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An analytical formulation of q-factor for mid-rise CLT buildings based on parametric numerical analyses
No full textThe seismic response of cross-laminated timber buildings is analysed with the aim of assessing the correlation between the dissipative capacity (i.e., q-factor) and the assembling methodologies and geometrical properties. A parametric study was performed by means of incremental dynamic analyses on various building configurations with varying constructive features such as density of panel-to-panel joints and building slenderness. The results are firstly used to define parameters representative of the building geometry and assembling methodology and then to develop an analytical relationship to compute their most suitable q-factor starting from such parameters. The proposed method is finally validated referring to significant case studies available in literature
Seismic design of floor–wall joints of multi-storey CLT buildings to comply with regularity in elevation
No full textThe effects of irregularity in elevation of cross-laminated timber buildings have not been fully analysed in literature to provide useful information for the design. In this work, a number of building configurations, regular or irregular in elevation, characterized by a different arrangement per storey of the floor–wall joints have been analysed by means of non-linear dynamic analyses. Comparative results in terms of ratio between the behaviour q-factor of the investigated irregular configurations and that of reference regular ones, show that less dissipative capacity can be expected if the building is irregular due to a disequilibrium among storeys between the actual and the required strength provided by the floor–wall joints. A correlation method to estimate the behaviour q-factor for perfectly regular cross-laminated timber buildings is here presented and extended to in-elevation irregular ones. A new empirical formulation to assess the reliable corrective factor accounting for the irregularity in elevation of cross-laminated timber buildings, according to Eurocode 8 provisions, is also proposed. A final discussion about the implications of in elevation irregularity on the building design is reported
Proposal for a standardized design and modeling procedure of tall CLT buildings
Full text linkA crucial issue in the design of a mid-rise Cross Laminated Timber (CLT) building under horizontal seismic action, is the definition of the principal elastic vibration period of an entire superstructure. Such vibration period depends on the mass distribution and on the global stiffness of the buildings. In a CLT structure the global stiffness of the buildings is highly sensitive to deformability of the connection elements. Consequently for a precise control of the vibration period of the building it is crucial to define the stiffness of each connections used to assemble a superstructure. A design procedure suitable for a reliable definition of the connection stiffness is proposed referring to code provisions and experimental tests. Discussion addresses primary issues associated with the usage of proposed procedure for numerical modeling of case study tall CLT buildings is reported
Role of fastenings in modifying the hysteretic response of panel-to-panel joints for CLT structures
No full textHigh performance dampers are a key component in low-damage earthquake-resistant timber structures and they should be designed according to displacement-based design criteria. In this case, a well-defined non-linear force vs displacement relationship of the connection is to be known by the designer (e.g., to evaluate inter-storey drifts), underlying the importance of their careful experimental characterization. In this study, the cyclic shear response of a panel-to-panel joint, fastened to the wooden elements with three alternative solutions, was experimentally tested. Results showed that, although fulfilling the capacity design criteria and allowing an easy replacement of the damper, the semi-rigid nature of fastenings produces important modifications to the mechanical properties of the whole connection type, such as elastic stiffness, yielding point, ductility and equivalent viscous damping
Setup sperimentale innovativo per prove accoppiate di taglio-compressione su pannelli murari
No full textLe modalità di rottura di pannelli murari in presenza di azioni orizzontali sono riconducibili, come è noto, a tre diversi meccanismi: rottura per scorrimento, rottura per fessurazione diagonale, rottura per pressoflessione (rocking). Con l’obiettivo di studiare il comportamento accoppiato a taglio-compressione di pannelli in muratura, si è messo a punto un innovativo setup sperimentale per l’esecuzione di prove monotone e cicliche su pannelli murari in scala reale. In particolare, il setup è stato progettato in modo da poter applicare un carico verticale di compressione e di modularlo, al crescere dello sforzo di taglio, al fine di impedire le rotazioni della sezione superiore del pannello e, quindi, riprodurre una condizione di vincolo del tipo incastro-incastro scorrevole, tipicamente riscontrata nei pannelli murari di edifici reali soggetti all’azione sismica. Nel presente lavoro sono illustrati i risultati di diverse simulazioni numeriche con l’obiettivo di analizzare le potenzialità del sistema di prova. L’intero setup e il pannello murario sono stati modellati tramite un software a elementi finiti, considerando la muratura come materiale omogeneo, e sono state eseguite analisi non lineari per investigare le differenti modalità di rottura. Inoltre, sono state condotte analisi parametriche al fine di ottenere risultati predittivi di future prove sperimentali, variando le proprietà meccaniche della muratura. I risultati delle simulazioni numeriche hanno permesso di confermare la capacità del setup di prova di riprodurre la condizione di vincolo desiderata e quindi di analizzare la modalità di rottura per fessurazione diagonale, che tipicamente si riscontra in pannelli murari sollecitati a taglio
Le risorse immateriali nel bilancio delle imprese - report di ricerca Università Bocconi/PWC
No full textSoluzione innovativa per prevenire il deterioramento delle pareti in legno all'attacco con la fondazione
No full textProgettisti ed operatori dell’edilizia in legno concordano che l’aspetto critico per le costruzioni in legno è legato alle problematiche
di durabilità che si possono manifestare in corrispondenza dall’attacco delle pareti lignee alla fondazione. Tale dettaglio costruttivo,
se non viene correttamente progettato e realizzato in opera con perizia, può rappresentare un punto di innesco di fenomeni di
degrado delle pareti dovuto alla presenza di acqua alla base delle pareti e alla successiva risalita di umidità capillare con
conseguente innesco di fenomeni di attacco da funghi. Tale degrado porta in breve tempo alla perdita della capacità portante delle
pareti mettendo a rischio la sicurezza strutturale dell’intero fabbricato. In aggiunta alle problematiche di durabilità, l’attacco alla
fondazione della parete risulta molto spesso un nodo critico anche per gli aspetti di posa in opera: la non perfetta planarità e
regolarità della fondazione in calcestruzzo comporta soluzioni di posa improvvisate in cantiere (quali ad esempio spessoramenti
puntuali delle pareti etc..) che non sono strutturalmente efficaci e contrastano con la logica di prefabbricazione.
