CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI CENTRO INTERDIPARTIMENTALE DI RICERCA INDUSTRIALE Alma Mater Studiorum - Università di Bologna CONVENZIONE DI RICERCA CON FIXOLITE-ISOBLOC RAPPORTO DI PROVA Prove di compressione assiale costante e carico orizzontale su pannelli in calcestruzzo in scala reale di spessore 14 cm, realizzati con blocchi cassero in legno cemento ISOBLOC TIPOLOGIA PROVA 3A_4M Direttore Responsabile Scientifico ALMA MATER STUDIORUM UNIVERSITA DI BOLOGNA CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI CENTRO INTERDIPARTIMENTALE DI RICERCA INDUSTRIALE VIA DEL LAZZARETTO 15/5 40131 BOLOGNA ITALIA TEL. + 39 0512090355 FAX. + 39 0512090322

Pag 2/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Convenzione di ricerca con Fixolite-Isobloc Prove di laboratorio tipologia prova 3a _4m - spess=14cm INDICE 1. PREMESSA... 3 2. PROGRAMMA DI PROVA E DETTAGLI COSTRUTTIVI DEL PANNELLO... 3 3. PROPRIETÀ DEI MATERIALI UTILIZZATI... 6 4. STRUMENTI DI MISURA... 7 5. SET-UP DI PROVA E FASI DI CARICO... 9 6. RISULTATI DI PROVA RELATIVI AL PANNELLO 4P_130_1... 12 6.1 Comportamento globale del pannello soggetto a caricamento ciclico... 12 6.2 Comportamento locale del pannello soggetto a caricamento ciclico... 14 7. RISULTATI DI PROVA RELATIVI AL PANNELLO 4P_130_2... 18 7.1. Comportamento globale del pannello soggetto a caricamento ciclico... 18 7.2. Comportamento locale del pannello soggetto a caricamento ciclico... 20 8. CONFRONTO DEI RISULTATI... 24 9. GALLERIA FOTOGRAFICA... 26

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 3/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm 1. Premessa La presente relazione è stata predisposta nell ambito delle prestazioni commissionate al CIRI Edilizia e Costruzioni dell Università di Bologna dalla ditta Fixolite - Isobloc relative allo svolgimento di prove di laboratorio su pareti debolmente armate in c.c.a. realizzate con la tecnologia dei blocchi cassero. Le prove sono state svolte in accordo con le indicazioni riportate nelle Linee Guida per sistemi costruttivi a pannelli portanti basati sull impiego di blocchi cassero e calcestruzzo debolmente armato in opera emanate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici (Agosto 2011). Il sistema costruttivo considerato prevede l assemblaggio a secco dei blocchi cassero unitamente alla predisposizione delle necessarie armature all interno dei fori; successivamente si completa la parete mediante getto di calcestruzzo. All indurimento del calcestruzzo, si ottiene una parete costituita da elementi verticali (pilastrini) collegati da elementi orizzontali (travetti) che compongono un reticolo in c.c.a. con funzione resistente sia per i carichi verticali e orizzontali. Come previsto dalle Linee Guida citate, la campagna di prove ha lo scopo di ottenere le grandezze necessarie a fornire le indicazioni progettuali e costruttive per la progettazione ed il c alcolo di edifici realizzati con sistemi costruttivi a pannelli portanti basati sull impiego di blocchi cassero e calcestruzzo debolmente armato gettato in opera. Nel presente elaborato sono descritte le prove di compressione assiale costante e carico orizzontale ciclico applicato nel piano del pannello su elementi in scala reale con rapporto di forma pari a b : h = 4 : 3 senza aperture. Tali prove sono denominate tipologia prova 3A_4M nell ambito delle Linee Guida citate in precedenza. Le prove sono state svolte in regime pseudo-statico con applicazione di un carico assiale costante e carico orizzontale ciclico su pannelli in calcestruzzo. Le prove sono finalizzate alla valutazione della capacità resistente, della capacità di spostamento e della dissipazione. 2. Programma di prova e dettagli costruttivi del pannello Sono state effettuate due prove su pannelli in scala reale di dimensione di 4.0 x 3.0 m 2 con spessore di calcestruzzo resistente pari a s = 14 cm, sottoponendo i provini a un carico assiale di valore confrontabile a quello riscontrabile nei casi reali, in accordo con le indicazioni riportate nelle Linee Guida del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici di cui al paragrafo 1. I pannello sono stati nominati nel seguente modo: - 4P_130_1 = Pannello di 4.0 x 3.0 m 2 con spessore di calcestruzzo resistente pari a 14 cm, caricato con sforzo assiale costante pari a 130 kn; - 4P_130_2 = Pannello di 4.0 x 3.0 m 2 con spessore di calcestruzzo resistente pari a 14 cm, caricato con sforzo assiale costante pari a 130 kn; I blocchi cassero utilizzati per la realizzazione dei pannelli sono stati forniti da Fixolite - Isobloc e hanno le caratteristiche geometriche riportate in Figura 1. Le dimensioni del blocco sono pari a L x B = 50 x 25 cm, gli spessori delle pareti interne ed esterne del blocco sono pari a 3.5 e 4 cm rispettivamente. L interno delle pareti del blocco è rivestito da uno strato di polistirene di spessore 2 cm; le cavità interne del blocco consentono la realizzazione di una

