1. Premessa La ditta NIDYON Costruzioni SPA, avente sede in Via Del Gelso 13, Santarcangelo di Romagna (RN), intende eseguire studi finalizzati alla valutazione del comportamento sismico di edifici realizzati con la tecnica costruttiva basata su pareti strutturali in cls debolmente armato attraverso lo svolgimento di prove sperimentali in regime ciclico. 2. Descrizione delle prove Le prove sono state eseguite presso il Laboratorio Prove Materiali e Strutture dell Università degli Studi di Pavia. La campagna di prove è composta da: Prova ciclica quasi statica su struttura ad H di altezza 6.0 m Prove cicliche quasi statiche su n 2 muri singoli di altezza 2.75 m La prova sulla struttura ad H ha previsto l impiego di due martinetti a vite PFAFF, Type 100L corsa massima 400mm, e di due celle di carico TMT da 1000kN e 500kN rispettivamente. Le prove cicliche sui muri singoli sono state realizzate utilizzando un attuatore di tipo MTS 244.41 di cui si allegano di seguito i dati tecnici: Forza dinamica ( a 197 bar) 500 kn Area pistone 248.28 cm 2 Diametro stelo 133.4 mm Massima corsa statica 508.0 mm Massima corsa dinamica 508.0 mm 3. Descrizione del sistema di acquisizione dati Il sistema di acquisizione dati National Instruments è costituito da convertitore analogico digitale 24bit di risoluzione con campionamento massimo a 300ks, assemblato mediante chassis multiplexer SCXI1001 con moduli di acquisizione SCXI1102B per potenziometri e termocoppie. Si sono utilizzati trasduttori rettilinei di posizione Gefran PZ-12-A-050 e PZ-12-A-250 di cui si allegano i dati tecnici: Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 1
PZ-12-A-050 PZ-12-A-250 Corsa elettrica utile (C.E.U.) 50 mm 250 mm Linearità indipendente (entro la C.E.U.) +/- 0.1% +/- 0.05% Velocità di spostamento 10 m/s 10 m/s Forza di spostamento 0.5 N 0.5 N Corsa elettrica teorica (C.E.T.) 51 mm 251 mm Corsa Meccanica (C.M.) 55 mm 255 mm Resistenza (sulla C.E.T.) 2 kω 6 kω Dissipazione a 40 C (0W a 120 C) 1 W 3 W Tensione massima applicabile 20 V 60 V Per il controllo dei martinetti si sono utilizzati sensori di posizione SONY SR50 050A. 4. Descrizione del materiale provato 4.1 Struttura ad H È stata realizzato presso il laboratorio di Meccanica Strutturale dell Università di Pavia una struttura con sezione di base ad H a due piani con solette e cordoli in c.a. Le dimensioni geometriche della struttura risultano essere: fondazione 4.60m x 3.25m x H 60cm solette 3.50m x 2.75m x sp 20cm ali L=2.75m pannello centrale L=3.0m Fig.1: struttura ad H Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 2
4.2 Muri singoli Sono stati realizzati presso il laboratorio di Meccanica Strutturale dell Università di Pavia 2 pannelli portanti composti da una lastra di polistirene espanso sagomata e da due reti elettrosaldate completate in opera con la proiezione a pompa di 4 cm di calcestruzzo. Le dimensioni geometriche dei muri risultano essere: H = 275 cm Sp = 22 cm 5. Descrizione delle prove Le prove sono state svolte presso il Laboratorio Prove Materiali e Strutture dell Università degli Studi di Pavia, via Ferrata 1 Pavia, alla presenza di personale dell Università degli Studi di Bologna. 5.3 Struttura ad H Lo scopo delle prova è stata una simulazione lenta dell effetto nel piano del muro di un azione sismica. A tal fine si è realizzata una prova ciclica in controllo di spostamento sulla struttura realizzata secondo le specifiche del committente: alla soletta superiore sono stati imposti valori di drift crescenti mantenendo durante la prova la forza dell attuatore in sommità doppia rispetto a quella dell attuatore al primo piano. Alla struttura è stato applicato un carico diretto pari a 5620kg alla seconda soletta e 6160kg alla soletta inferiore che sommati al peso proprio della soletta in c.a. ha consentito di avere un sovraccarico di circa 10t per piano (Fig. 2 mostra la distribuzione delle masse in calcestruzzo usate). Fig. 2: Distribuzione masse Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 3
