Ricerca

Nell’ambito della propria attività di ricerca inerente ai sistemi costruttivi a pareti portanti, l’ing. Cristian Angeli in collaborazione con l’azienda ICFITALIA ha ideato un particolare procedimento d’uso dei sistemi ICF (patent pending) che consente la localizzazione delle armature in tratti circoscritti delle pareti, introducendo in tal modo economie sconosciute a qualunque altro sistema di costruzione. Tale procedimento è stato denominato:

SISTEMA ICF AD ARMATURA LOCALIZZATA

ICF system with concentrated rebars

ICF Professional - Pannello con armatura trave
Il “sistema ICF ad armatura localizzata” (patent pending), mediante un particolare approccio progettuale, è caratterizzato dal fatto che le armature vengono previste solo in zone circoscritte delle pareti e non in modo “diffuso”.
Tale approccio trova giustificazione nella sovraresistenza sismica delle strutture a pareti in c.a. e nelle stesse NTC2018 che definiscono al p.to 7.4.4.5 il concetto di “parete a tratti” “…elemento strutturale di supporto per altri elementi che abbia una sezione trasversale rettangolare o ad essa assimilabile, anche per tratti…” e di “parete composta” “Le pareti possono avere sezione orizzontale composta da uno (parete semplice) o più (parete composta) segmenti rettangolari…”

RAPPORTI DI RICERCA INTERNAZIONALI

Si riportano una serie di articoli di carattere scientifico inerenti ai sistemi costruttivi a pareti portanti realizzati con casseri ICF. Si tratta di pubblicazioni elaborate da ricercatori provenienti da culture costruttive molto diverse tra loro (Italia, India, Canada, Francia, Arabia, Romania, etc) e che affrontano tematiche disparate ed anche molto specifiche. Si è ritenuto comunque opportuno pubblicare tutti i contributi, che danno un’idea dello stato dell’arte scientifico della materia a livello mondiale.

Dalla lettura si desume che vi è convergenza sui “vantaggi” derivanti dall’uso dei sistemi ICF sia dal punto di vista strutturale-sismico, sia sotto il profilo energetico.


1) Compressive strength of insulated concrete form blocks (India, 2014)

E.Arunraj, G.Hemalatha – Karunyauniversity, Coimbatore
A.Arun Solomon – Ranganathan engineering college, Coimbatore

1) Resistenza a compressione dei blocchi per pareti ICF.

ABSTRACT: Il sistema costruttivo con casseri a perdere in polistirolo (ICF) rappresenta una tecnologia emergente. Questo sistema offre numerosi vantaggi, in confronto a metodi tradizionali quali la muratura portante e il calcestruzzo armato, in quanto consente un risparmio energetico, non necessita di particolari contro-casserature, garantisce tempi di costruzione più rapidi, isolamento acustico, minore manutenzione, resistenza nei confronti di disastri naturali.
Questa pubblicazione presenta i dati sperimentali e i risultati analitici dedotti dallo studio del comportamento di un modello di dimensioni 200 x 150 x 60 mm, realizzato con blocchi ICF, aventi spessori di polistirene pari a 100, 75 e 50 mm, connessi da barre di acciaio da 8 mm, al cui interno è stato gettato il cls di classe M25.
Questi blocchi, sottoposti ad un carico di compressione fino a raggiungere la rottura del cls, hanno mostrato che gli strati di EPS evitano fuoriuscite di cls dalla parete e che è stato raggiunto un maggiore livello di duttilità del sistema.

2) Inspection of properties of Expanded Polystyrene (EPS), Compressive behaviour, bond and analytical examination of Insulated Concrete Form (ICF) blocks using different densities of EPS (India, 2017)

A.Arun Solomon, G.Hemalatha – Karunya University, Coimbatore

2) Indagine sulle proprietà, sul comportamento a compressione, sulla coesione del polistirene espanso (EPS), ed esame analitico delle pareti ICF, utilizzando differenti densità di EPS.

ABSTRACT: Il sistema costruttivo con casseri a perdere in polistirolo (ICF) rappresenta una tecnologia emergente che utilizza dei casseri a perdere in polistirene espanso (EPS), al cui interno viene gettato del cls. Il polistirene espanso offre numerosi vantaggi, quali leggerezza, isolamento termico, resistenza all’umidità, durabilità, assorbimento acustico, bassa conduttività termica, ecc…
In questo studio, sono state determinate le proprietà dell’EPS attraverso la procedura standard dettata dalla norma IS 4671:1984 (Specification for expanded polystyrene for thermal insulation purposes – Specifiche per il polistirene espanso con scopo di isolamento termico – India).
Il comportamento a compressione ed il legame tra EPS e cls sono stati analizzati attraverso due campioni con cls di classe M25, EPS semplice ed EPS corrugato, di spessore 50 mm e 100 mm, e densità variabili da 4, 8, 12 kg/m3 .
I risultati mostrano che la resistenza a compressione dei blocchi con EPS semplice è maggiore rispetto a quella con EPS corrugato, e che esiste un buon collegamento tra l’EPS, sia semplice che corrugato, e il calcestruzzo, senza l’aggiunta di leganti durante il getto. I blocchi ICF mostrano inoltre un’elevatissima duttilità, se confrontati con un semplice getto in cls armato.

