Numerical and experimental analysis of innovative joints for HSS truss girders

The topic of this dissertation is also the subject of a European research project called LASTEICON whose objective is to promote the use of hollow structural sections by developing and studying innovative HSS joints realized with laser cutting technology (LCT), which are expected to be more resistant than conventional joints used nowadays. This dissertation focuses in particular on HSS truss girder connections. These innovative joints are realised making a high precision cut (thanks to LCT) on the chord face, which allows the prolongation of the braces into the chord. The two pieces are then welded together with a full penetration welding. Numerical analyses of 16 trusses made with CHS and RHS profiles, realised both with innovative LASTEICON joints and conventional joints, have been performed. Positive results both in terms of resistance and rigidity have been obtained for trusses made with LASTEICON joints. Experimental tests on the same 16 trusses are currently being performed; the results coming from the first test are reported in this dissertation. From the analysis of the experimental results obtained so far, some indications for the future calibration of the numerical models have been obtained. Conclusions have been drawn on the results of the numerical analyses, the experimental test and on the comparison of the two. Indications for future developments of the research have been presented as well.

L'argomento di questa dissertazione è oggetto di un progetto di ricerca europeo chiamato LASTEICON il cui obiettivo è quello di promuovere l'utilizzo di profili a sezione cava sviluppando e studiando giunti innovativi realizzati con la tecnologia di taglio laser (LCT), potenzialmente più resistenti dei giunti convenzionali usati al giorno d'oggi per questo tipo di profili. Questa dissertazione si concentra in particolare sulle connessioni di travi reticolari realizzate con profili a sezione cava. Questi giunti innovativi sono realizzati praticando un taglio ad alta precisione (grazie alla tecnologia di taglio laser) sulla superficie del corrente, consentendo il prolungamento degli elementi verticali e diagonali al suo interno. I due pezzi vengono poi saldati insieme con una saldatura a completa penetrazione. Sono state eseguite analisi numeriche di 16 travi reticolari realizzate con profili circolari e quadrati, sia con giunti innovativi LASTEICON che con giunti convenzionali. Risultati positivi sia in termini di resistenza che di rigidezza sono stati ottenuti per le travi reticolari realizzate con giunti LASTEICON. Sono attualmente in corso i test sperimentali sulle 16 travi; i risultati derivanti dal primo test sono riportati in questa tesi. Dall'analisi dei risultati sperimentali ottenuti finora sono state ottenute alcune indicazioni per la futura calibrazione dei modelli numerici. Conclusioni sono state tratte dai risultati delle analisi numeriche, dal test sperimentale e dal confronto dei due. Infine, sono state presentate indicazioni per gli sviluppi futuri della ricerca.