Pag 4/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm parete in calcestruzzo di spessore pari a 14 cm (si vedano le Figure 1 e 2). I pannelli soggetti a prova sono realizzati mediante la sovrapposizione di blocchi cassero. Dal prospetto (Figura 1), si possono osservare gli intagli di profondità pari a circa 5.5 cm che permettono di realizzare, in fase di getto, maglie di travetti orizzontali ad interasse di circa 25 cm. Cassero Legno Cemento Polistirene (s = 2 cm) Cassero Legno Cemento 5,5 5,5 25 14 25 14 5,5 5,5 4 19,25 3,5 19,25 4 5,5 14 5,5 50 25 Figura 1. Rilievo dettagliato del blocco cassero utilizzato per la realizzazione dei pannelli. CORDOLO IN C.A. TRAVETTO IN C.A. PILASTRINO IN C.A. CASSERO IN LEGNOCEMENTO Figura 2. Elementi portanti verticali (pilastrini) ed orizzontali (travetti) all interno del pannello soggetto a prove di compressione assiale costante e carico orizzontale nel piano del pannello.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 5/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm I pannelli sono stati realizzati con conglomerato cementizio di classe C25/30 (così come documentato al paragrafo 3 della presente relazione) e sono stati inseriti ferri d armatura longitudinale e orizzontale secondo gli standard costruttivi indicati dalla stessa Fixolite-Isobloc. Le armature di rinforzo utilizzate sono le seguenti: - Armature verticali = n. 2 barre φ 8 mm per ogni pilastrino (interasse = 25 cm) - Armature orizzontali = n. 2 barre φ 8 mm per ogni travetto. Tutte le barre d armatura (orizzontali e verticali) sono state opportunamente piegate alle estremità in modo da risultare efficacemente ancorate (Figura 3). Inoltre, i ferri verticali sono stati sovrapposti a metà altezza del pannello, come da modalità costruttiva standard. PER DISEGNO ARMATURE FONDAZIONE VEDI TAVOLA: FONDAZIONE 2 Figura 3. Dettagli costruttivi della realizzazione dei pannelli testati.