3) Thermal Analysis of Insulated Concrete Form Walls (Canada-Francia, 2015)

Navid Ekrami, Ryerson University – Toronto (Canada)
Anais Garat – Institut Catholique des Arts et Métiers, Lille
Alan S.Fung – Ryerson University, Toronto

3) Analisi termica delle pareti di tipo ICF

ABSTRACT: In questo studio, per comprendere più chiaramente la trasmissione di calore tra le tubazioni dell’acqua e il cls, è stato sviluppato un modello tridimensionale di una tubazione in PVC, inserita all’interno di una parete ICF con differenti spessori, per valutare la distanza ottimale tra le tubazioni stesse. Sono state prese in esame tre diverse temperature di ingresso, quattro velocità di ingresso per ogni tubazione, ed è stato analizzato il comportamento termico del calcestruzzo. Quest’analisi, concentrandosi sulla conservazione dell’energia termica all’interno della parete e non trasferirla all’ambiente, ha reso possibile la rappresentazione dei valori di trasferimento di calore e del potenziale di conservazione dell’energia termica.

4) Assesment of ICF energy saving potential in whole building performance simulation tools (UK, 2015)

Eirini Mantesi, Christina J. Hopfe, Jacqueline Glass, Malcolm Cook – Loughborough University, Leicestershire

4) Valutazione sul potenziale risparmio energetico del sistema ICF attraverso sofware di simulazione dell’intero edificio.

ABSTRACT: Il sistema costruttivo con casseri a perdere in polistirolo (ICF), classificato tra i metodi moderni di costruzione, è costituito da blocchi isolanti cavi dai valori molto bassi di isolamento termico e alti livelli di tenuta all’aria, al cui interno viene gettato in opera il calcestruzzo.
La pubblicazione è volta ad analizzare il consumo di energia delle pareti ICF in confronto ai metodi costruttivi tradizionali, sia con bassi che alti livelli di massa termica.
I risultati indicano che esiste una differenza tra le predizioni degli strumenti di calcolo, maggiormente visibile nella richiesta di riscaldamento annuale e di picco, e che l’edificio ICF è in grado di ridurre l’uso di energia in modo significativo, in confronto con una struttura leggera.

5) Applications of active hollow core slabs and Insulated Concrete Foam Walls as thermal storage in cold climate residential buildings (Canada-Francia, 2015)

Navid Ekrami, Raghad S. Kamel – Ryerson University, Toronto Anais Garat – Institut Catholique des Arts et Métiers, Lille

5) Applicazioni del solaio alveolare prefabbricato e delle pareti ICF per la conservazione dell’energia negli edifici residenziali in clima freddo.

ABSTRACT: Per questa analisi è stato progettato e realizzato un impianto di prova, per verificare in maniera scientifica l’effetto della conservazione di energia termica in edifici con un impianto fotovoltaico e pompe di calore.
Sono stati sviluppati modelli numerici per pareti ICF e per fondazioni ventilate in calcestruzzo, utilizzando il software SolidWork attraverso la Flow Simulation e ANSYS Fluent, ed inserendo carichi di prova con valori
tipici per le abitazioni residenziali.
L’articolo dimostra che esistono differenti opzioni di conservazione dell’energia, come l’uso della massa termica dell’edificio stesso.

6) Assessment on the usage of Insulated Concrete Forms in United Arab Emirates construction industry (Emirati arabi uniti, 2016)

Syed W. Ather, Saud AbdelAziz, Ibrahim A. Salloum, Sameh M. El-Sayegh – American University of Sharjah, Sharjah

6) Valutazione dell’uso di casseri per pareti ICF nel sistema di costruzione degli Emirati Arabi Uniti.

ABSTRACT: Recentemente il governo degli Emirati Arabi uniti ha approvato la progettazione e lo sviluppo di edifici green ad elevata efficienza energetica. Questo porta inevitabilmente allo spostamento dalla costruzione tradizionale in mattoni portanti di cls, a metodi sostenibili come l’ICF, considerando anche il fattore “costo”.
La pubblicazione analizza questo metodo di costruire green e determina i problemi affrontati dall’impresa nel percorso di sviluppo, attraverso un sondaggio.
E’ stata riscontrata infatti la necessità di cambiamenti nelle normative e nei regolamenti, e di maggiore pubblicità del sistema ICF, per incoraggiarne l’uso e convincere il settore delle costruzioni realizzate con “materiali green” negli Emirati Arabi Uniti (UAE).
La ricerca futura potrebbe svolgersi sull’analisi dei costi del ciclo di vita di una villa in ICF, per determinare il costo totale, includendo il prezzo iniziale, i costi di manutenzione e il valore recuperato.

