Pannelli sottili in acciaio inseriti in strutture intelaiate possono mutare favorevolmente il comportamento globale della struttura, aumentandone la rigidezza ed evitando la formazione di cerniere plastiche nelle travi e nelle colonne, concentrando le dissipazioni per deformazioni plastiche nei pannelli.

Per ottenere prestazioni soddisfacenti, la scelta delle dimensioni dei pannelli non può prescindere dalla rigidezza e dalla resistenza del telaio con cui gli stessi interagiscono, essendo il comportamento del sistema dipendente da numerosi parametri, soprattutto dall’azione dei campi di trazione diagonali e dalle condizioni al contorno.

In una condizione di puro taglio le tensioni di trazione e compressione hanno uguale intensità. In corrispondenza alla perdita di stabilità nel piano, i meccanismi resistenti si modificano ed i pannelli, se adeguatamente vincolati, attivano bande diagonali di trazione. Poiché le riserve di resistenza in campo post-critico sono cospicue, si può far fronte a carichi elevati con lamiere relativamente sottili.

La ricerca riguarda i risultati di indagini sperimentali condotte su pannelli in acciaio Fe 360 di dimensioni 1500 x 1150 mm, collegati per mezzo di bulloni perimetrali ad un telaio a 4 cerniere. A causa della snellezza delle lastre, si manifestano notevoli spostamenti fuori piano per carichi significativamente inferiori al carico di collasso.

Sono stati indagati pannelli aventi spessore nominale 3 mm sottoposti ad azioni monotoniche e pannelli di spessore nominale 1.5 mm sottoposti a prove monotoniche e cicliche.

Le sperimentazioni effettuate mostrano che in campo post-critico si attivano bande diagonali di trazione, con cospicui incrementi di resistenza.

Le prove sono state condotte presso il laboratorio DISMAT di Canicattì (AG) facendo riferimento alla procedura descritta dalla European Convention for Constructional Steelwork (ECCS 45, 1986). Dapprima sono state condotte prove di carattere monotonico ad incremento di spostamento per la definizione della curva F-d (forza orizzontale – spostamento orizzontale), dalla quale sono stati ricavati il limite convenzionale del campo elastico F_y ed il corrispondente spostamento d_y, preso a riferimento nelle successive prove cicliche. Il telaio di prova è stato vincolato in direzione trasversale con un sistema in grado di consentirgli di scorrere nel proprio piano senza attriti.

Lo spostamento è stato imposto al sistema attraverso un attuatore idraulico servocontrollato, collegato al telaio di contrasto tramite uno snodo sferico. Il carico è stato rilevato con cella di carico montata sullo stelo dell’attuatore e lo spostamento orizzontale con un trasduttore BTS - LWG 450. Tutti i dati sono stati acquisiti con centralina HBM MGCplus.

L’applicazione di rosette estensimetriche ha permesso di valutare la direzione delle tensioni principali. Viene riportato il confronto tra il comportamento sperimentale e quello numerico ricavato da una modellazione ad elementi finiti, introducendo imperfezioni iniziali delle lamiere e i legami costitutivi dell’acciaio ricavati da prove di trazione. I risultati mostrano una notevole capacità di spostamento del sistema, senza perdita di capacità portante, nonostante il visibile imbozzamento dei pannelli.