Pag 6/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm All estremità superiore del pannello è stato realizzato un cordolo in calcestruzzo di altezza h=25 cm rinforzato con barre d armatura al fine di distribuire il carico verticale di prova in modo uniforme su tutto il pannello. Alla base del pannello è stata realizzata una platea di fondazione in calcestruzzo di dimensioni 4.60 x 1.40 x 0.30 m 3 e opportunamente armata. I pannelli Fixolite-Isobloc oggetto di prova sono stati realizzati nella sede del CIRI Edilizia e Costruzioni presso il Laboratorio LISG della Facoltà d Ingegneria dell Università di Bologna Alma Mater Studiorum da una ditta incaricata da Fixolite-Isobloc. Dopo circa 10 giorni dal getto, necessari per una prima maturazione del calcestruzzo, si è proceduto con la demolizione della corteccia esterna in legno-cemento, al fine di rendere visibile la sola parte strutturale del sistema costruttivo. In questo modo è stato possibile controllare l uniformità del getto, applicare gli strumenti di misura e controllare il quadro fessurativo durante la prova. 3. Proprietà dei materiali utilizzati Per il g etto del pannello, è stato utilizzato un calcestruzzo di classe C25/30, consistenza S5, cemento 32,5R, diametro massimo aggregati 15 mm, classe di esposizione X0. Al fine di verificare la rispondenza delle caratteristiche meccaniche del materiale utilizzato con quelle previste per la relativa classe di resistenza, sono state eseguite apposite prove di rottura a compressione su provini cubici di dimensioni nominali 15 15 15 cm 3 di calcestruzzo indurito, secondo quanto previsto dalla norma UNI EN 12390-3. Tali provini (nel numero di 4 per pannello) sono stati confezionati al momento del getto per la realizzazione dei pannelli per le prove statiche, gettando il calcestruzzo fresco all interno di casseforme in acciaio rispondenti ai requisiti della norma UNI EN 12390-1 e quindi compattando opportunamente il calcestruzzo come previsto dalla norma UNI EN 12390-2. La prova di schiacciamento dei cubi è stata effettuata lo stesso giorno della prova sui pannelli, al fine di valutare la resistenza a compressione del calcestruzzo allo stesso grado di maturazione. La prova di schiacciamento dei cubetti è stata effettuata utilizzando una pressa METROCOM da 400 ton (Cavazzi Oscar, Novara, Italia). Il getto di ogni pannello è avvenuto in due fasi: - 4P_130_1 : primo getto della parte inferiore del 25/06/2012 (6 filari di blocchi) secondo getto della parte superiore del 03/07/2012 (6 filari di blocchi) Prova del pannello in data 13/12/2012-4P_130_2 : primo getto della parte inferiore del 25/06/2012 (6 filari di blocchi) secondo getto della parte superiore del 03/07/2012 (6 filari di blocchi) Prova del pannello in data 21/12/2012

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 7/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm I risultati delle prove di resistenza a compressione del calcestruzzo sono riportati in Tabella 1: 4P_130_1 GETTO PROVINO MATURAZIONE (gg) CARICO (kn) RESISTENZA R cm (MPa) 25/06/2012 P3A 171 808.3 35.9 25/06/2012 P3B 171 785.8 34.9 MEDIA 35.4 03/07/2012 P1 163 893.7 39.7 03/07/2012 P4 163 925.1 41.1 MEDIA 40.4 4P_130_2 GETTO PROVINO MATURAZIONE CARICO (gg) (kn) RESISTENZA R cm (MPa) 25/06/2012 P4A 179 893.0 39.7 25/06/2012 P4B 179 880.0 39.1 MEDIA 39.4 03/07/2012 P7 171 969.0 43.1 03/07/2012 P8 171 958.0 42.6 MEDIA 42.8 Tabella 1. Risultati delle prove di rottura a compressione dei campioni cubici 15 15 15 cm 3 di calcestruzzo. Considerando che il valore di resistenza medio R m R ck + 3.5 = 30 + 3.5 = 33.5 MPa in tutti i casi, il calcestruzzo utilizzato per il getto dei pannelli può considerarsi pienamente rispondente ai requisiti previsti dal D.M. 14/01/2008 per accertare la conformità del calcestruzzo utilizzato alla classe di resistenza prevista (C 25/30). Per quanto riguarda l acciaio utilizzato per le armature, è stato utilizzato un acciaio B450C laminato a caldo. La rispondenza delle caratteristiche meccaniche dell acciaio utilizzato alla relativa classe è attestata da appositi certificati, forniti dal produttore. 4. Strumenti di misura Per la misura della deformazione dei pannelli durante le prove sono stati utilizzati dieci trasduttori di spostamento potenziometrici con corsa massima di 50 mm (P1-P10 in Figura 4). In particolare, sul lato fronte sono stati applicati 8 trasduttori di spostamento: di cui quattro per misurare gli accorciamenti/allungamenti verticali e quattro per misurare quelli lungo le diagonali, mentre sul lato