7) Research contributions to the seismic performance of ICF Technology Wall Systems (Romania, 2010)

Andreea-Terezia Mircea – Technical University of Cluj-Napoca, Cluj-Napoca
Ruxandra Crutescu – Faculty of Architecture, Bucharest

7) Contributi della ricerca a riguardo del comportamento sismico di sistemi parete di tipo ICF.

ABSTRACT: I sistemi a pareti portanti con casseri a perdere (ICF) assicurano una costruzione sostenibile, con maggiore efficienza energetica, bassi costi per i materiali e versatilità per il costruito: sono anche un sistema molto facile da installare, aumentando l’efficienza del lavoro in sito e la produttività dei lavoratori, il che fa risparmiare tempo e denaro.
E’ stata effettuata una ricerca al fine di valutare una parete ICF in relazione ai requisiti della progettazione antisismica per sistemi in cls armato. Dopo un’analisi preliminare delle disposizioni costruttive, è stata eseguita un’analisi strutturale completa per identificare le migliori pratiche nell’attuazione del sistema nel mercato.
Poiché le variabili considerate erano l’accelerazione di progetto (0.08g, 0.20g, 0.32g), la forza assiale normalizzata (0.05,0.20,0,40), la qualità del cls (classi C16/20 e C20/25), l’effettivo spessore della parete (150 mm, 200 mm), il rapporto di armatura longitudinale all’estremità del muro (0.005, 0.020, 0.040) e il tipo di muro portante (alta duttilità, media duttilità), la piena conformità con la progettazione strutturale europea può essere raggiunta attraverso due strategie, a seconda del valore delle azioni agenti, specifiche per ogni sito ed ogni soluzione.
I risultati sono presentati in modo sintetico, consentendo una facile comprensione delle conclusioni tratte dall’elaborazione dei dati numerici.

8) Feasibility of using insulated concrete forms in hot and humid climate (Oman-India, 2014)

Selvapandian, K.P. Ramachandran – Caledonian College of Engineering, Muscat
Dr. Neeraja, VIT University, Vellore, Tamilnadu

8) Fattibilità di utilizzo dei casseri a perdere per pareti ICF in climi caldi e umidi.

ABSTRACT: Le pareti in cls con casseri a perdere sono ampiamente utilizzate nei climi freddi, per controllare la perdita di calore dall’interno verso l’esterno. Anche se il petrolio è la principale fonte di energia nei paesi del Medio Oriente, vi è un enorme potenziale nell’utilizzo dell’energia elettrica in maniera più efficiente, applicando l’isolamento termico.
In questo articolo, è stato fatto un tentativo di confronto tra il comportamento igroscopico di un edificio in ICF e uno in cls armato, a Muscat, Sultanato dell’Oman, confrontando i valori di trasmissione di calore attraverso le pareti, i reali costi di elettricità, la conduttività termica e i costi dei materiali.

Le performance igrotermiche delle pareti sono state studiate durante i mesi estivi di Luglio, Agosto e Settembre 2013. I risultati mostrano che le prestazioni delle pareti ICF sono migliori rispetto a quelle in semplice cls, per ogni fattore analizzato.

9) Energy use in residential housing, a comparison of insulating concrete form and wood frame walls (USA, 2000)

ohn Gajda, Martha VanGeem – Construction Technology Laboratories Inc, Skokie

9) Utilizzo di energia negli edifici residenziali, un confronto tra pareti ICF e pareti a telaio in legno.

ABSTRACT: E’ stata modellata una tipica casa di 228 mq (2450 piedi quadrati) ed è stata ubicata ipoteticamente in cinque posizioni, selezionate per rappresentare la gamma di climi possibili negli Stati Uniti. E’ stato utilizzato un software che utilizza il DOE 2.1E come motore di calcolo.
In ciascuna posizione, sono state ipotizzate tre varianti di abitazione: la prima, con telaio tradizionale in legno, la seconda con pareti ICF, la terza con pareti esterne senza massa, le quali soddisfano i requisiti minimi del codice energetico.
Per tutte le varianti, il tetto, i solai, le finestre e le tramezzature interne erano identiche.
In tutte le località, le case sono state isolate per soddisfare i livelli minimi richiesti dal codice IECC (International Energy Conservation Code 1998). A causa delle intrinseche proprietà isolanti dell’ICF, il valore totale di energia utilizzata (incluso riscaldamento e raffrescamento, fornelli, lavatrice e altro) per le case in ICF era dall’8% al 19% in meno rispetto alle case con pareti che soddisfano i requisiti IECC (International Energy Conservation Code). In tutte le località, le case con pareti ICF avevano un fabbisogno energetico totale che variava al 5 al 9% in meno rispetto alle abitazioni con telaio in legno. Le case in ICF hanno anche mostrato ulteriori risparmi derivanti dalla riduzione della domanda di riscaldamento, ventilazione e raffreddamento (HVAC). La capacità totale del sistema variava dal 16 al 30% in meno rispetto a quella delle case con pareti che soddisfacevano i requisiti IECC, e dal 14 al 21% rispetto a quella delle case con telaio in legno.

