Influenza dei tamponamenti sulla risposta di moduli in acciaio per abitazioni temporanee

This dissertation examines a subject that is still undergoing experimentation in the field of metal constructions. The study essentially consists of an evaluation of the role of infill panels of corrugated sheets within a one-family habitation module. In general, this type of elements has a secondary function within a structure and its contribution in terms of stiffness and shear is often underestimated. The reason behind this approach is that these tools, just like any other thin-wall metal element, are subject to phenomena of buckling. Nevertheless, when supported by a structural frame, corrugated sheet infill panels can contribute significantly to the seismic upgrading of existing buildings in terms of stiffness and shear, having, therefore, a fundamental role. The first part of this work entails a literature review of the various existing methods to estimate the panels’ flexibility. Following, a finite elements analysis is presented in order to validate the code and to find a model that can incorporate the experimental results.The second part contains the flexibility values that correspond to the real infill elements of the habitation module under exam. We used different strategies to collect these results: one-strut mechanism, two-struts mechanism and through elements of orthotropic plate.

Nel presente lavoro di tesi si approfondisce una tematica ancora oggetto di sperimentazione nell’ambito delle costruzioni metalliche: l’interazione tra la “pelle” e la struttura. Il nucleo fondamentale della tesi consiste infatti, nel valutare il ruolo dei pannelli di tamponamento in lamiera grecata all’interno di un modulo abitativo mono-familiare. Generalmente questa tipologia di elementi ha una funzione secondaria all’interno di una struttura e spesso, se ne trascura il contributo in termini di rigidezza a taglio, ovvero, l’incremento delle caratteristiche prestazionali globali. La motivazione principale risiede nel fatto che, come tutti gli elementi metallici in parete sottile, sono soggetti a fenomeni di instabilità. Tuttavia, se supportati da uno scheletro strutturale, possono portare considerevoli contributi in termini di rigidezza a taglio e quindi assumere un ruolo decisivo anche nell’ambito dell’adeguamento sismico di edifici esistenti. In una prima fase si sono riportati i vari metodi trovati in letteratura per stimare a livello teorico, la flessibilità dei pannelli. Dopodiché si è proceduto con un’analisi ad elementi finiti, al fine di validare un codice di calcolo in grado di simulare il comportamento dei pannelli, con lo scopo di cogliere i risultati sperimentali in termini di rigidezza a taglio. In una seconda fase si sono inseriti i valori di flessibilità, ottenuti dall’analisi ad elementi finiti e corrispondenti ai reali elementi di tamponamento, nel modulo abitativo in esame. Per farlo, si è proceduto adottando diverse strategie: meccanismo ad un puntone, meccanismo a due puntoni e attraverso elementi di piastra ortotropa. Queste modellazioni sono state realizzate con l’obiettivo di schematizzare la presenza dei pannelli nel modo più realistico possibile, valutando il comportamento globale della struttura.