Pag 8/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm retro sono stati applicati due trasduttori di spostamento verticali nella parte bassa del pannello. Gli strumenti sono stati posizionati sulle due superfici del pannello per mezzo di tasselli ad espansione, utilizzando delle prolunghe realizzate con barre di alluminio di diametro 12 mm. Sono stati disposti un LVDT e d ue potenziometri lungo l altezza per misurare gli spostamenti orizzontali. Tali strumenti sono stati collegati al sistema di acquisizione con il quale è stato possibile registrare i dati della prova in continuo. In Figura 4 sono indicate le posizioni degli strumenti, con la relativa sigla identificativa e in Tabella 2 le basi di misura. FRONTE MARTINETTO 1 MARTINETTO 2 STRUMENTI: 0. Cella 1. POT 1 (125mm) 2. POT 2 (125mm) 3. LVDT 3 (20mm) 4. LVDT 4 (20mm) 5. LVDT 5 (20mm) 6. P 1 (50mm) 7. P 4 (50mm) 8. P 3 (50mm) 9. P 2 (50mm) 10. P 7 (50mm) 11. P 8 (50mm) 12. P 6 (50mm) 13. P 5 (50mm) 14. P 9 (50mm) 15. P 10 (50mm) F P 1 (P_44) P 2 (P_41) P 6 (P_39) P 5 (P_42) P 7 (P_38) P 3 (P_37) P 8 (P_43) P 4 (P_32) POT 1 POT 2 LVDT 3 RETRO MARTINETTO 2 MARTINETTO 1 POT 1 F POT 2 P 9 (P_45) LVDT 4 LVDT 5 P 10 (P_34) LVDT 3 Figura 4. Posizioni degli strumenti sulle due superfici del pannello oggetto di prova.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 9/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm 4P_130_1 4P_130_2 [mm] [mm] P1 1740 1740 P2 1050 1050 P3 1730 1730 P4 1060 1060 P5 2520 2520 P6 2190 2190 P7 2580 2580 P8 2150 2150 P9 1060 1060 P10 1050 1050 Tabella 2. Basi di misura dei potenziometri. 5. Set-up di prova e fasi di carico La prova sul pannello oggetto della relazione prevede l applicazione del carico verticale mediante due martinetti Enerpac-RCH6300 da 500 kn. Attraverso una trave di acciaio la compressione viene diffusa uniformemente sul cordolo in calcestruzzo e di conseguenza al pannello sottostante. La spinta orizzontale ciclica è fornita da un pistone elettromeccanico con cella di carico da 1000 kn (in Figura 5 è indicato il set up di prova). La prova è stata condotta in controllo di spostamento rispettando le specifiche riportate nelle Linee Guida per sistemi costruttivi a pannelli portanti basati sull impiego di blocchi cassero e calcestruzzo debolmente armato gettato in opera. Tutte le prove sono state condotte fino al collasso, identificato con una diminuzione del carico pari al 20% del valore massimo registrato nel corso della prova. Durante la prova sono stati effettuati cicli di spostamento H a valori massimi crescenti (mostrati in Tabella 3); i diversi valori di spostamento Hmax sono stati ripetuti per tre cicli completi caratterizzati dal medesimo valore massimo in entrambe le direzioni.

Pag 10/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm CELLA DI CARICO Figura 5. Set-up della prova. 60 40 Spostamento (mm) 20 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50-20 -40-60 N Cicli Figura 6. Cicli di carico in controllo di spostamento previsti.

Ciclo CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 11/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm Spostamento positivo [mm] Spostamento negativo [mm] Velocità [mm/s] 1 3-3 0,15 2 3-3 0,15 3 3-3 0,15 4 4.5-4.5 0,3 5 4.5-4.5 0,3 6 4.5-4.5 0,3 7 7-7 0,3 8 7-7 0,3 9 7-7 0,3 10 10-10 0,3 11 10-10 0,3 12 10-10 0,3 13 16-16 0,4 14 16-16 0,4 15 16-16 0,4 16 22-22 0,4 17 22-22 0,4 18 22-22 0,4 19 30-30 0.4 20 30-30 0.4 21 30-30 0.4 22 38-38 0.4 23 47-47 0.4 Tabella 3. Cicli di carico in controllo di spostamento previsti.

