MODELLAZIONE NUMERICA AGLI ELEMENTI FINITI DI TRAVI IN VETRO RINFORZATE CON LAMINE IN CFRP.

Nowadays, glass represents one of the most fascinating and visually striking materials in building construction solutions. With the advent of the International Style, where glass ceased to be a purely decorative element, we arrived at the concept of glass as a continuous material, capable of creating harmony between internal experience and nature. In this discussion, the use of glass is investigated as a true structural material, in laminated glass beams reinforced with fibre-reinforced composite sheet material. The main purpose of carbon fibre is to create a so-called “hybrid” solution capable of making all the elements of the beam work together to obtain greater stiffness and overall resistance. In this thesis work, different prototypes of laminated glass beams with composite reinforcements were analysed by finite element numerical modelling, in order to evaluate the main parameters of stiffness, maximum displacement, natural frequencies and vibration modes. Statically all reinforced solutions show an increase in stiffness compared to the unreinforced configuration ranging between 5% and l’8%. In dynamic analysis, reinforced specimens have higher eigenfrequencies along the weak axis of up to 16%. Partial reinforcement solutions ensure a structural contribution comparable to that of the full-height sheet but with reduced visual impact.

Al giorno d’oggi il vetro rappresenta uno dei materiali più affascinanti e dal grande impatto visivo nelle soluzioni costruttive edilizie. Con l’avvento del Movimento Moderno (International Style), dove il vetro smette di essere un elemento puramente decorativo, si arriva al concetto di vetro come materiale continuo, in grado di creare armoniosità tra il vissuto interno e la natura. In questa trattazione l’utilizzo del vetro è indagato come vero e proprio materiale strutturale, in travi di vetro stratificato rinforzate con lamina in materiale composito di natura fibrorinforzata. La scopo principale della fibra di carbonio è quello di creare una soluzione cosiddetta “ibrida” in grado di far collaborare tutti gli elementi della trave per ottenere maggiore rigidezza e resistenza globale. Nel presente lavoro di tesi, differenti prototipi di travi in vetro stratificato con rinforzi in materiale composito sono stati analizzati mediante modellazione numerica agli elementi finiti, ai fini di valutare i principali parametri di rigidezza, spostamento massimo, frequenze proprie e modi di vibrare. Staticamente tutte le soluzioni rinforzate mostrano un aumento di rigidezza rispetto alla configurazione non rinforzata che varia tra il 5% e l’8%. In analisi dinamica i provini rinforzati presentano frequenze proprie più alte lungo l’asse debole fino al 16%. Le soluzioni a rinforzo parziale garantiscono un contributo strutturale paragonabile a quello della lamina a tutta altezza ma con impatto visivo ridotto.