10) Monitored Thermal Performance of ICF Walls in MURBs (Canada, 2007) Canada Mortgage and Housing Corporation

Canada Mortgage and Housing Corporation

10) Comportamento termico delle pareti di tipo ICF, monitorato in condomini.

ABSTRACT: I casseri a perdere per pareti in calcestruzzo (ICF) sono generalmente blocchi in polistirene impilabili e cavi, nei quali può essere gettato il calcestruzzo per realizzare pareti di edifici residenziali e commerciali. Le pareti di tipo ICF hanno molteplici vantaggi, tra cui un’alta resistenza termica, massa termica e isolamento all’aria. Queste caratteristiche dovrebbero portare ad un minor consumo di energia necessaria al riscaldamento e raffreddamento, ad un maggior comfort e a minori necessità di spazio per i sistemi di condizionamento.
I costruttori, i proprietari e gli imprenditori edili necessitano di informazioni e dati riguardanti la performance qualitativa, per comprendere nel miglior modo il comportamento sul lato energetico.
CMHC (Canada Mortgage and Housing Corporation – Società immobiliare del Canada), in collaborazione con RMCAO (Associazione del cls di Ontario) e il gruppo di costruttori Jamesway Group, hanno iniziato un progetto di ricerca per valutare la performance termica, la tenuta all’aria del rivestimento dell’edificio e le conseguenze nel progetto degli impianti di condizionamento in un appartamento all’interno di un edificio di tipo ICF.
I risultati hanno mostrato che la parete ICF ha un valore di isolamento molto simile al valore nominale di isolamento del solo polistirene, che non sono stati rilevati importanti ponti termici e che non ci sono state perdite di aria significative.

11) Job-Built Insulated Concrete Forms (ICF) for Building Construction (USA, 2011)

Afshin Hatami, George Morcous – University of Nebraska Lincoln, Omaha

11) Casseri in materiale isolante per pareti ICF per l’edilizia.

ABSTRACT: Il sistema ICF è diventato il materiale da costruzione preferito per gli edifici “verdi”, grazie al loro ridotto tempo di costruzione, alla compatibilità con qualsiasi finitura interna ed esterna, resistenza agli insetti, forza, riduzione del rumore, ridotta infiltrazione, e continui e significanti risparmi di energia.
D’altro canto, i costi iniziali del sistema ICF, le loro limitazioni sull’altezza del posizionamento del cls, sono considerati gravi problemi. In questo documento, è stato sviluppato un nuovo sistema ICF per rispondere a queste problematiche.
Il nuovo sistema è basato su pannelli in polistirene espanso ad alta densità (EPS) e collegamenti in polimeri rinforzati con fibre di vetro (GFRP). Un campione in scala reale è stato costruito utilizzando calcestruzzo autocompattante (SCC) ed è stato testato presso il laboratorio strutturale. La ricerca ha mostrato la facilità e la velocità di realizzazione del nuovo sistema, nonché la sua superiore capacità strutturale e l’efficienza energetica, pur essendo confrontabile dal punto di vista economico.

12) Field Energy Performance of an Insulating Concrete Form Wall (Canada, 2012)

W. Maref, M. M. Armstrong, H. Saber, M. Rousseau, G. Ganapathy – National Research Council Canada, Ottawa

12) Comportamento energetico sul campo di pareti di tipo ICF.

ABSTRACT: Il monitoraggio sul campo delle caratteristiche di trasmissione del calore dinamico attraverso le pareti ICF è stato intrapreso nel 2009-2010 al National Research Council Canada’s Institute for Research in Construction (NCR-IRC) Field Exposure of Walls Facility (FEWF).
Lo scopo del lavoro includeva la progettazione di esperimenti, l’installazione di campioni di prova, la messa in opera della strumentazione, il funzionamento del centro di prova, il monitoraggio, la raccolta e l’analisi dei dati. Questa ricerca ha valutato le caratteristiche di trasmissione del calore dinamico attraverso una parete ICF, assemblata in laboratorio, durante un ciclo di esposizione alle condizioni naturali all’aperto, della durata di un anno.
I dati hanno confermato che il calcestruzzo aggiunge molto poco al valore complessivo di R della parete, in condizioni stazionarie e che la massa termica del cls riduce il picco di flusso di calore attraverso la parete, durante la stagione fredda. Durante le condizioni transitorie, i dati hanno mostrato come il calcestruzzo abbia giocato un ruolo significativo nel mitigare la perdita di calore all’esterno.
Questa ricerca, ancora in corso, fa parte di una serie di progetti che evidenziano gli impatti diretti e indiretti delle prestazioni termiche dell’involucro dell’edificio e fornisce preziosi dati sperimentali da utilizzare per i modelli di simulazione energetica.

