Zachowanie sejsmiczne tradycyjnych drewnianych ścian szkieletowych: badania cykliczne i rozwiązania wzmacniające

Budynki o konstrukcji szkieletowej stanowią ważny element historycznego dziedzictwa w wielu krajach. Są rozproszone w rozmaitych regionach z różnych powodów, takich jak dostępność materiałów, zmniejszenie ciężaru konstrukcji, jej wytrzymałość, niskie koszty, oraz jako element konstrukcyjny zdolny wytrzymać wstrząsy sejsmiczne. Ta ostatnia kwestia jest przedmiotem niniejszej analizy, gdyż budynki o konstrukcji szkieletowej są wykorzystywane szczególnie w projektach rekonstrukcji w krajach, takich jak Portugalia, Włochy czy Grecja, jako odporne na trzęsienia ziemi. Wszystkie te budynki charakteryzuje obecność wewnętrznego szkieletu drewnianego składającego się z pionowych i poziomych elementów, połączonych elementami ukośnymi (krzyże św. Andrzeja). Taka konstrukcja ma na celu poprawę ogólnej stabilności budynków murowanych, zwiększając ich zdolność do rozpraszania energii w wypadku trzęsienia ziemi. Celem niniejszej pracy jest przestudiowanie zachowań ścian szkieletowych wykonanych z użyciem typowych połączeń, materiałów i geometrii, spotykanych w istniejących budynkach, pod cyklicznym obciążeniem. Na ogół ściany szkieletowe odpowiadają za przenoszenie ścinanania i nadają konstrukcji murowanej lepszy opór sejsmiczny, niż ten jaki daje tradycyjna ściana murowana. Badania cykliczne zostały wykonane na tradycyjnych ścianach, a ich zachowanie przestudiowane pod kątem całkowitej nośności, odkształceń, rozproszenia energii i sztywności. Następnie testowane ściany zostały wzmocnione metodami tradycyjnymi, co miało pomóc w zrozumieniu wpływu takiego działania i ocenie jego efektywności, bądź jej braku.

---

Half-timbered buildings represent an important historical heritage in many countries. They are diffused in various regions for different reasons, such as availability of materials, to lighten a structure, their low cost, the strength they offer and as a construction element able to resist seismic actions. This latter issue is the research topic analysed here, as half-timbered buildings have been specifically used in reconstruction plans as earthquake-resistant buildings in many countries, such as Portugal, Italy, and Greece. All these buildings were characterized by an internal timber skeleton constituted of vertical and horizontal elements and braced with diagonal elements (St. Andrew's crosses). This structure aimed at improving the global stability of masonry buildings, enhancing their capacity to dissipate energy during earthquakes. The aim of this paper is to study the behaviour under cyclic loading of such half-timbered walls, with typical connections, materials and geometries encountered in existing buildings. In general, half-timbered walls act as shear walls and confer to the masonry structure a better seismic resistance than that provided by a traditional masonry wall. Cyclic tests were performed on traditional walls and their behaviour was studied in terms of ultimate capacity, deformability, energy dissipation and stiffness. Subsequently, the tested walls were retrofitted with traditional techniques in order to understand the influence of the reinforcement and to estimate its effectiveness, or lack thereof.