Pag 12/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm 6. Risultati di prova relativi al pannello 4P_130_1 Di seguito si riportano i grafici riassuntivi della prova condotta sul pannello denominato 4P_130_1, con spessore di calcestruzzo pari a 14 cm, effettuata in data 13/12/2012, dopo 163 giorni di maturazione del calcestruzzo. 6.1 Comportamento globale del pannello soggetto a caricamento ciclico Nella Figura 7 è riportato in dettaglio il grafico che mette in relazione la forza orizzontale, misurata dalla cella di carico, e la freccia ottenuta dalla differenza tra gli spostamenti misurati dal potenziometro POT 1 posto sul cordolo e LVDT 3 posto a contatto con la soletta. La prova è stata eseguita in controllo di spostamento secondo i cicli precedentemente riportati. La presenza di armatura verticale diffusa produce una transizione continua tra il comportamento interamente reagente, quello fessurato e quello con le barre che progressivamente si snervano. In Tabella 4 sono riportati i valori massimi di forza, ottenuti per i tre cicli effettuati per ogni spostamento imposto, sia considerando lo sforzo di taglio in spinta (positivo) che in tiro (negativo). Si può così ricavare l inviluppo dei picchi e notare la variazione delle prestazioni con l aumentare del numero di cicli per ogni gruppo di tre cicli (Figura 8). 600 400 Forza orizzontale (kn) 200 0-200 -400-600 -60-50 -40-30 -20-10 0 10 20 30 40 50 60 Drift (mm) Figura 7. Pannello 4P_130_1: Cicli di carico e scarico della prova a compressione assiale costante e carico orizzontale nel piano del pannello.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 13/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm Carico orizzontale positivo Carico orizzontale negativo Spostamento Spostamento [kn] [kn] imposto [mm] imposto [mm] 1 Ciclo 2 Ciclo 3 Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3 Ciclo 3 327 316 250 3 346 332 317 4,5 364 350 337 4,5 408 380 366 7 446 417 401 7 470 437 422 10 493 466 451 10 517 478 462 16 527 442 429 16 557 560 531 22 541 442 420 22 499 351 345 30 420 293 280 30 282 241 239 38 274 - - 38 230 - - 47 217 - - 47 215 - - Tabella 4. Valori massimi di forza ottenuti per ognuno dei tre cicli effettuati per ogni spostamento imposto. 600 Forza orizzontale in valore assoluto (kn) 500 400 300 200 1 Ciclo positivo 2 ciclo positivo 1 ciclo negativo 100 3 Ciclo positivo 2 Ciclo negativo 3 Ciclo negativo 0-60 -50-40 -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 Drift (mm) Figura 8. Inviluppo dei picchi.

Pag 14/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm 6.2 Comportamento locale del pannello soggetto a caricamento ciclico In Figura 9 e Figura 10 sono riportate le deformazioni medie ottenute dai trasduttori di spostamento potenziometrici (ɛ m =ΔL/L o ) durante la prova, in funzione del carico applicato, delle due diagonali. I livelli deformativi evidenziano un ampia fessurazione. In Figura 11 e Figura 12 sono riportati i diagrammi forza-deformazione verticale media ottenuti dagli strumenti posti nella parte inferiore del pannello da entrambi i lati, poi sull intera altezza (Figura 1213). Sono inoltre stati rappresentati ( Figura 14) i valori misurati dai due LVDT che misurano il distacco tra muro e soletta. 600 400 200 Forza (kn) 0-200 F Diagonale P5+P6-400 P 5 P 6-600 -6000-4000 -2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Deformazione (µɛ) Figura 9. Deformazioni totale della diagonale del pannello composta dai trasduttori di spostamento potenziometrici P5 e P6.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 15/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm 600 Diagonale P7+P8 400 F 200 P 7 P 8 Forza (kn) 0-200 -400-600 -6000-4000 -2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Deformazione (µɛ) Figura 10. Deformazioni totale della diagonale del pannello composta dai trasduttori di spostamento potenziometrici P7 e P8. 600 Media P2-P10 400 Forza (kn) 200 0-200 F -400 P 2-600 -15000-10000 -5000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 Deformazione (µɛ) Figura 11. Deformazioni della verticale del pannello composta dai trasduttori di spostamento potenziometrici P2 e P10 posti nella parte inferiore del pannello su entrambi i lati.

Pag 16/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm 600 Media P4-P9 400 F Forza (kn) 200 0-200 P 4-400 -600-15000 -5000 5000 15000 25000 35000 Deformazione (µɛ) Figura 12. Deformazioni della verticale del pannello composta dai trasduttori di spostamento potenziometrici P4 e P9 posti nella parte inferiore del pannello su entrambi i lati. 600 400 Altezza P1 P2 P10 Altezza P3 P4 P9 Forza (kn) 200 0-200 F -400 P 1 P 3 P 2 P 4-600 -15000-5000 5000 15000 25000 35000 45000 Deformazione (µɛ) Figura 13. Deformazioni totali delle verticali del pannello.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 17/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm 600 400 F LVDT 4 LVDT 5 200 Forza (kn) 0-200 LVDT - 5 LVDT - 4-400 -600-0,7-0,6-0,5-0,4-0,3-0,2-0,1-1E-15 0,1 0,2 Allungamento (mm) Figura 14. Spostamento relativo tra la base del pannello e la soletta. L analisi comparata delle Figure 11 e 13 evidenzia come il comportamento del pannello sia stato sostanzialmente simmetrico con ampia escursione in campo plastico post-fessurativo. Inoltre il maggior degrado è stato registrato nella parte bassa del pannello attraverso un quadro fessurativo inizialmente flessionale e poi completatosi con evidenti fessure da taglio.