Al fine della corretta valutazione del comportamento in termini di resistenza e duttilità della struttura ad H realizzata con pannelli NIDYON sono stati posizionati 38 trasduttori di posizione come evidenziato in Fig. 3 e 4. Fig. 3: Vista frontale Fig. 4: Vista laterale Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 4
Si riporta di seguito la lunghezza delle basi di misura disposte sulle facciate della struttura: L(1) = 200 cm L(2) = 181 cm L(3) = 200 cm L(4) = 180 cm L(5) = 252 cm L(6) = 252 cm L(11) = 200 cm L(12) = 180 cm L(13) = 200 cm L(14) = 180 cm L(15) = 252 cm L(16) = 252 cm L(21) = 266 cm L(22) = 256 cm L(23) = 266 cm L(24) = 266 cm L(25) = 256 cm L(26) = 266 cm Si riporta di seguito la sequenza di prova eseguita in data 19 dicembre 2006: 1. drift 0.1% (5.7mm) 3 cicli 2. drift 0.2% (11.4mm) 3 cicli 3. drift 0.4% (22.8mm) 3 cicli 4. drift 0.8% (45.6mm) 1 ciclo 5. drift 0.1% (5.7mm) 3 cicli Fig. 5: Struttura ad H Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 5
5.2 Muri singoli Lo scopo delle prove è stata una simulazione lenta dell effetto, nel piano del muro, di un azione sismica. A tal fine si sono realizzate prove cicliche in controllo di spostamento su 2 muri realizzati secondo le specifiche del committente: ad essi sono stati imposti tramite attuatore MTS tipo 244.41 spostamenti nella direzione del piano pari a valori di drift crescenti, due guide laterali hanno evitato l instabilizzazione fuori piano dei muri stessi. Per ogni prova si riporta di seguito la disposizione degli strumenti di misura e la sequenza di prova. 5.2.1 Prova 5 Prova realizzata in data 9 febbraio 2007. Fig. 6: Provino Si riporta di seguito la lunghezza delle basi di misura disposte sulle due facciate del muro e le relative disposizioni (Fig. 7 e Fig. 8): L (0) = 207 cm L (1) = 188.5 cm L (2) = 209 cm L (3) = 187.5 cm L (4) = 206 cm L (5) = 189 cm L (6) = 210 cm L (7) = 187.5 cm L (8) = 131.5 cm L (9) = 127.5 cm L (10) = 130 cm Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 6
L (11) = 130 cm L (17) = 30 cm L (18) = 28 cm L (19) = 30 cm Fig. 7: Strumentazione fronte Fig. 8: Strumentazione retro Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 7
La sequenza di prova, concordata con l Università di Bologna, è consistita nell applicare per seguenti valori di drift 3 cicli di carico e scarico mantenendo il carico assiale al valore di 100kN. 1. 0.1 % v = 0.05 mm/sec 2. 0.2 % v = 0.05 mm/sec 3. 0.4 % v = 0.1 mm/sec 4. 0.6 % v = 0.15 mm/sec 5. 0.75 % v = 0.3 mm/sec 6. 1 % v = 0.3 mm/sec 7. 1.3 % v = 0.3 mm/sec 8. 1.3 % v = 0.3 mm/sec 1 ciclo Fig. 9: Quadro fessurativo alla fine della prova Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 8
5.2.2 Prova 6 Prova realizzata in data 15 febbraio 2007. Fig. 10: Provino Si riporta di seguito la lunghezza delle basi di misura disposte sulle due facciate del muro e le relative disposizioni (Fig. 11 e Fig. 12): L (0) = 206.5 cm L (1) = 188 cm L (2) = 208.5 cm L (3) = 188 cm L (4) = 207 cm L (5) = 188 cm L (6) = 207.5 cm L (7) = 188.5 cm L (8) = 129 cm L (9) = 128 cm L (10) = 129 cm L (11) = 129 cm L (17) = 28.5 cm L (18) = 27.5 cm L (19) = 29 cm Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 9
