RICERCA 2017
CELLE IBRIDE VETRO-ACCIAIO CURVATE A FREDDO
Modellazione, progettazione e test sperimentali
Benno Hoffmeister, 
Institute for Steel Construction, RWTH Aachen University, Germany
hoff@stb.rwth-aachen.de
Pietro Di Biase, 
Institute for Steel Construction, RWTH Aachen University, Germany
p.dibiase@stb.rwth-aachen.de
Carl Richter, 
Institute for Steel Construction, RWTH Aachen University, Germany
c.richter@stb.rwth-aachen.de
Benjamin Schaaf, 
Institute for Steel Construction, RWTH Aachen University, Germany
s.schaaf@stb.rwth-aachen.de
Markus Feldmann, 
Institute for Steel Construction, RWTH Aachen University, Germany
feldmann@stb.rwth-aachen.de
Laura Galuppi
Dipartimento di Ingegneria e Architettura, Università di Parma
laura.galuppi@unipr.it
Structural 212 | Luglio - Agosto  2017
10.12917/Stru212.20 – https://doi.org/10.12917/STRU212.20

L’obiettivo principale del Progetto Europeo “S+G - Innovative Steel Glass composite structures for high-performance building skins” è stato la progettazione di celle in vetro-acciaio, di forma curva, per il rivestimento di facciate e coperture di forma libera. Tali celle possono essere ottenute tramite curvatura a freddo di pannelli in vetro. Per poter raggiungere curvature elevate, limitando le tensioni al di sotto di quella di rottura del materiale, è necessario utilizzare pannelli di spessori molto bassi, e questo può portare all’insorgere di fenomeni di buckling (perdita di stabilità). Questo rischio può essere ridotto utilizzando un telaio in acciaio, connesso al pannello di vetro tramite adesivi strutturali. Sono state progettate tre diverse celle (HYP&R, WING and TWIST), con differenti gradi di complessità.
Test sperimentali sulle diverse celle, con differenti adesivi, sono stati condotti con carichi ortogonali al piano, sia in condizioni di pressione (carico sulla parte superiore, che simula l’effetto di neve, vento e carichi antropici), che di depressione, con carico agente sul lato inferiore. I grafici forza-spostamento ottenuti presentano una dispersione abbastanza evidente, ma, in generale, i carichi sopportati dalle celle sono di un ordine di grandezza superiore rispetto ai valori usuali di progetto dei carichi da vento e neve per strutture in vetro. Infine, è stato testato il comportamento della cella più rigida, sotto l’azione di carichi agenti nel piano.
 

ARGOMENTO:  STRUCTURAL GLASS - VETRO STRUTTURALE,SUPERFICI E RIVESTIMENTI
PAROLE CHIAVE: Soluzioni ibride vetro-acciaio, test sperimentali, pannelli piegati a freddo, incollaggio strutturale, giunti innovativi
Abstract
x
COLD-TWISTED HYBRID STEEL-GLASS CELLS
Analytical modelling, design and experimental testing

The main goal of the European Project “S+G - Innovative Steel Glass composite structures for high-performance building skins” has been the design of hybrid steel-glass curved cells, to panelize free-form transparent building facades and roofs. The cells are obtained by cold-twisting glass panels. In order to achieve large curvatures while maintaining the stress under the limit strength of the material, very thin glass panels need to be used in cold bending, with the consequent risk of buckling. This may be reduced by means of a steel frame, bonded to the glass with a structural adhesive. Three different solutions for the unitized cell(HYP&R, WING and TWIST), with different degree of complexity, have been designed.
Out-of–plane tests have been performed both with pressure setup (to simulate wind, snow, man load), with loading from the upper side, and suction setup, with loading from the lower side, to simulate the different cases of wind, on the three different cell solutions, with three different adhesives. As expected, the evaluation of the load-displacement curves exhibi ts a scattering, but, generally, values of failure loads carried by the twisted hybrid cells are approximately an order of magnitude higher than wind loads / snow loads normally used for design of glass facades and roofs. Finally, tests have been performed on the cell with the stiffest frame, to evaluate its response under in-plane loading.

KEYWORDS: Steel-glass hybrid solution, experimental tests, cold-bent panels, structural bonding, innovative joints
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