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Fig. 7 - Spostamenti globali Fig. 8 - Peso unitario della carpenteria metallica grammi riportati nelle figg. 7 e 8, l’influenza esercitata per ciascun modello strutturale dal rapporto planimetrico L/l sulla deformabilità globale del Sistema (δ x , δ y , δ z ) e sul peso strutturale unitario (p) della carpenteria metallica. Quest’ultimo dato, inoltre, mostra con tutta evidenza come il Sistema stesso appaia quanto meno competitivo rispetto al ben noto livello medio di incidenza ponderale che attualmente presenta il mercato nel settore, senza contare il valore aggiunto che ne può derivare, nell’ottica del più generale rapporto costi/benefici, dalla peculiarità di dar luogo ad un processo di integrale prefabbricazione in carpenteria leggera. 3. INDAGINE SPERIMENTALE La programmata indagine sperimentale su idonei prototipi strutturali del Sistema, finalizzata a validare i risultati del calcolo teorico, è stata eseguita presso il Laboratorio Prove Materiali “M. Salvati” annesso alla Sezione di Ingegneria Strutturale del nostro Dipartimento. Fig. 9 - Allestimento di un prototipo strutturale in prova 48 4 COSTRUZIONI METALLICHE LUG AGO 09
Fig. 10 - Condizione di carico di prova Fig. 11 - Disposizione della strumentazione di rilevamento Gli esemplari di arco reticolare cuspidato, di cui si mostrano in fig. 9 alcune immagini riprese nella fase di allestimento della sperimentazione, sono stati sottoposti a diverse distribuzioni dei carichi nodali (simmetrici e asimmetrici) allo scopo di simulare le più ricorrenti condizioni reali di carico: permanente strutturale e non, neve totale e parziale, azione trasversale del vento. Con riferimento alla simbologia riportata in fig. 3, le principali dimensioni geometriche effettive dell’arco prototipo sono le seguenti: C = 3000 mm; a = 45°; β = 30°; γ = (54.736)°; δ = (20.264)°; R = H = 5796 mm; l = 11592 mm; a’ = 992 mm; h’ = 702 mm, mentre le sezioni strutturali dei conci, tutti uguali e realizzati in acciaio S 235, risultano riferite ai seguenti profili a freddo: - aste di corrente e di raccordo: ][40x40x3 - aste diagonali: Φ21.3/2 - traversi: ][40x20x2 - crocere: [15x15x2 Tralasciando la descrizione delle attrezzature progettate per l’applicazione delle azioni, per brevità si riportano di seguito i risultati relativi alla prova con condizione di carico simmetrica rappresentata in fig. 10. Per quanto riguarda la strumentazione di acquisizione dei dati sperimentali, sono stati utilizzati estensimetri elettrici (strain gages LY41-10/120) con i quali sono state strumentate alcune delle aste più sollecitate (fig. 11) disponendone due per ciascuna asta, uno all’intradosso e uno all’estradosso. Per la lettura degli spostamenti verticali sono stati utilizzati due comparatori centesimali meccanici e quattro trasduttori potenziometrici PENNY&GILES collegati ai nodi di intradosso indicati in fig. 11. Tutti gli strumenti di misura (estensimetri elettrici, trasduttori ad induzione e cella di carico) sono stati collegati ad una centralina di acquisizione dati HBM Modello MGCplus, la quale a sua volta è stata collegata ad un computer dotato di software in grado di visualizzare e memorizzare in tempo reale i valori delle deformazioni e degli spostamenti in funzione del livello di carico raggiunto (fig. 12). Nelle figg. 13-14-15 sono riportati gli andamenti degli sforzi nelle aste e degli abbassamenti dei nodi strumentati rilevati sperimentalmente, la relativa linea di tendenza e le analoghe leggi (P,N) e (P,δ z ) determinate per via teorica con il già citato software strutturale. Dall’analisi dei risultati si possono trarre le seguenti considerazioni. In linea generale Fig. 12 - Centralina elettronica di acquisizione dati si rileva che tutti i riscontri sperimentali denotano un comportamento perfettamente elastico lineare della struttura, mentre, più in dettaglio, si constata che il raffronto tra valori teorici e sperimentali evidenzia: - per l’asta corrente superiore n. 55 e l’asta diagonale n. 123, entrambe compresse, scarti negativi rispettivamente del 4.5% e 8.5%; - per l’asta di raccordo n. 22 e per l’asta corrente inferiore n. 35, anch’esse compresse, scarti positivi rispettivamente del 13.6% e 8.1%; 4 COSTRUZIONI METALLICHE LUG AGO 09 49
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