RICERCA 2016
INDAGINE SPERIMENTALE SUL COMPORTAMENTO A DIAFRAMMA DI SOLAI IBRIDI ACCIAIO-LEGNO A SOLETTA COLLABORANTE DI PANNELLI XLAM
Cristiano Loss, 
Ph.D, Assegnista di ricerca, Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica, Università degli Studi di Trento
cristiano.loss@unitn.it
Luca Baldessari, 
Ingegnere, Assistente di ricerca, Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica, Università degli Studi di Trento
lucabalde90@gmail.com
Maurizio Piazza
Professore ordinario, Dipartimento di Ingegneria Civile, Ambientale e Meccanica, Università degli Studi di Trento
maurizio.piazza@unitn.it
Structural 208 | Novembre - Dicembre  2016
10.12917/Stru208.28 – http://www.dx.medra.org/10.12917/Stru208.28

Il settore dell’edilizia residenziale sta vivendo un momento di forte trasformazione; in parte ciò è dovuto alla situazione d’incertezza del sistema socio-economico internazionale, dall’altra spesso si tratta dell’adeguamento a nuove esigenze di tipo abitativo, quest’ultime anche per far fronte all’incessante incremento demografico degli ultimi anni. Per questo motivo gli edifici vengono costruiti con una particolare attenzione alla loro flessibilità d’uso e considerando anche la possibilità di modificare la loro struttura portante nel tempo, per esempio operando delle sopraelevazioni o degli ampliamenti in pianta. Il mercato premia particolarmente quelle soluzioni tecnologiche in grado di raggiungere predefiniti livelli di efficienza energetica e sostenibilità ambientale. Il presente articolo si occupa di un innovativo solaio ibrido acciaio-legno costituito da elementi modulari prefabbricati assemblati in opera mediante l’utilizzo di viti e bulloni precaricati. Nello specifico, sarà analizzata la risposta a taglio nel piano del solaio soggetto a carichi laterali variabili nel tempo. La rigidezza e la resistenza a taglio sono riferite a delle specifiche prove sperimentali eseguite su un prototipo di solaio full scale. Nel documento vengono inoltre riportati gli andamenti effettivi degli sforzi e delle deformazioni misurati sia sul sistema che sui suoi singoli componenti in legno e acciaio. Sulla base dei risultati ottenuti saranno fornite alcune utili indicazioni per il loro dimensionamento. In particolare, seguirà un’analisi dettagliata sul contributo offerto dai collegamenti e sulla gerarchia da rispettare nel progetto. Seguiranno inoltre dei diagrammi relativi al meccanismo resistente e al percorso di trasferimento del carico tra i singoli moduli di solaio, disposti secondo una particolare configurazione a giunti sfalsati. Il testo vuole promuovere lo sviluppo di nuove soluzioni costruttive che sappiano combinare con razionalità materiali e prodotti edili ingegnerizzati, facilmente reperibili sul mercato. La tecnologia di seguito descritta rappresenta un buon esempio di sistema costruttivo sostenibile e industrializzato in acciaio-legno, efficiente e leggero, in grado di rispondere ai più attuali modelli di sviluppo economico-sociale dei paesi europei.

ARGOMENTO:  TIMBER glued laminated timber (GLT), cross-laminated timber (CLT), composite timber structures - LEGNO legno lamellare, XLAM e composito,TIMBER timber floors. assessment, retrofitting, strengthening - LEGNO solai in legno, tecnologie e recupero,TIMBER engineered wood products - LEGNO tecnologie e applicazioni,PRECAST AND INDUSTRY - PREFABBRICAZIONE E INDUSTRIALIZZAZIONE
PAROLE CHIAVE: Solai composti, strutture ibride, collegamenti acciaio-legno, comportamento a diaframma, prefabbricazione, componenti modulari, Cross-Laminated Timber, CLT, prove sperimentali
Abstract
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IS ADVANCED STRUCTURAL MODELING ALWAYS SYNONYMOUS WITH INCREASED ACCURACY?

Nowadays, the construction industry is undergoing major transformations. On the one hand, it is partly due to the current international social-economic uncertainty, while on the other hand this is strongly related to the changing housing needs, which respond to the uninterrupted population growth of the last few years. For this reason, buildings are constructed with a focus on their flexibility in use and also considering the possibility of modifying their structure over time, for instance by creating new storeys or expanding the floor plan. The market particularly favours those technological solutions which allow achieving predefined levels of energy efficiency and environmental sustainability. This paper deals with an innovative hybrid steel-timber floor composed of prefabricated modular elements assembled on site through the use of screws and preloaded bolts. Specifically, the in-plane shear response of the floor subjected to lateral quasi-static loads will be analysed, considering that the stiffness and shear strength refer to experimental tests performed on a full-scale prototype of the floor. The document also details the effective stress and strain profiles measured both in the system and in their timber and steel components. Some useful design guidelines will be provided on the basis of the obtained results. Moreover, the paper will delve into a detailed analysis of the influence of connections and of the hierarchy to be considered in the design phase. It will present the diagrams of the bearing mechanism and the load path among the individual floor modules, arranged using a particular configuration with staggered joints. This work encourages the development of new building solutions which allow the rational combination of materials and engineered construction products, easily reachable on the market. The technology here presented is a good example of a sustainable, industrialised, efficient and lightweight steel-timber building system able to respond to several current social-economic development models spread among the European countries.

KEYWORDS: Composite floors, hybrid structures, steel-timber connections, diaphragm behaviour, prefabrication, modular components, Cross-Laminated Timber, CLT, Experimental tests
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