Application of adhesive joints on a tensegrity floor: verification of technology and mechanical performance

The aim of the present work was to examine the applicability of adhesive bonding technology to innovative building components. The use of structural adhesives represents the constructive implementation of the principle of “technological simplification”, that is, the possibility of assembling industrially manufactured products with high performance and a limited number of components, reducing environmental emissions during their life phases. In particular, the technical-constructive feasibility of a steel and glass tensegrity floor was verified, developing the idea of Patent No. 00014426973 (inventor Prof. P. Munafò). The research activity developed with the testing of different types of adhesive joints with steel, aluminium, glass, and adherends both after curing in laboratory conditions and after artificial accelerated ageing. The adhesive joint between the steel substructure and the glass deck was then determined by design to allow the deck to structurally cooperate with the tensegrity substructure. The prototype of the floor was assembled, and the mechanical performance was verified by load tests. In parallel with the experiments, numerical analyses were performed on the structural element to verify the hypotheses adopted. The results obtained confirmed the assumption underlying the patent idea by validating the predictions of the numerical analysis. In fact, the load tests showed a significant increase in the stiffness of the floor thanks to the adhesive joint between the glass deck and the tensegrity substructure.

Il lavoro svolto ha avuto come obiettivo la verifica l’applicabilità della tecnologia adesiva su componenti edilizi innovativi. L’impiego degli adesivi strutturali rappresenta la traduzione costruttiva del principio della “semplificazione tecnologica”, ovvero della possibilità di realizzare prodotti industrializzabili con elevate prestazioni ed un numero limitato di componenti, riducendo le emissioni ambientali nelle loro fasi di vita. In particolare, è stata verificata la fattibilità tecnico-costruttiva di un solaio tensegrale in acciaio e vetro, sviluppando l’idea brevettuale del brevetto n. 00014426973, inventore Prof. P. Munafò. L’attività di ricerca si è sviluppata con la sperimentazione di diverse tipologie di giunti adesivi con aderendi in acciaio, alluminio, vetro e adesivi sia dopo maturazione in condizioni di laboratorio che dopo invecchiamento artificiale accelerato. È stato poi definito costruttivamente il giunto adesivo tra sottostruttura in acciaio e l’impalcato in vetro per rendere strutturalmente collaborante l’impalcato con la sottostruttura tensegrale. Costruito il prototipo di solaio si è passati alla verifica delle prestazioni meccaniche con prove di carico. Parallelamente all’attività sperimentale sono state condotte analisi numeriche sull’elemento costruttivo, per verificare le ipotesi assunte. Il risultato ottenuto ha validato l’assunto alla base dell’idea brevettuale validando le previsioni dell’analisi numerica. In-fatti, dalle prove di carico si è riscontrato un significativo incremento della rigidezza del solaio grazie alla giunzione adesiva tra impalcato in vetro e sottostruttura tensegrale.