Un grado di interazione composita pari a γ = 0,33: è questo il valore che sintetizza il comportamento strutturale di pannelli sandwich in calcestruzzo armato tessile (TRC) con connettori a barra GFRP, testati a flessione fino a rottura in un lavoro condotto da Lukas Steffen, Ismael Viejo, Belén Hernández-Gascón, Mario Stelzmann, Klaus Holschemacher e Robert Böhm e pubblicato su Construction Materials (doi: 10.3390/constrmater5040092).
La prova: tre pannelli a scala reale in flessione quattro punti
Il programma sperimentale ha previsto la realizzazione di tre specimen a scala reale, composti da duesfacciate in calcestruzzo ad alte prestazioni (HPC), un nucleo in polistirene espanso (EPS) e dodici barre in GFRP da 12 mm che fanno da connettori di taglio tra i veli. La verifica è stata condotta in flessione a quattro punti, portando i pannelli fino al collasso.
Le grandezze monitorate sono state tre: la relazione carico-spostamento, lo sviluppo della fessurazione e lo scorrimento relativo tra gli strati. Un impianto di prova diretto, ma capace di fotografare sia la risposta globale che quella locale del sistema.
Risposta duttile dopo la prima fessurazione
I risultati confermano un comportamento portante stabile, con una risposta post-fessurazione di tipo duttile. Aspetto rilevante in prospettiva progettuale: nessun collasso fragile è stato osservato, così come nessuna rottura dei connettori. Le misure di scorrimento hanno inoltre attestato un trasferimento di taglio efficace attraverso le barre in GFRP tra i veli in TRC.
Il valore di γ = 0,33 colloca il sistema nella condizione di azione composita parziale. Un dato che i progettisti dovranno considerare nella scelta del modello di calcolo, dal momento che l’ipotesi di comportamento pienamente composito non è sostenibile per questa configurazione.
Il modello ad elementi finiti
A supporto della campagna sperimentale è stato sviluppato un modello numerico lineare-elastico ad elementi finiti. Il modello riproduce la rigidezza globale del sistema e restituisce la distribuzione delle tensioni interne, offrendo una lettura complementare a quella sperimentale.
L’analisi numerica ha confermato la risposta elastica osservata nelle prove e ha messo in luce il ruolo determinante delle barre GFRP nell’accoppiamento dei veli in TRC, estendendo l’interpretazione dei risultati oltre i limiti della sola strumentazione sperimentale.
Prospettive per involucri leggeri
I pannelli sandwich in TRC con nucleo leggero si presentano come una risposta interessante per involucri edilizi sottili e orientati alla sostenibilità. Il punto critico resta, come il lavoro dimostra, la connessione a taglio tra i veli: è da qui che dipende la prestazione strutturale complessiva del pannello. I risultati disponibili qualificano la soluzione con connettori meccanici in GFRP come sistema portante affidabile e sicuro.
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