Effetto di collegamenti puntuali sul comportamento statico e dinamico di elementi in vetro laminato

In recent years there has been a great interest in the use of glass in civil engineering, no longer simply used for decorative elements or simple windows, but also for structural applications: load-bearing elements (beams and pillars), parapets, bracing fins covers. In addition to the problems closely related to glass material, a wide research field concerns the study of connections. The present thesis is about this last field, in which, thanks to experimental campaigns and numerical studies, the effect of different type of connection on the structural response is analyzed. Initially, the mechanical characteristics and the structural behavior of the material are presented, showing different types of glass (from simple and historical float glass to the most modern production processes) and interlayer (polymeric element connecting glass layers laminate), and highlighting how its rheology influences the structural response. Subsequently, the results of static and dynamic tests on laminated glass parapets (with different types of glass and interlayer and different anchoring systems such as aluminum profiles and bolted connections directly to glass through hole) and load tests on laminated glass cover are presented. The analysis of the experimental data then allowed to study the fixing constraints on glass, their behavior and their influence on the mechanical response. Finally, through the SJMepla finite element software, calibrated with the experimental data obtained, further static, dynamic and load tests were simulated to compare the behavior of cylindrical and countersunk connections, and the influence of the number, of the vertical and horizontal axis and the orientation of the holes on the response of the element.

Negli ultimi anni si è manifestato un grande interesse nell'impiego del vetro in ambito civile, non più usato semplicemente per elementi decorativi o semplici serramenti, ma anche per applicazioni strutturali: elementi portanti (travi e pilastri), parapetti, coperture pinne di controventamento. Oltre alle problematiche strettamente connesse al materiale vetro, un ampio campo di ricerca riguarda lo studio delle connessioni, essenziali per la buona riuscita di qualsiasi progetto. In quest’ultimo ambito si colloca il presente elaborato, in cui, grazie a campagne sperimentali e analisi numeriche, si analizza l’effetto della tipologia di connessione sulla risposta strutturale. Inizialmente vengono presentate le caratteristiche meccaniche e il comportamento strutturale del materiale, presentando le diverse tipologie di vetro (dal semplice e storico vetro float ai più moderni processi di produzione) e di intercalare (o interlayer, l’elemento polimerico di collegamento fra strati di vetro laminato), e evidenziando come la sua reologia influenzi la risposta strutturale. Successivamente si presentano i risultati di prove statiche e dinamiche su parapetti in vetro laminato (con diverse tipologie di vetro e interlayer e diversi sistemi di ancoraggio quali profili in alluminio e connessioni bullonate direttamente a vetro tramite foro) e di prove di carico su copertura in vetro laminato. L’analisi dei dati sperimentali ha poi permesso di approfondire e studiare i vincoli di fissaggio a vetro, il loro comportamento e la loro influenza sulla risposta meccanica. Infine, attraverso il software ad elementi finiti SJMepla, calibrato con i dati sperimentali ottenuti, sono state simulate ulteriori prove statiche, dinamiche e di carico mirate a confrontare il comportamento di connessioni cilindriche e svasate, e l’influenza del numero, dell’interasse verticale e orizzontale e dell’orientamento dei fori sulla risposta globale dell’elemento.