Giunti semirigidi con barre incollate per strutture lignee = Ductile moment-resistant steel-timber connections with glued-in bars

Il lavoro di tesi riguarda la caratterizzazione meccanica di un giunto, adatto per la realizzazione di differenti configurazioni in strutture intelaiate pesanti di legno, costituito da un elemento metallico flangiato collegato agli elementi strutturali in legno per mezzo di barre incollate. Questo sistema di connessione presenta alcune interessanti proprietà meccaniche in termini di prestazioni meccaniche, versatilità e prefabbricazione. Un modello analitico in grado di valutare la risposta del giunto in termini dei parametri meccanici chiave (modalità di rottura, resistenza ultima, rigidezza e capacità rotazionale) è stato proposto e validato attraverso un’ampia campagna sperimentale. A tale scopo il metodo per componenti, originariamente proposto per giunti semi-rigidi in acciaio, è stato adattato per modellare i giunti acciaiolegno, consentendo l'applicazione del capacity design e permettendo di progettare connessioni in grado di presentare valori di duttilità necessari ad applicazioni in campo sismico. Le prove effettuate hanno mostrato una soddisfacente rispondenza tra i risultati teorici e quelli sperimentali: in particolare la previsione affidabile delle modalità di rottura del giunto, permette la progettazione di connessioni resistenti a momento in grado di presentare alte deformazioni plastiche senza fenomeni di rotture fragili, con un notevole grado di duttilità strutturale a livello globale e di dissipazione energetica in seguito a sisma. ENGLISH VERSION This thesis investigates the mechanical characterisation of a joint, suitable for different configurations within a heavy timber frame, consisting of a wooden element connected to a steel stub by means of an end-plate and glued-in steel rods. This connection system has some interesting properties in terms of mechanical performance, versatility and prefabrication. An analytical model to predict the joint response in terms of its key parameters (e.g. failure mode, ultimate resistance, stiffness and rotation capacity) is proposed and validated through an extensive experimental programme. The component method, originally proposed for semi-rigid joints in steel frameworks, is adapted in order to set up a feasible general model for steel–timber joints, enabling application of the capacity design approach and offering the required ductility for applications in seismic zones. The tests carried out indicate satisfactory agreement between theoretical and experimental results: the reliable prediction of joint failure modes allows design of moment-resistant connections that can sustain high plastic deformation without brittle rupture, with a remarkable degree of global ductility and energy dissipation under alternate loading.