Prova di carico di una soletta composta acciaio – calcestruzzo con elevata capacità di carico

Si tratta di una soletta composta acciaio – calcestruzzo di luce netta pari a 18.5 m, carrabile, destinata a parcheggio.                                                                                                                                                                      

Non è stato possibile effettuare la prova con autocarri a causa di problemi di accesso: come alternativa economica ed efficace, il Laboratorio Prove Materiali e Strutture ha proposto di applicare il carico con una coppia di martinetti da 1000 kN e con barre filettate ad alta resistenza passanti attraverso carotaggi realizzati nella soletta di copertura. Il carico è stato applicato in due punti, posti a 3.2 m da ciascun lato della mezzeria, quindi approssimativamente ai terzi della luce. Una coppia di barre orizzontali, identiche a quelle inclinate, collegava i due pressori posti all’estradosso della soletta. Con tale allestimento è stato possibile applicare una risultante verticale di valore elevato.

Gli strumenti sono stati disposti in modo da determinare la deformata longitudinale e trasversale, in tal modo determinando la collaborazione trasversale offerta dalla soletta.

Prove di sfondamento di reti paramassi

Prove quasi – statiche di sfondamento trasversale sono state effettuate su pannelli di rete ad anelli di tipo antisiluro o su pannelli di rete in fune metallica. Il carico è stato applicato mediante un pressore in calcestruzzo a forma di calotta sferica collegato ad un attuatore elettroidraulico da 1000 kN vincolato ad un telaio di reazione da 2000 kN, in dotazione presso LPMS. I pannelli erano vincolati sul bordo con una fune d’acciaio, risvoltata più volte fino a garantire un’adeguata resistenza a trazione. Agli angoli del pannello la fune era vincolata a degli ancoraggi d’angolo in carpenteria metallica, due dei quali dotati di celle di carico da 1000 kN. Coppie di strumenti a filo erano collegati ai lati del pannello, consentendo di determinare la traiettoria della fune del bordo in funzione del carico applicato. Lo spostamento è stato ripreso due volte agendo sulle barre di collegamento del pressore al martinetto, fino alla rottura del pannello o al raggiungimento del carico di snervamento delle barre di vincolo.

L’allestimento di prova è stato progettato da LPMS. Le modalità di prova sono state conformi alla UNI 11437:2012 “Prove su reti per rivestimento di versanti”.

Prova di carico su un muro prefabbricato

Una prova di carico è stata effettuata su un muro prefabbricato in calcestruzzo armato. Il campione, del peso di circa 15 tonnellate, è stato prodotto in stabilimento e trasportato in Laboratorio con un trasporto eccezionale. Utilizzando i due carriponte da 10 tonnellate in servizio presso LPMS e dei ripartitori d’acciaio, è stato raddrizzato e posizionato di fronte al muro di reazione. È stato quindi vincolato a terra con barre ad alta resistenza e sottoposto ad una forza laterale incrementata in modo monotono fino alla capacità del sistema di ripartizione di carico.

Trasduttori di spostamento rilevavano la deformata trasversale del muro, mentre il carico laterale, applicato con un attuatore da 1000 kN, era acquisito con la cella a bordo dell’attuatore stesso.

La prova è stata interrotta raggiunta la resistenza di snervamento del piastrame di ripartizione del carico.

Prova di carico su una pala eolica

Prove statiche e dinamiche sono state effettuate su una pala eolica di nuova costruzione con l’obiettivo di caratterizzarne sperimentalmente sia la rigidezza che le frequenze naturali. Infatti, in collaborazione con il richiedente, LPMS ha sviluppato un modello ad elementi finiti della piastra di collegamento della pala al muro di reazione, verificando che essa fosse adeguatamente rigida con riferimento alla frequenza fondamentale stimata numericamente. Infatti i modi di vibrare della pala non devono interferire con quelli della torre eolica.

Sono state quindi effettuate delle prove vibrazionali preliminari, seguite da prove di carico statiche e da prove dinamiche finali: il confronto tra le frequenze iniziali e finali ha permesso di escludere l’insorgenza di danni strutturali non visibili.

Le prove dinamiche sono state effettuate con accelerometri piezoelettrici PCB campionati ad 1 KSample/s con schede di acquisizione dati NI PCI 4472B: si tratta di un sistema di acquisizione dati particolarmente veloce, capace di superare i 40 KSample/s.

Le prove statiche sono state effettuate un profilo di ripartizione del carico in due punti. Due celle estensimetriche di classe 1 acquisivano il carico, mentre lo spostamento era rilevato mediante traduttori a filo. I dati erano acquisiti con una centralina HBM Spider 8.