13) Recycled Foam and Cement Composites in Insulating Concrete Forms (USA, 2002)

Dr. Richard Boser, Mr. Tory Ragsdale, Charles Duvel – Illinois State University, Illinois

13) Materiali riciclati e cementi compositi nei sistemi ICF.

ABSTRACT: Il mondo delle costruzioni sta cambiando a causa di questioni di espansione urbana, conservazione delle risorse e sviluppo sostenibile: per tale motivo in molte città si trovano strutture realizzate con il sistema ICF, come alternativa al tradizionale muro in cls e al telaio in legno, tanto che molti costruttori, come ad esempio CENTEX homes, stanno proponendo case in ICF in alternativa alle costruzioni in legno o muratura.
In ogni caso, anche il metodo ICF sta evolvendo al fine di includere materiali riciclati e compositi per cemento, per avvicinarsi a sfide costruttive e garantire un prodotto favorevole all’ambiente.
Gli obiettivi di questo articolo sono quelli di garantire una visione completa dei sistemi ICF e alcune alternative, utilizzati sia per edifici residenziali che commerciali, e di evidenziare il collegamento tra le pratiche della nuova costruzione e lo sviluppo di materiali innovativi.

14) Insulated Concrete Forms (ICF) As Blast-Resistant Barriers (USA, 2012)

R.F.Oleck, A.C.Habel, D.W.Herrit – McLaren Engineering Group, Orlando

14) Casseri a perdere isolanti come barriere resistenti alle esplosioni.

ABSTRACT: I blocchi ICF sono stati utilizzati come sistema parete sia negli edifici residenziali che commerciali, e più recentemente, per solai e coperture. L’ICF consiste in un nucleo di cls armato, che si assume come componente strutturale, all’interno di due pannelli di EPS (polistirene espanso), che fungono da casseri a perdere per il cls e provvedono all’isolamento dell’edificio.
La maggior parte dei fornitori hanno tabelle con i valori di resistenza a compressione e ai carichi laterali, quali vento e azione sismica, basati sullo spessore del cls e sulla quantità e disposizione dell’armatura.
Molti codici normativi, compreso l’International Building Code (Codice Internazionale del 2009), includono questi materiali nel capitolo relativo al cls. FEMA 361 (Design and construction for community safe rooms – Progettare e costruire locali sicuri – USA) include l’ICF tra i materiali da utilizzare come protezione nei confronti di tornadi, dichiarando gli spessori necessari a seconda della velocità del vento.
Questo studio esamina la possibilità dei pannelli in EPS nel contribuire alla resistenza della parete in caso di esplosioni. Sono stati effettuati sia simulazioni di impatto da missile che test esplosivi. La presenza dello strato isolante, solitamente spesso 2,5 pollici, si comporta come un cuscinetto in grado di assorbire l’urto. Le connessioni plastiche tra i due strati di isolante assorbono invece la pressione idrostatica del calcestruzzo non ancora maturato ed evitano, insieme al pannello interno di EPS, che alcuni frammenti di calcestruzzo entrino nell’edificio.

15) Comparative life cycle assessment of insulating concrete forms with traditional residential wall sections (USA)

Neethi Rajagopalan, Amy E.Landis, Melissa M.Bilec – University of Pittsburgh, Pittsburgh

15) Valutazione comparativa del ciclo di vita di casseri per pareti ICF e di pareti tradizionali.

ABSTRACT: I materiali da costruzione sostenibili offrono un’efficienza energetica e un buon comportamento nei confronti dell’ambiente. Uno tra i possibili sistemi da costruzione sostenibili è l’ICF, la cui tipica sezione è costituita da polistirene espanso e calcestruzzo, che lavorano come materiali isolanti e strutturali e hanno la capacità di ridurre il consumo di energia negli edifici. L’obiettivo di questa ricerca è di svolgere un confronto tra il ciclo di vita di una parete ICF e di una parete con telaio in legno, comprendendo le fasi del materiale allo stato grezzo, del processo di lavorazione, di costruzione, di uso e fine vita (per analizzare la fase di utilizzo, è stato utilizzato lo strumento di modellazione energetica eQuest).

16) Seismic evaluation of a green building structural system: ICF grid walls (USA, 2009)

Peter Dusicka, Thomas Kay – Portland State University, Portland

16) Valutazione sismica di un sistema per edifici green: pareti ICF a griglia.

