Presso il laboratorio CIRI dell’Università di Bologna, i test in scala reale per verificare la risposta sismica dei dispositivi Sismocell Box, progettati per le strutture prefabbricate.
Confermata l’efficacia dei dispositivi antisismici Sismocell Box per il miglioramento sismico delle strutture prefabbricate, in seguito ai test effettuati presso il laboratorio del CIRI Edilizia e Costruzioni dell’Università di Bologna, con lo scopo di simulare la risposta sismica in scala reale di collegamenti dissipativi tra travi e tegoli prefabbricati.
I test sperimentali
Si sono svolti presso il laboratorio del CIRI, Edilizia e Costruzioni dell’Università di Bologna, test sperimentali in scala reale per simulare la risposta sismica di collegamenti dissipativi per strutture prefabbricate in cemento armato. Oggetto dei test, i dispositivi Sismocell Box caratterizzati da un comportamento a fusibile dissipativo e utilizzati per la realizzazione di collegamenti dissipativi dei tegoli di copertura.
Come funziona Sismocell Box
L’applicazione di questi dispositivi consente, in primo luogo, di realizzare un collegamento efficace tra gli elementi prefabbricati. Si evitano, in tal modo, fenomeni di perdita di appoggio e collassi, principali cause di vulnerabilità di edifici prefabbricati esistenti non progettati con criteri antisismici. In secondo luogo, il loro utilizzo – grazie all’effetto di fusibile dissipativo dei dispositivi stessi, caratterizzati da un comportamento di tipo elasto-plastico –, permette di controllare gli spostamenti relativi e limitare le sollecitazioni tra gli elementi collegati. Il risultato finale è quello di concentrare il danneggiamento in corrispondenza dei dispositivi, riducendo gli effetti delle azioni sismiche sugli elementi strutturali.
Ambito di applicazione
Il sistema è stato sviluppato per il miglioramento delle prestazioni sismiche di edifici esistenti quali attività industriali, artigianali, commerciali, ma presenta anche un notevole potenziale per l’impiego in nuove costruzioni prefabbricate.
Sperimentazione in scala reale
La campagna sperimentale ha avuto lo scopo di simulare il comportamento sismico in scala reale dei collegamenti dissipativi Sismocell, per effetto delle azioni cicliche di un terremoto.
Per questo è stata riprodotta all’interno del laboratorio, la configurazione tipica presente a livello della copertura di un edificio con struttura prefabbricata. Quindi, è stato montato un tegolo, sempre prefabbricato, nervato in cemento armato e con sezione “doppio T” in vera grandezza, su travi in calcestruzzo, fissate queste ultime, alla pavimentazione del laboratorio.
In ciascuna prova ciclica effettuata, il tegolo in vera grandezza è stato collegato alle travi mediante 4 dispositivi antisismici Sismocell Box, posizionati alle estremità e a loro volta fissati alle nervature del tegolo stesso e alla trave, mediante elementi di carpenteria metallica.
I test sono stati condotti da un team di ricercatori sotto la supervisione scientifica del Prof. Ing. Nicola Buratti e del Prof. Ing. Claudio Mazzotti dell’Università di Bologna.
Descrizione e risultati delle prove
La campagna di prove sperimentali, si è svolta con l’utilizzo di un attuatore servo-idraulico di capacità 500 kN azionato in controllo di spostamento. Gli spostamenti orizzontali sono stati misurati attraverso trasduttori di spostamento posti alle estremità del tegolo. Di seguito gli effetti testati.
- Caratterizzazione meccanica dei dispositivi, finalizzata all’individuazione dei valori di resistenza e di deformazione, secondo il protocollo previsto dalle normative europee del settore.
- Attivazione del fine corsa dei dispositivi, previsto al raggiungimento della capacità massima di deformazione (nel caso dei dispositivi testati pari a 4 cm per ciascuna direzione). Per raggiungere questo risultato, l’esperimento si è svolto con la simulazione di un sisma di elevatissima intensità.
I risultati ottenuti con le simulazioni in scala reale, hanno replicato, sia in termini di forze, sia in termini di spostamenti, esattamente quelli delle prove sperimentali effettuate sui singoli dispositivi. Il comportamento osservato è stato esattamente quello atteso.
Sono state inoltre effettuate altre prove sperimentali con lo scopo di verificare la resistenza ultima del sistema di collegamento dissipativo, arrivando quindi alla plasticizzazione/rottura degli elementi di supporto o di ancoraggio dei dispositivi. Pure in questo caso i risultati sono stati in linea con le simulazioni, anche numeriche, effettuate precedentemente: i valori sperimentali di plasticizzazione/rottura dei dispositivi hanno evidenziato margini di sicurezza pari a 4 volte il valore di calcolo considerato per il dimensionamento del sistema di collegamento.
Conclusioni
Le prove effettuate hanno confermato con una simulazione in scala reale, l’efficacia del miglioramento del comportamento sismico di elementi prefabbricati di copertura mediante dispositivi antisismici Sismocell.
Sono ormai diversi anni che questi dispositivi vengono montati con successo nell’ambito di interventi di riduzione del rischio sismico di strutture prefabbricate esistenti. E i vantaggi di un loro impiego non si esauriscono nella funzione antisismica, ma comprendono anche: semplicità di montaggio e costi contenuti. La posa in opera comporta un’ invasività ridotta, in grado di limitare al minimo le interferenze con l’attività aziendale in corso.
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