Prova di carico sulla scocca di una vettura di F1 della Scuderia Toro Rosso

Una serie di prove statiche è stata effettuata sulla scocca in fibra di carbonio di una vettura di F1. La prova, preliminare al crash test, prevedeva il controllo della ripartizione del carico laterale in al La prova è stata effettuata adagiando l’autovettura su un fianco, appoggiata a terra, ed applicando il carico dall’alto mediante un attuatore elettroidraulico MTS 244 con capacità 1000 kN. L’attuatore era asservito ad un controllore FlexTest 60, mediante il quale erano acquisiti alcuni trasduttori di spostamento estensimetrici AEP di proprietà di LPMS. Essi dovevano rilevare la deformata di alcuni punti interni alla carlinga e di alcuni punti in prossimità dell’abitacolo del pilota mediante piastrame fornito dal richiedente della prova.

La prova è stata effettuata in controllo di spostamento, imponendo dei gradini di carico di ampiezza crescente e raggiungendo i valori prefissati in controllo di carico, con stretti limiti sullo spostamento atteso. I valori sperimentali erano confrontati con i corrispondenti valori calcolati tramite un modello basato sugli elementi finiti predisposto dalla Scuderia Toro Rosso.

Prove di carico su passerelle pedonali

Il Laboratorio ha effettuato numerose prove di carico e prove dinamiche su passerelle ponti e passerelle pedonali. Per importanza si citano quelle effettuate sulle passerelle ciclopedonali di San Michele all’Adige e Nomi (TN) e del Ponte del Mare a Pescara, caratterizzate da luce superiore a 100 m e senza pile intermedie in alveo.

In entrambi i casi le misure sono state effettuate sia con una livellazione ottica che con trasduttori di spostamento ed acquisiti con centraline di acquisizione dati.

Il carico è stato applicato riempendo cassoni per frutta, impermeabilizzati con teli di nylon, mediante acqua della rete idrica o pompata dal fiume grazie alla collaborazione dei VV.F. La sequenza di carico e scarico ha consentito di massimizzare le sollecitazioni flessionali e torsionali nell’impalcato e nell’arco di sostegno.

Le prove di carico, assestati i cedimenti, sono state seguite da prove vibrazionali con l’obiettivo di caratterizzare le frequenze naturali dell’opera, verificare le accelerazioni trasversali massime e controllare il progetto degli smorzatori presenti nell’opera.

Prove non distruttive su muratura

Prove soniche e con martinetti piatti sono state effettuate in un edificio, già scuola elementare, per caratterizzare la muratura in situ. Rimosso l’intonaco, sono state nella stessa muratura sono state ancorate con adesivo chimico coppie di barre filettate e su esse sono state effettuate alcune prove di taglio. Allo scopo sono state realizzate una coppia di piastre metalliche, poste in trazione mediante una barra filettata con interposta una cella di carico, acquisendo il carico applicato, mentre un trasduttore di spostamento acquisiva lo spostamento relativo. In tal modo è stato possibile costruire un diagramma carico – spostamento relativo alle barre incollate nell’intervallo di carico di interesse In precedenza sono state effettuate alcune prove soniche.  Nella stessa posizione sono state quindi effettuate prove con martinetti piatti singoli e doppi, facendo uso di un manometro ad elevata risoluzione strumentale. L’intaglio nella muratura è stato realizzato con un’apposita sega circolare in dotazione al Laboratorio.

Prove su pannelli per pareti in legno

Il Laboratorio ha effettuato numerose prove su pareti in legno di varia tipologia: Xlam incollate e chiodate, a telaio, etc. In alcuni casi, le prove sono state utilizzate ai fini della marcatura CE di tali pareti, sotto la supervisione dell’organismo austriaco OIB, eseguendo prove di flessione e taglio trasversali al piano medio e nel piano del pannello.

Le prove trasversali al piano medio sono state effettuate con un attuatore elettroidraulico MTS e del piastrame di ripartizione del carico in due punti di carico. La misura della deformazione relativa tra il punto centrale ed i punti collocati ad interasse pari a 5 volte lo spessore del pannello, facendo uso di gioghi di misura, consente la stima del modulo elastico del pannello.

Le prove nel piano sono state realizzate facendo uso di un telaio di carico che consente l’ancoraggio della parete con hold down ed angolari a taglio, in modo del tutto analogo a quanto avviene nella realtà costruttiva. Un sistema di leveraggi consente di applicare dei carichi diretti in testa alla parete stessa. Il carico orizzontale è invece applicato mediante un attuatore elettroidraulico ancorato al muro di reazione.