Analisi sperimentale e teorica di scaffalature di tipo commerciale

Among the various types of cold-formed racks used to store goods and materials, shelving racks represent a popular solution for domestic applications and superstores open to public. Design rules are characterized by a non-adequate level of reliability because they derive directly from the ones usually adopted for carpentry frames ignoring the key features of these very light structures carrying high vertical loads. The collapse of these structures should lead to severe damages to the people both physically and economically, as it may determine the temporary closure of the working activity. The design rules for this type of racks are extremely poor and a very limited attention has been paid to their earthquake resistance. Furthermore, as in the classic steel storage pallet rack codes, further developments are required urgently to increase the safety level, being key features associated with the use of mono-symmetric cross-section profiles actually ignored. A research program on shelving racks is currently in progress in Italy, with the purpose of improving the design rules for static and seismic design. This work presents the experimental phase of the research, which consists of both component tests (uprights, beam-to-column joints and base-plate connections) and pushover full-scale tests. Also the numerical simulations of the test is proposed which has been carried out by means of a refined finite element software able to capture key features of frames with mono-symmetric cross-section members.

Tra le varie tipologie di sistemi di scaffalature sagomate a freddo usate pe lo stoccaggio delle merci, le scaffalature commerciali rappresentano senza dubbio la soluzione maggiormente diffusa sia in ambito domestico, sia all’interno di numerosi ambienti aperti al pubblico, quali uffici, negozi e biblioteche. Le regole di progettazione risultano, a tutt’oggi, non adeguate, in quanto derivano direttamente dalle normative stilate per le strutture pesanti, ignorando completamente le caratteristiche peculiari di tali sistemi che, pur essendo molto leggeri, sono capaci di sostenere pesi non indifferenti. Di conseguenza, il collasso improvviso potrebbe provocare diversi danni alle persone sia a livello fisico che economico, in quanto potrebbe determinare la chiusura temporanea dell’attività lavorativa e la perdita della merce. In aggiunta, attenzione limitata è stata finora riservata al loro comportamento sismico, pertanto ulteriori sviluppi sono richiesti per aumentarne il livello di sicurezza, ponendo particolare attenzione al particolare profilo mono-simmetrico di cui generalmente sono caratterizzate. In Italia, un programma di ricerca sulle scaffalature metalliche leggere è attualmente in fase di sviluppo, con l’obiettivo di migliorare ed adeguare le regole di progettazione statica e sismica. Questo lavoro di tesi presenta una prima parte di presentazione della fase di ricerca sperimentale, che consiste sia in test di resistenza sulle componenti (montanti, nodi corrente-montante e giunti di base) sia in prove di pushover globali sul telaio e, successivamente, una fase di modellazione numerica tramite l’ausilio di un software ad elementi finiti sviluppato appositamente per questo tipo di scaffalature con componenti caratterizzate da sezione mono-simmetrica.