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NIVERSITÀ DEGLI
S
TUDI DI
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ACOLTÀ DI
I
NGEGNERIA
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IPARTIMENTO DI
I
NGEGNERIA
C
IVILE
Corso di laurea in
I
NGEGNERIA
C
IVILE
Tesi di laurea
“COLLEGAMENTI DI ELEMENTI PREFABBRICATI IN C.A.P.
IN ZONA SISMICA”
Relatori:
PROF. ING. PIETRO CROCE
DOTT. ING. MARIA LUISA BECONCINI
DOTT. ING. RAFFAELE TACCOLA
Candidato: FRANCESCO LACAVA
Riassunto analitico
I
RIASSUNTO ANALITICO
Il presente lavoro ha come oggetto la caratterizzazione sperimentale del comportamento meccanico in campo sismico di un particolare tipo di connessione a secco in uso nei collegamenti tra elementi di piano e travi portanti di strutture prefabbricate in C.A.
Il sistema di fissaggio in esame è realizzato con connettori a piastra angolare, anche chiamati a squadretta, e il sistema di piano che fa uso di tali connessioni è quello costituito da elementi a doppio T (detti a π), elementi nervati più utilizzati nella realizzazione di coperture piane e solai in strutture prefabbricate in C.A.
Lo studio è stato sviluppato nell’ambito di un programma di ricerca finanziato dall’Associazione italiana dell’industria di prefabbricazione Assobeton, che si svolge sotto il coordinamento del Politecnico di Milano, in collaborazione con le Università di Pisa, di Firenze, di Bergamo, di Bologna, di Molise e di Napoli. Tale programma di ricerca è finalizzato allo studio del comportamento dei nodi e delle unioni, realizzate prevalentemente a secco, nelle strutture prefabbricate in ambito sismico, con l’obbiettivo di dare risposta alla necessità ampiamente sentita di una soluzione scientificamente completa circa i problemi della loro progettazione, in osservanza dei criteri di duttilità e di gerarchia delle resistenze che le moderne norme sismiche sistematicamente adottano.
In applicazione dei risultati dell’analisi sperimentale, si è compiuta un’analisi numerica di un edificio tipo realizzato con l’impiego del collegamento in esame, che ha dimostrato l’inadeguatezza, in campo sismico, della modellazione usuale di tali connessioni.
Indice
II
INDICE
INTRODUZIONE 1
CAPITOLO 1 - Le costruzioni prefabbricate in cemento armato 6
1.1 Inquadramento socio-economico 6
1.2 Sistemi strutturali di base e tipologie strutturali 7
1.2.1 Strutture a pannelli portanti 7
1.2.2 Strutture ad ossatura portante 10
1.2.3 Strutture a celle o ad elementi portanti spaziali 12
1.3 I collegamenti nelle strutture prefabbricate 13
1.3.1 Giunzioni “a secco” e giunzioni “umide” 13
1.3.2 I collegamenti nelle strutture ad ossatura portante 14
1.3.2.1 Evoluzione e stato dell’arte 17
1.3.2.2 I collegamenti negli orizzontamenti 21
CAPITOLO 2 - L’indagine sperimentale 25
2.1 La ricerca 25
2.2 L’unione tegolo-trave con connettori a piastra angolare 28
2.3 Comportamento meccanico delle unioni 30
2.4 La campagna di prove sperimentali 34
2.4.1 Comportamento monotono 37
2.4.2 Comportamento ciclico 38
2.5 Risultati delle prove precedentemente eseguite 40
2.5.1 Prove preliminari longitudinali 40
2.5.1.1 Descrizione delle prove 40
2.5.1.2 Descrizione del prototipo 42
2.5.2 Risultati delle prove preliminari longitudinali 46
Indice
III
2.5.2.2 Risultati delle prove cicliche 56
CAPITOLO 3 - Le prove sperimentali 84
3.1 Le prove preliminari assiali 84
3.1.1 Descrizione delle prove 84
3.1.2 Descrizione del prototipo 86
3.2 Risultati delle prove preliminari assiali 91
3.2.1 Risultati delle prove monotone 91
3.2.1.1 Prima prova monotona 92
3.2.1.2 Seconda prova monotona 96
3.2.1.3 Terza prova monotona 101
3.2.1.4 Quarta prova monotona 108
3.2.2 Risultati delle prove cicliche 112
3.2.2.1 Prima prova ciclica 113
3.2.2.2 Seconda prova ciclica 128
CAPITOLO 4 - L’analisi numerica 145
4.1 Tipo e finalità dell’analisi 145
4.2 L’edificio in esame 147
4.3 Le azioni 150
4.4 Il modello 154
4.4.1 Modellazione delle membrature 154
4.4.2 Modellazione dei vincoli 155
4.5 Risultati dell’analisi numerica 162
4.5.1 Modi di vibrare 163
4.5.2 Sollecitazioni 176
4.5.3 Analisi per azioni sismiche crescenti 187
CONCLUSIONI 208
