al caso chiodato) delle viti per taglio. Questo tipo di rottura non permette al connettore di sviluppare le sue capacità deformative (rotazione del piolo, deformazione della piastra, graduale deformazione dei chiodi). Raggiunto il picco di resistenza i connettori subiscono un rapido decremento di resistenza. A causa di ciò i connettori sono da definire come rigidi (non duttili) in quanto in tutti i casi si sono misurate deformazioni medie (linee nere) inferiori a 6 mm (la soglia per definire la connessione duttile). Osservando i campioni dopo la rottura si è potuto notare che, nel caso di soletta piena, la rottura avviene sempre per cedimento di tipo rigido delle viti. Il resto del connettore, piolo, piastra cls circostante il connettore sono rimasti integri. Si osserva che anche in questi campioni la posa dei connettori trasversale alla trave oppure parallela risulta indifferente. Ciò a conferma che i connettori sono soggetti a puro sforzo di taglio Risultati prove con lamiera grecata

28 28 Grafici carico - spostamento Provino B I Provino B II Media DXSX Prova BI Sx Prova BI DX Prova BI MEDIA BII SX BII DX BII Provino B III Provino B IV MediaDxSx BIII Scorr.Sx BIII Scorr.Dx BIII MediaDxSx B IV Scorr.Sx B IV Scorr.Dx B IV Provino B V Provino B VI MediaDxSx BV Scorr.Sx BV Scorr.Dx BV MediaDxSx BVI Scorr.Sx BVI Scorr.Dx BVI Campione Altezza lamiera Altezza soletta Altezza connettore di rottura per connettore mm mm mm kn B I B II B III B IV B V B VI

29 29 La principale osservazione in merito a queste sei prove riguarda il fatto che sia l andamento dei grafici carico - scorrimento, sia il carico massimo di rottura sono analoghi al caso di connettore chiodato. La rottura di taglio delle viti manifestatasi nel caso di soletta piena in questi casi non avviene. Infatti a valori più bassi di resistenza si manifestano altri meccanismi di rottura tipici del caso con lamiera grecata. Queste prove quindi hanno la stessa validità delle precedenti e confermano ulteriormente le indicazioni ottenute dalle prove effettuate con lamiera grecata. In merito alla riduzione della resistenza di calcolo si ha una conferma dell estendibilità dell espressione di calcolo del coefficiente k: k =.7 b h 1 Nr hp h p (b larghezza media delle nervature, h p altezza delle nervature, Nr numero di connettori per nervatura e h altezza del connettore). Infatti si è notata ancora una crescita di resistenza al crescere dell altezza del connettore e una diminuzione di resistenza al diminuire del rapporto b /h p La rottura avviene per taglio delle nervature di calcestruzzo. Al crescere del carico si crea una fessura nel cls che poi man mano si allarga e tende a formare una superficie di rottura che scavalca la connessione. Così con i connettori più alti la superficie risulta maggiore così come il carico necessario per la rottura. Anche in queste prove si nota una grande capacità di deformazione della connessione dovuta al fatto che il meccanismo vite - piastra - gambo permette una estesa rotazione alla base prima di cedere.

30 3

31 Risultati prove specifiche con soletta sottile (5cm) Grafici carico - spostamento Provino B VII MediaDxSx B VII Scorr.Sx B VII Scorr.Dx B VII Provino B VIII MediaDxSx B VIII Scorr.Sx B VIII Scorr.Dx B VIII Provino B IX MediaDxSx B IX Scorr.Sx B IX Scorr.Dx B IX Campione di rottura per connettore kn B VII 35.5 B VIII 31.9 B IX 3.5

32 32 Anche in questo caso le resistenza del connettore non risulta limitata da una limitata resistenza del sistema di attacco. Infatti la resistenza del connettore in generale in questo contesto risulta inferiore, sia con il fissaggio tramite chiodi che con il fissaggio tramite viti. Si può notare che per i connettori di queste altezze il comportamento della connessione è di tipo rigido (non duttile) in quanto si misurano deformazioni sempre inferiori ai 6 mm. Anche in questo caso è avvenuta la rottura del connettore per tranciamento delle viti. Il valore medio della resistenza è infatti lo stesso del caso soletta piena da 15 cm per la quale è avvenuta lo stesso tipo di rottura.

33 33 5 CONCLUSIONI La presente indagine, volta a caratterizzare dal punto di vista meccanico le caratteristiche dei connettori Tecnaria in diversi contesti di utilizzo ha evidenziato vari aspetti significativi. 1) Il connettori manifestano la massima resistenza meccanica possibile se fissati tramite chiodi su trave in acciaio con soletta piena spessa. Questo è dimostrato dal fatto che ogni parte della connessione è sottoposta alla propria sollecitazione di rottura. Le resistenze di tutti gli elementi dell unione sono confrontabili tra loro e non vi è un elemento che cede a valori più bassi. 2) La connessione tramite chiodi su soletta piena è di tipo duttile. La composizione del connettore fa sì che siano permesse alte deformazioni garantendo il mantenendo della resistenza di progetto. Si è infatti notato che le varie componenti si deformano gradualmente. Il piolo ruota attorno alla base, la piastra si inflette, i chiodi si piegano senza che avvenga una rottura improvvisa di tipo fragile. 3) La resistenza della connessione della trave con soletta gettata su lamiera grecata risulta ridotta rispetto al caso di soletta piena. Le prove hanno verificato che il comportamento del connettore Tecnaria è analogo per questo aspetto a quello del connettore a piolo saldato. Infatti il coefficiente riduttivo k della resistenza di riferimento del connettore a piolo in base alla geometria della lamiera e all altezza del gambo del piolo risulta adatto anche per i connettore Tecnaria. 4) La connessione della trave in situazione specifica di soletta sottile (5 cm) ha un valore di resistenza inferiore. Ciò analogamente a quanto avviene per i connettori a piolo saldati. 5) Le prove effettuate con connettore fissati tramite viti hanno evidenziato la necessità di identificare anche la specifica resistenza dell attacco. Per i connettori chiodati questo aspetto non ha rilevanza in quanto il valore è superiore a quello di progetto standard del connettore, mentre nel caso di fissaggio tramite viti si è determinato il valore di resistenza del fissaggio e per determinare la resistenza di progetto bisognerà assumere il valore più basso tra quello del connettore e quello dell attacco. Nel caso di lamiera grecata il valore del connettore sarà ridotto del coefficiente k, mentre il valore dell attacco rimane invariato. Per questo motivo le prove su lamiera grecata dei connettori fissati con viti hanno avuto risultati analoghi a quelli fissati con chiodi. 6) La rottura dell attacco ha influenza anche sulla duttilità della connessione; se infatti avviene la rottura del fissaggio del connettore non si possono manifestare altre riserve di resistenza e la connessione risulta non duttile (rigida).

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