Seismic assessment of suspended ceilings through cyclic quasi-static tests

Lo scopo della tesi è la valutazione del comportamento sismico di controsoffitti, tramite prove cicliche quasi statiche. La tipologia di prove più comune ad oggi, infatti, riguarda prove su tavole vibrante con un protocollo definito per certificare il prodotto per una certa azione sismica. Queste prove presentano varie limitazioni, tra cui il costo elevato e la stretta correlazione tra risultato e input scelto. Le prove infatti non hanno specifico scopo di ricerca se non l’obiettivo di certificare un prodotto, non forniscono informazioni sulle prestazioni meccaniche dei componenti testati e non permettono di estendere i risultati ottenuti ne su prodotti simili ne in zone geografiche con diverso rischio sismico. È stato quindi progettato un setup di prova innovativo in grado di realizzare prove monotone e cicliche quasi statiche su controsoffitti. Questa tipologia di prove permette di superare le limitazioni dell’attuale procedura sperimentale. Al fine di ottenere una caratterizzazione completa dei controsoffitti, sono stati testati i giunti interni, questi componenti infatti sono risultati danneggiati in seguito a eventi sismici. In particolare, sono stati testati sia giunti ‘standard’ che giunti ‘antisismici’, facenti parte di una particolare linea progettata per resistere all’azione sismica. Sono stati testati a grandezza reale sia controsoffitti con struttura a T (che rappresentano la tipologia più diffusa globalmente), che altri due controsoffitti con diversa sottostruttura metallica, infine le prove hanno riguardato anche controsoffitti con pannelli continui in cartongesso. Per ogni tipologia sono stati eseguite una prova monotona, al fine di individuare i parametri di snervamento e il meccanismo di rottura, e una prova ciclica, seguendo il protocollo indicato nelle FEMA 461 per prove cicliche quasi statiche per componenti non strutturali. I risultati ottenuti hanno permesso di definire la prestazione degli elementi testati e di elaborarne la curva di capacità. Tramite approccio numerico “a cascata”, che permette di eseguire uno studio disaccoppiato dei due elementi, è stato possibile studiare il comportamento dei controsoffitti installati a diversi piani. Sono state realizzate analisi time-history lineari elastiche su edifici multi-piano con diverso periodo di vibrazione e sono stati ricavati gli spettri di risposta al piano. Le curve di capacità dei controsoffitti, definite sperimentalmente, e gli spettri al piano sono stati definiti in un dominio ADRS (Acceleration Displacement Response Domain) al fine di valutare la domanda sismica in termini di spostamento e accellerazione in funzione della capacità dei controsoffitti.