ABSTRACT: La richiesta di costruzioni di edifici “verdi” sta continuamente crescendo, sia per edifici commerciali multipiano, che per condomini o residenze unifamiliari.
Uno dei sistemi strutturali in forte crescita, che indirizza la sostenibilità verso il punto di vista strutturale e costruttivo, è quello a casseri portanti in calcestruzzo (ICF) a griglia, il quale utilizza casseri a perdere prefabbricati, in grado di garantire isolamento termico in modo non convenzionale, ovvero riducendo il fabbisogno energetico durante il ciclo di vita dell’edificio.
Confrontandolo sul lato ingegneristico con costruzioni tradizionali, è possibile evidenziare la riduzione dell’impatto ambientale, in quanto si consumano meno materiali primari, come il cls, e si genera un minor spreco, grazie all’eliminazione delle casserature.
I progettisti e i fornitori sono tuttavia dubbiosi a riguardo dell’approvazione e dello sviluppo di questo metodo, in quanto non ricade nel campo di applicabilità dell’attuale codice normativo.
Questo articolo delinea un programma sperimentale, che vuole analizzare il comportamento antisismico attraverso una serie di test ciclici su campioni reali. I valori di deformazione in una parete ICF caricata ciclicamente hanno infatti messo in luce che il sistema potrebbe potenzialmente condurre ad uno sviluppo del sistema in aree con alta sismicità.

17) Blast analysis of integrated framing assemblies at openings in insulated concrete form wall construction (USA, 2012)

Carrie E.Davis, Protection Engineering Consultant, Austin
Kirk A.Marchand, Protection Engineering Consultant, San Antonio

17) Analisi delle esplosioni nei telai per aperture nelle costruzioni ICF.

ABSTRACT: Le pareti in calcestruzzo con casseri a perdere (ICF) si stanno sempre più diffondendo nei progetti commerciali. Nelle costruzioni di tipo ICF, le pareti sono costruite impilando i blocchi al fine di gettare il calcestruzzo al loro interno. Il blocco consiste in due pannelli con una cavità, connessi da connettori plastici. Il sistema ICF ha numerosi vantaggi rispetto ai blocchi cavi in cls e al telaio in legno, tra cui: migliore comportamento strutturale (dimostrato dal test dei proiettili del vento, dalle residenze di tipo ICF che hanno resistito agli uragani, da test preliminari di esplosione), efficienza energetica, velocità di costruzione.
I telai per aperture STALA (IFA) sono stati sviluppati da STALA Integrated Assemblies, LCC per semplificare le aperture in pareti ICF: costituiscono infatti sia il cassero che il rinforzo dell’apertura. PEC (Protection Engineering Consultant) e STALA hanno realizzato uno studio analitico per utilizzare le IFA come casseri per porte e finestre soggette a carichi esplosivi.
Il principale obiettivo era di sviluppare delle linee guida per installare i telai IFA in pareti ICF, sottoponendoli a carichi dichiarati dal Dipartimento della Difesa (DoD) in caso di basso livello di protezione.

18) Mechanical model for seismic response assessment of lightly reinforced concrete walls

Emanuele Brunesi, Roberto Nascimbene, Alberto Pavese – EUCENTRE European Centre for Training and Research in Earthwuake Engineering, Pavia

18) Modello meccanico per la valutazione della risposta sismica di pareti estese in calcestruzzo.

ABSTRACT: La ricerca descritta in questo articolo si concentra sul comportamento sismico di pannelli portanti di tipo sandwich in calcestruzzo armato, fortemente interessati dalle deformazioni a taglio.
E’ stato realizzato un modello numerico, grazie ad un software open source agli elementi finiti, per simulare la risposta di questo sistema strutturale, le cui pareti di tipo tozzo influiscono sulle prestazioni e sulla modalità di rottura.
E’ stata effettuata una calibrazione di questo modello meccanico equivalente, costituito da un gruppo di elementi verticali regolarmente distanziati, in combinazione con uno strato di molle non lineari, che rappresentano il comportamento ciclico del calcestruzzo e dell’acciaio, attraverso una serie di test ciclici pseudo-statici, eseguiti su prototipi a scala reale, con o senza aperture.
Sono stati analizzate sia pareti portanti, che pareti con vincolo ad incastro.

19) Correlations between the experimental results of pseudo-static tests with cyclic horizontal load on concrete/polystyrene sandwich bearing panels and their analytical counterparts

Tomaso Trombetti, Stefano Silvestri, Giada Gasparini, Ilaria Ricci – Department DISTART, University of Bologna, Bologna

19) Correlazioni tra i risultati sperimentali di test pseudo-statici con carico orizzontale ciclico su pannelli portanti sandwich in calcestruzzo / polistirolo.

ABSTRACT: Negli ultimi anni, il comportamento sismico delle strutture a pannelli portanti in cemento armato è stato oggetto di numerosi lavori di ricerca.
Questo lavoro presenta una sintesi dei risultati ottenuti in un’ampia campagna sperimentale / analitica / di correlazione numerica condotta come collaborazione tra l’Università di Bologna e i laboratori EUCENTRE di Pavia.
Questo lavoro è stato indirizzato alla valutazione delle prestazioni sismiche di strutture composte da pannelli sandwich portanti in polistirene e calcestruzzo (debolmente) armato.
In questo documento: (1) sono stati brevemente richiamati i risultati di una serie di test pseudo-statici con carico ciclico orizzontale; (2) sono stati effettuati ampi sviluppi analitici per valutare le caratteristiche meccaniche e il comportamento sismico di pannelli in cemento debolmente armato; (3) sono stati ottenuti risultati numerici con analisi avanzate su un modello sofisticato del pannello; (4) è stato eseguito un confronto tra i risultati analitici, numerici e sperimentali, il quale mostra una buona corrispondenza tra i risultati sperimentali e quelli analitici.