Pag 18/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm 7. Risultati di prova relativi al pannello 4P_130_2 Di seguito si riportano i grafici riassuntivi della prova condotta sul pannello denominato 4P_130_2, con spessore di calcestruzzo pari a 1 4 cm, effettuata in data 21/12/2012, dopo 171 giorni di maturazione del calcestruzzo. 7.1. Comportamento globale del pannello soggetto a caricamento ciclico Nella Figura 15 è riportato in dettaglio il g rafico che mette in relazione la forza orizzontale, misurata dalla cella di carico, e la freccia ottenuta dalla differenza tra gli spostamenti misurati dal POT 1 posto sul cordolo e LVDT 3 posto a co ntatto con la soletta. La prova è st ata eseguita in controllo di spostamento secondo i cicli precedentemente riportati. La presenza di armatura verticale diffusa produce una transizione continua tra il comportamento interamente reagente, quello fessurato e quello con le barre che progressivamente si snervano. In Tabella 5 sono riportati i valori massimi di forza, ottenuti per i tre cicli effettuati per ogni spostamento imposto, sia considerando lo sforzo di taglio in spinta (positivo) che in tiro (negativo). Si può così ricavare l inviluppo dei picchi e notare la variazione delle prestazioni con l aumentare del numero di cicli per ogni gruppo di tre cicli (Figura 16). 550 350 Forza orizzontale (kn) 150-50 -250-450 -650-20 -10 0 10 20 Drift (mm) Figura 15. Pannello 4P_130_2: Cicli di carico e scarico della prova a compressione assiale costante e carico orizzontale nel piano del pannello.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 19/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm Carico orizzontale positivo Carico orizzontale negativo Spostamento Spostamento [kn] [kn] imposto [mm] imposto [mm] 1 Ciclo 2 Ciclo 3 Ciclo 1 Ciclo 2 Ciclo 3 Ciclo 3 390 358 341 3 597 572 544 4.5 460 398 382 4.5 611 578 564 7 524 435 419 7 578 367 354 10 515 427 423 10 355 300 270 16 244 189 179 16 235 208 - Tabella 5. Valori massimi di forza ottenuti per ognuno dei tre cicli effettuati per ogni spostamento imposto. 600 Forza orizzontale in valore assoluto (kn) 500 400 300 200 1 Ciclo positivo 2 ciclo positivo 100 3 Ciclo positivo 1 ciclo negativo 2 Ciclo negativo 3 Ciclo negativo 0-20 -10 0 10 20 Drift (mm) Figura 16. Inviluppo dei picchi.

Pag 20/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm 7.2. Comportamento locale del pannello soggetto a caricamento ciclico In Figura 17 e Figura 18 sono riportate le deformazioni medie ottenute dai trasduttori di spostamento potenziometrici (ɛ m =ΔL/L o ) durante la prova, in funzione del carico applicato, delle due diagonali. I livelli deformativi evidenziano un ampia fessurazione. In Figura 19 e Figura 20 sono riportati i diagrammi forza-deformazione verticale media ottenuti dagli strumenti posti nella parte inferiore del pannello da entrambi i lati, poi sull intera altezza (Figura 21). Sono inoltre stati rappresentati (Figura 22) i valori misurati dai due LVDT che misurano il distacco tra muro e soletta. 550 Diagonale P5+P6 350 F P 5 150 P 6 Forza (kn) -50-250 -450-650 -2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Deformazione (µɛ) Figura 17. Deformazioni totale della diagonale del pannello composta dai trasduttori di spostamento potenziometrici P5 e P6.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 21/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm 550 Diagonale P7+P8 350 F P 7 150 P 8 Forza (kn) -50-250 -450-650 -2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 Deformazione (µɛ) Figura 158. Deformazioni totale della diagonale del pannello composta dai trasduttori di spostamento potenziometrici P7 e P8. 550 Media P2-P10 350 F Forza (kn) 150-50 -250 P 2-450 -650-5000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Deformazione (µɛ) Figura 169. Deformazioni della verticale del pannello composta dai trasduttori di spostamento potenziometrici P2 e P10 posti nella parte inferiore del pannello su entrambi i lati.

