Sviluppo di sistemi reticolari spaziali ibridi acciaio-bambù: caratterizzazione sperimentale del comportamento delle connessioni = Development of steel-bamboo hybrid space truss systems: experimental assessment of connection behaviour

La continua ricerca di materiali sostenibili per fronteggiare l'impatto del carbonio sul nostro ambiente, ha classificato il bambù come uno dei migliori materiali da costruzione alternativi, soprattutto nelle regioni come la Cina, l'Asia meridionale e il Sud America, dove il bambù è in abbondanza. Il Bambù è un materiale naturale, versatile e altamente rinnovabile che potrebbe svolgere un ruolo importante nell'edilizia sostenibile. Ha proprietà fisiche e meccaniche desiderabili, tra cui un alto rapporto resistenza al peso e una significativa intensità di tensione e compressione. Tuttavia, queste proprietà dipendono da fattori come il contenuto di umidità, il diametro del culmo e le specie. Inoltre, la forma cava del bambù, la notevole variabilità, l'anisotropia e le modalità di guasto fragili lo rendono difficile da lavorare e il suo uso moderno è ostacolato dalla mancanza di codici strutturali e dall'insufficiente progettazione delle connessioni. Il bambù può essere utilizzato anche sotto forma di materiale ingegnerizzato. Diversi ricercatori ne hanno studiato l'uso sotto forma di materiale laminato, creando piccole fette e incollandole con tecniche diverse. Utilizzando questo approccio, è possibile realizzare elementi unidimensionali (ad esempio, barre) che possono essere utilizzati per applicazioni strutturali. Tra le possibili diverse applicazioni, un interessante esempio che emerge da diversi studi è l utilizzo di barre in glubam in combinazione con elementi in acciaio più tradizionali per la realizzazione di sistemi reticolari spaziali. Ciò nonostante, sebbene siano state dimostrate le possibilità di realizzare sistemi reticolari ibridi, è stata prestata poca attenzione al comportamento dei collegamenti. L'applicazione di una connessione composita imbullonata utilizzando piastre in acciaio e bambù lamellare per la realizzazione di una struttura intelaiata spaziale ibrida, richiede un'indagine dettagliata del suo comportamento. L'obiettivo di questo studio è dunque quello analizzare il comportamento meccanico delle connessioni bullonate tra piastre di acciaio e barre di bambù laminate (Glubam) al fine di introdurre un sistema reticolare originale ibrido, costituito da elementi in acciaio con una sezione trasversale cava in corrispondenza del corrente inferiore e travi glubam per il corrente superiore e le barre diagonali. Questa tesi è stata organizzata come segue: in primo luogo, vengono introdotte le principali proprietà fisiche/meccaniche del glubam e dell'acciaio utilizzati nella struttura prototipale. Vengono introdotte anche le proprietà fisiche/meccaniche del legno lamellare e successivamente, è stato analizzato il comportamento di entrambi i tipi di connessione, connessione glubam-acciaio e connessione legno-acciaio, sotto l'azione di carichi statici. Un programma sperimentale è stato dunque progettato ed impiegato per eseguire una serie di test sia su connessioni mono bullonate che a più bulloni utilizzando tavole di glubam e piastre d’acciaio. Sono state effettuate prove di tensione monotona per caratterizzare il comportamento della connessione. La modalità di rottura osservata dei provini è stata la scissione longitudinale delle barre di bambù a causa di un processo di delaminazione. L'analisi dei risultati sperimentali mostra che il bambù laminato, in termini di resistenza parallela alle fibre, ha caratteristiche paragonabili o superiori a quelle del legno lamellare.