20) Design of a shaking table test on a 3-storey building composed of cast-in-situ concrete walls

Ilaria Ricci, Giada Gasparini, Stefano Silvestri, Tomaso Trombetti – Department DICAM, University of Bologna, Bologna
Dora Foti – Department DICA, University of Bari, Bari
Salvador Ivorra-Chorro – University of Alicante, Alicante

20) Progettazione su una tavola vibrante di un edificio a 3 piani costituito da pareti in calcestruzzo gettato in opera

ABSTRACT: I sistemi strutturali composti da pareti sandwich in calcestruzzo gettato in opera, che utilizzano un materiale leggero come supporto per il calcestruzzo (ad esempio il polistirene), sono ampiamente utilizzati per la costruzione in aree non sismiche o in aree a bassa sismicità, ed apprezzati per i loro limitati costi di costruzione, brevi tempi di installazione, grande flessibilità di costruzione ed alta efficienza energetica e acustica. Tuttavia il loro comportamento sismico non è stato completamente studiato.
Negli ultimi anni, un’approfondita campagna sperimentale, condotta dall’Università di Bologna e dai laboratori Eucentre di Pavia, è stata dedicata alla valutazione delle prestazioni sismiche di singole pareti e di una porzione di struttura, attraverso prove cicliche di carico orizzontale.
Per convalidare il buon comportamento teorico, parzialmente anticipato in via sperimentale (attraverso test ciclici con carichi orizzontali), di strutture scatolari composte da pareti sandwich in cls gettato in opera, sono state effettuate prove su tavola vibrante, presso le strutture del laboratorio Eucentre di Pavia, su un sistema strutturale a 3 piani a scala reale, composto da pareti sandwich tozze in cemento armato (di dimensioni 5,50 x 4,10 metri in pianta e 8,25 metri in altezza).

21) In-plane shear behaviour of thin low reinforced concrete panels for earthquake re-construction

Michele Palermo, Tomaso Trombetti – Department DISTART, University of Bologna, Bologna
Luisa Maria M.Gil-Martin, Enrique Hernandez-Montes – University of Granada, Granada

21) Resistenza a taglio nel piano di pannelli sottili in cemento debolmente armato per la ricostruzione post terremoto.

ABSTRACT: Per la ricostruzione degli edifici nella zona devastata dell’Aquila sono stati utilizzate pareti sottili in calcestruzzo debolmente armato. In questo lavoro viene presentata una caratterizzazione strutturale di questi tipi di pannelli, con particolare attenzione al fatto che essi sono soggetti principalmente a forze di taglio.
La “refined compression-field theory” (RCFT) è stata recentemente proposta al fine di prevedere al meglio il comportamento dei componenti in cemento armato, sottoposti a forze di taglio nel piano e assiali.
Questa teoria si basa sulla meccanica del continuo, cioè sul soddisfacimento della compatibilità, sull’equilibrio e sulla formulazione delle equazioni costitutive in termini di tensioni.
Il miglioramento della RCFT, in confronto con le due più famose teorie per cemento armato sottoposto a taglio (ad es. la “modified compression-field theory” (MCFT) e la “rotating-angle softened-truss model” (RA-STM)), consiste nel modello con armatura basato sul fenomeno del “tension stiffening” nel cls.
Le convalide numeriche preliminari sembrano molto promettenti anche se sono necessari ulteriori dati sperimentali per calibrare e convalidare i parametri della teoria RCFT proposta.

22) Preliminary results of a shaking table tests on a 3-storey building realized with cast in place sandwich squat concrete walls

Giada Gasparini, Tomaso Trombetti, Stefano Silvestri, Ilaria Ricci – Department DICAM, University of Bologna, Bologna
Salvador Ivorra Chorro – University of Alicante, Alicante
Dora Foti – University of Bari, Bari

22) Risultati preliminari di una prova su tavola vibrante di un edificio a 3 piani realizzato con pareti tozze di cemento armato.