Fig. 11: Strumentazione fronte Fig. 12: Strumentazione retro Si riporta di seguito la sequenza di carico eseguita al valore di carica assiale di 250kN. 1. 0.1 % v = 0.05 mm/sec 2. 0.2 % v = 0.05 mm/sec 3. 0.4 % v = 0.1 mm/sec 4. 0.6 % v = 0.15 mm/sec 5. 0.75 % v = 0.3 mm/sec Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 10
6. 1 % v = 0.3 mm/sec 7. 1.3 % v = 0.3 mm/sec 8. 1.5 % v = 0.3 mmsec 1 ciclo Fig. 13: Quadro fessurativo alla fine della prova 6 Risultati delle prove 6.1 Struttura ad H Sono stati registrati gli spostamenti di ogni potenziometro ed elaborati sotto forma di diagrammi Forza_Spostamento, si vedano i file 0,1%.xls, 0,2%.xls, 0,4%.xls, 0,8%.xls e 0,1%after.xls contenuti nel CD allegato. Di seguito si riportano i sommari di ogni prova sotto forma di taglio totale alla base rispetto allo spostamento della soletta superiore e di quella inferiore. Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 11
6.1.1 Soletta superiore FORZA_SPOSTAMENTO CH37 600 400 200 0,1% 0,2% 0,4% 0,8% 0,1%after INTERPOLA Z 60 50 40 30 20 10 0 0-10 -20-30 -40-50 -60 FORZA [kn] -200-400 -600 SPOSTAMENTO [mm] 6.1.2 Soletta inferiore Asse X: spostamento in sommità Asse Y: taglio alla base FORZA_SPOSTAMENTO CH38 600 400 200 0,1% 0,2% 0,4% 0,8% 0,1%after INTERPOLA Z 60 50 40 30 20 10 0 0-10 -20-30 -40-50 -60 FORZA [kn] -200-400 -600 SPOSTAMENTO [mm] Asse X: spostamento prima soletta Asse Y: taglio alla base Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 12
6.2 Prove cicliche nel piano su muri singoli Per ogni prova sono stati registrati gli spostamenti di ogni potenziometro ed elaborati sotto forma di diagrammi Forza_Spostamento, si vedano i file 0,1%.xls, 0,2%.xls, 0,4%.xls, 0,6%.xls, 0,75%.xls, 1%.xls, 1,3%.xls, 1,5%.xls inclusi nelle cartelle di prova 5 e 6 del CD allegato. In esse sono altresì presenti i file carico.xls in cui sono stati registrati gli spostamenti subiti durante l applicazione del carico assiale. Di seguito si riportano i sommari di ogni prova sotto forma di Forza_Spostamento imposto dall attuatore. 6.2.1 Prova 5 FORZA_SPOSTAMENTO ATTUATORE 350 300 250 200 150 FORZA [kn] 100 50 0-50 -40-30 -20-10 0 10 20 30 40 50-50 -100-150 -200-250 0,1% 0,2% 0,4% 0,6% 0,75% 1% 1,3% 1,5% INTERPOLA -300-350 SPOSTAMENTO [mm] Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 13
6.2.2 Prova 6 FORZA_SPOSTAMENTO ATTUATORE 400 300 200 FORZA [kn] 100 0-50 -40-30 -20-10 0 10 20 30 40 50-100 0,1% 0,2% 0,4% 0,6% 0,75% 1% -200-300 1,3% 1,5% INTERPOLA -400 SPOSTAMENTO [mm] 7 Contenuto del CD Sono contenute le cartelle H, 5 e 6 relative alle rispettive prove. In ogni cartella è contenuta una cartella dati in cui sono presenti tutti i dati acquisiti durante la prova e una cartella foto in cui sono state raccolte le immagini relative alla prova stessa. Sono inoltre contenute le immagini relative alla numerazione dei canali di acquisizione. 7.1 Contenuto cartella H 1. 0,1%.xls 2. 0,2%.xls 3. 0,4%.xls 4. 0,8%.xls 5. 0,1%after.xls 6. sommario.xls Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 14
7.2 Contenuto cartella 5 1. carico.xls 2. 0,1%.xls 3. 0,2%.xls 4. 0,4%.xls 5. 0,6%.xls 6. 0,75%.xls 7. 1%.xls 8. 1,3%.xls 9. 1,5%.xls 10. sommario.xls 4.3 Contenuto cartella 6 1. carico.xls 2. 0,1%.xls 3. 0,2%.xls 4. 0,4%.xls 5. 0,6%.xls 6. 0,75%.xls 7. 1%.xls 8. 1,3%.xls 9. 1,5%.xls 10. sommario.xls Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 15
Il Responsabile delle attività Sperimentali Prof. Ing. Alberto Pavese I responsabili del controllo attuatori ed acquisizione dati Dott. Ing. Filippo Dacarro Dott. Ing. Maria Pia Scovenna Revisore Dott. Ing. Davide Bolognini Prove di carico in regime pseudostatico ciclico su muri realizzati con pannelli Nidyon 16