Questo lavoro descrive le principali soluzioni tecnologiche tipicamente utilizzate per l’attacco a terra degli edifici a parete in legno,
ne descrive i vantaggi e svantaggi sia con riferimento alle problematiche di durabilità che di posa in opera, riportando i riferimenti
nomativi per la corretta progettazione del dettaglio costruttivo. Viene inoltre presentato un sistema tecnologico innovativo di
cordolo di base in profilo estruso di alluminio che ingegnerizza il nodo di attacco alla fondazione delle pareti in legno risolvendo le
problematiche di posa e livellamento di base delle pareti e assicurando la durabilità nel tempo delle pareti lignee. Infine vengono
presentati dei casi studio significativi dell’utilizzo del sistema
Innovative experimental setup for N-V coupled tests on masonry panels: concept and predictive numerical simulations
No full textA masonry pier subjected to shear can fail according to a rocking, sliding or diagonal cracking failure mode,
depending on the element geometry, the acting tangential and normal stresses, the boundary conditions,
and the masonry mechanical parameters [Magenes and Calvi, 1997; Calderini et al., 2009; Ferretti et al.,
2019a]. With the objective of studying the shear behavior of masonry, several experimental setups were
proposed, in past researches, for the execution of in-plane shear tests on masonry panels [van Vliet, 2004].
The variability of these setups, mainly related to the boundary conditions, the presence of a vertical load,
and the way of application of the horizontal load to the samples, highlights the need to correctly design such
systems to reproduce the desired shear failure [Ferretti et al., 2019b]
Prove sperimentali monotone e cicliche su pareti realizzate con un sistema ibrido legno-calcestruzzo
No full textNel presente lavoro si tratta del comportamento strutturale di un particolare sistema costruttivo in legno, a moduli prefabbricati e assemblati in opera, che abbina la tipologia a telaio tipica del sistema Platform Frame, largamente utilizzato nei paesi anglosassoni, ad una pelle esterna in c.a. con funzione strutturali, acustiche e termiche. Nel si- stema in esame i carichi verticali vengono trasmessi alle fondazioni mediante una intelaiatura di travi e pilastri in legno mentre il sistema di controventamento viene realizzato mediante pannelli in OSB e lastre in calcestruzzo di piccolo spessore connesse all’intelaiatura in legno. L’impiego di connettori di grosso diametro per il fissaggio delle lastre in c.a. insieme alla chiodatura diffusa del pannello in OSB conferisce al sistema una elevata rigidezza post elastica e un’ottima capacità di dissipazione energetica.
Allo scopo di indagare il reale comportamento del sistema studiato sotto azioni orizzontali, anche di tipo ciclico, è stata realizzata una campagna di prove sperimentali i cui risultati, in termini di resistenza, rigidezza, spostamento massimo e duttilità, sono riassunti nel presente lavoro. I risultati sperimentali sono stati confrontati con i valori di resistenza e rigidezza calcolabili con le formulazioni indicate nelle normative nazionali ed internazionali. Vengono fornite inoltre le espressioni analitiche che meglio approssimano le curve di carico monotono sperimentali
Timber-concrete composite connections using GFRP notches fastened with self-tapping screws: Conceiving, numerical modelling and testing
No full textIn the structural engineering field, injection moulded Glass Fibre Reinforced Polymer (GFRP) components are typically used as parts or accessories of fastening systems. In this paper, an extended numerical and experimental study on a Timber-Concrete Composite Connection (TCCC) realized with an injection-moulded GFRP notch fastened to the timber beam with self-tapping screws is presented. Numerical simulations performed to predict the performance of the investigated TCCC in terms of force-displacement curves are compared with the outcomes from forty push-out tests. Results demonstrate how the GFRP notch assure the full exploitation of the screws withdrawal capacity without incurring in sudden concrete failures independently from the type of concrete used (normal and light-weight)
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