ABSTRACT: I sistemi strutturali composti da pareti sandwich in calcestruzzo gettato in opera, che utilizzano un materiale leggero come supporto per il calcestruzzo (ad esempio il polistirene), sono ampiamente utilizzati per la costruzione in aree non sismiche o in aree a bassa sismicità, ed apprezzati per i loro limitati costi di costruzione, brevi tempi di installazione, grande flessibilità di costruzione e alta efficienza energetica e acustica.
Se queste pareti in calcestruzzo gettato in opera venissero assemblate con connessioni appropriate, si otterrebbe un comportamento scatolare del sistema strutturale, e pertanto alte risorse di resistenza (le quali consentono di non utilizzare il comportamento post-elastico e le risorse di duttilità) ed elevata rigidità torsionale.
Negli ultimi anni, da un’esaustiva campagna sperimentale, è stato possibile ottenere le prestazioni strutturali di singoli pannelli sandwich in calcestruzzo gettato in opera, attraverso una serie di prove con tavola vibrante presso l’EUCENTRE di Pavia.
Il campione utilizzato per il test è stato un sistema strutturale a 3 piani a scala reale, composto da pareti sandwich tozze in cemento armato (caratterizzate da dimensioni 5,50 x 4,10 metri in pianta e 8,25 metri in altezza).

23) Seismic behavior of structural systems composed of cast in situ concrete walls

Salvador Ivorra – University of Alicante, Alicante
Tomaso Trombetti – University of Bologna, Bologna
Dora Foti – University of Bari, Bari

23) Comportamento sismico di sistemi strutturali composti da pareti in calcestruzzo gettate in opera.

ABSTRACT: Questa ricerca mira ad ottenere una valutazione sperimentale della risposta sismica di sistemi strutturali composti da pareti in calcestruzzo gettato in opera. Tali sistemi strutturali sono ampiamente utilizzati per la costruzione in aree non sismiche e apprezzati per i loro (i) costi di costruzione limitati, (ii) tempi brevi di installazione, (iii) grande flessibilità di costruzione e (iv) alta efficienza energetica e acustica.
Lo studio del comportamento sismico di sistemi strutturali composti da pareti in calcestruzzo gettato in opera è ​​stato sviluppato solo di recente e risiede principalmente nello studio del comportamento del singolo pannello in calcestruzzo gettato in opera, sotto carico laterale ciclico. Negli ultimi anni, il comportamento sismico delle pareti in calcestruzzo gettato in opera è stato oggetto di pochi lavori di ricerca scientifica. In particolare, la maggior parte di questi lavori si concentrano sullo studio del comportamento nel piano del singolo pannello, sottoposto a crescenti cicli di carico orizzontale. Tali ricerche hanno dimostrato che le pareti in calcestruzzo gettato in opera hanno caratteristiche ottimali (migliori di quelle dei sistemi di telaio) sia in termini di (i) resistenza nei confronti di carichi orizzontali e (ii) di duttilità. La valutazione del comportamento sismico e delle prestazioni di un tale sistema strutturale (che è intrinsecamente caratterizzato da una resistenza superiore ai carichi orizzontali, rispetto ai più comuni sistemi a telaio) può portare a modifiche nel modo in cui i comuni edifici alti 4-5 piani (per i paesi europei) vengono costruiti in aree sismiche.

24) Shaking table test design to evaluate earthquake capacity of a 3 storey building specimen composed of cast in situ concrete walls

Salvador Ivorra – University of Alicante, Alicante
Dora Foti – University of Bari, Bari
Ilaria Ricci, Giada Gasparini, Stefano Silvestri, Tomaso Trombetti – Department DICAM, University of Bologna, Bologna

24) Progetto di un test su tavola vibrante per valutare la resistenza al terremoto di un edificio a 3 piani composto da pareti di calcestruzzo gettato in opera.

ABSTRACT: Questo ricerca presenta il lavoro sviluppato per progettare un test su tavola vibrante presso il laboratorio EUCENTRE, per la valutazione della massima capacità di un edificio a 3 piani sottoposto a sollecitazione sismica. Il sistema strutturale dell’edificio è costituito da pareti sandwich in calcestruzzo armato e polistirene. Lo scopo di questo test è quello di verificare il comportamento dinamico di questa tipologia strutturale, in presenza di accelerazione sismica. Precedentemente ai test della tavola vibrante, effettuati presso il laboratorio EUCENTRE, sono state sviluppate ampie ricerche analitiche e numeriche su una serie di modelli dell’edificio sottoposti a sollecitazione sismica. Sono stati eseguiti, inoltre, test sperimentali su singoli pannelli in c.a. sottoposti a carico ciclico pseudo-statico.
Il campione era un sistema strutturale composto da pareti in cemento armato gettato in opera di dimensioni 5,50 × 4,10 m in pianta e 8,25 m in altezza, mentre l’input per la simulazione è stato il terremoto in Montenegro dell’aprile 1979.
La costruzione di questo edificio è stata sviluppata fuori dal laboratorio; è stato poi sollevato e tirato all’interno utilizzando martinetti idraulici ed un sistema a rulli, mentre un sistema di controventatura assicurava l’integrità della struttura durante il processo di trasporto.

ICF PROFESSIONAL ENGINEERING

Dott. Ing. Cristian Angeli – Via dello sport n.20 Novafeltria 47863 Rimini (Italy) – info@icfpro.it
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