Pag 22/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm 550 Media P4-P9 F 350 Forza (kn) 150-50 -250 P 4-450 -650-5000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Deformazione (µɛ) Figura 2017. Deformazioni della verticale del pannello composta dai trasduttori di spostamento potenziometrici P4 e P9 posti nella parte inferiore del pannello su entrambi i lati. 550 350 F Altezza P1 P2 P10 Altezza P3 P4 P9 Forza (kn) 150-50 -250 P 1 P 2 P 3 P 4-450 -650-5000 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 Deformazione (µɛ) Figura 21. Deformazioni totali delle verticali del pannello.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 23/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm 550 350 150 Forza (kn) -50 LVDT 4 LVDT 5-250 F -450 LVDT - 5 LVDT - 4-650 -10-8 -6-4 -2 0 2 Allungamento (mm) Figura 22. Spostamento relativo tra la base del pannello e la soletta. L analisi comparata delle Figure 19 e 21 evidenzia come il comportamento del pannello sia stato sostanzialmente simmetrico con ampia escursione in campo plastico post-fessurativo. Inoltre il maggior degrado è stato registrato nella parte bassa del pannello attraverso un quadro fessurativo inizialmente flessionale e poi completatosi con evidenti fessure da taglio.

Pag 24/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm 8. Confronto dei risultati In Figura 23 e 24 si riporta il confronto in termini di Forza orizzontale-drift e dell inviluppo dei picchi delle due prove condotte sui pannelli 4P_130_1 e 4P_130_2. 550 350 Forza orizzontale (kn) 150-50 -250-450 4P_130_1 (13/12/2012) 4P_130_2 (21/12/2012) -650-60 -50-40 -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 Drift (mm) Figura 18. Confronto in termini di Forza orizzontale-drift delle prove condotte sui pannelli 4P_130_1 e 4P_130_2.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 25/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm 700 Forza orizzontale in valore assoluto (kn) 600 500 400 300 200 100 0-60 -50-40 -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 Drift (mm) Figura 19. Confronto sui grafici rappresentanti l inviluppo dei picchi delle prove condotte sui pannelli 4P_130_1 e 4P_130_2. Entrambe le prove hanno evidenziato un ramo di carico iniziale non lineare dovuto alla progressiva fessurazione del calcestruzzo e successivo snervamento delle barre. Il valore massimo di forza è stato raggiunto, per la prima prova (4P_130_1), in corrispondenza di uno spostamento orizzontale di circa 16 mm, pari ad un drift 0,53%. Per la seconda prova invece (4P_130_2), il valore massimo di forza è stato raggiunto in corrispondenza di uno spostamento orizzontale di circa 4.5 mm, pari ad un drift 0,15%.

Pag 26/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm 9. Galleria fotografica Figura 25. Sistema di applicazione della forza orizzontale. Figura 26. Tensionamento delle barre.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 27/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm Figura 27. Montaggio degli strumenti Potenziometri. Di seguito si riportano alcune fotografie effettuate prima, durante e dopo la prova di compressione assiale costante e carico orizzontale nel piano del pannello.

Pag 28/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm Figura 28. Pannello 4P_130_1: Il pannello prima della prova lato retro. Figura 29. Pannello 4P_130_1: Il pannello durante la prova lato retro.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 29/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm Figura 30. Pannello 4P_130_2: Il pannello prima della prova lato retro. Figura 31. Pannello 4P_130_2: Il pannello durante la prova lato retro.

Pag 30/31 CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Prove di laboratorio tipologia prova 3 _4m spess=14 cm Figura 32. Pannello 4P_130_1: Quadro fessurativo al termine della prova. Figura 33. Pannello 4P_130_2: Quadro fessurativo al termine della prova.

CIRI EDILIZIA E COSTRUZIONI Pag 31/31 Prove di laboratorio - tipologia prova 3 _4m spess 14 cm Bologna, 23 Gennaio 2013 Collaboratori: Ing. Incerti Andrea Ing. Minnai Luca Ing. Tilocca Anna Rosa Responsabile scientifico Facoltà di Ingegneria Università di Bologna Direttore del CIRI Edilizia e Costruzioni