"Sulla Sismica: e... se fossimo in errore? - Prove con L'Oscillatore Sismico Meccanico"

Dal Perchè del Meccanismo di Piano - Verso Un Nuovo Approccio Dinamico Formia / Italy / 2020

1
1 Love 1,866 Visits Published

Estratto


Il presente studio si pone il fine di indagare il perché dell’instaurarsi del meccanismo di piano in edifici con struttura a telaio sottoposti a scuotimento sismico.


Per chiarirne il comportamento l’autore ha realizzato un semplice meccanismo che ha chiamato “oscillatore sismico meccanico” capace di simulare, imprimendo  manualmente il movimento, uno scuotimento alla base in un sistema opportunamente vincolato di cui è possibile variare la rigidezza e la massa.


Montando una serie di cinque provini di varia lunghezza e di pari sezione è possibile indagare il comportamento del sistema nell’ambito di una fascia che va dal molto rigido al molto deformabile; variando gradualmente per ognuno di essi il rapporto k/m, aumentando progressivamente la massa a parità di rigidezza, è stato possibile  studiare il comportamento di ognuno di essi sia applicando al piede spostamenti lenti, sia impulsi singoli poi stoppati, sia impulsi ripetuti con frequenza ed ampiezza diversa data a piacere.


 Tale semplice meccanismo ha consentito oltretutto di saggiare l’entità della risposta che la mano riceve applicando il movimento alla base al variare dei parametri suddetti e delle modalità di applicazione del moto, evidenziando una serie di comportamenti fino ad ora non sufficientemente indagati e/o trascurati.


  Lo studio ha rivelato fra l’altro:


-          Che è possibile riconoscere l’esistenza di tre tipi o categorie di sistemi strutturali:


sistemi amplificanti;


 sistemi neutri o a risposta nulla;


 sistemi incapaci di amplificare (da non confondersi con quelli dotati di sistemi o meccanismi smorzanti);


-          Che i parametri necessari ad individuarne la categoria di appartenenza sono:


 la RIGIDEZZA (k) e la MASSA (m) ed in particolare il loro rapporto (k/m);


-          Che è possibile individuare l’esistenza di uno “Spostamento Limite di Trascinamento” per sistemi vincolati in testa al di là del quale si attiva una traslazione pseudo parallela del sistema ed un trascinamento della massa che non altera lo stato di deformazione raggiunto fino a quel momento;


-           Che è possibile individuare l’esistenza di una “Rotazione Limite di Trascinamento” per sistemi liberi in testa al di là del quale si attiva una traslazione pseudo parallela del sistema ed un trascinamento della massa che non altera lo stato di deformazione raggiunto fino a quel momento;


-          Che il parametro di deformazione necessario a trasferire e quindi ad amplificare il moto sembra essere la rotazione e non lo spostamento;


-          Che attualmente progettiamo esclusivamente sistemi amplificanti;


-          Che l’espressione dell’accelerazione per cui attualmente moltiplichiamo la massa non è quella corretta;


-          Che il modello matematico attualmente in uso non è sufficiente a descrivere il fenomeno in tutte le sue variazioni;


 


Attraverso l’analisi dei risultati, che confermano le ipotesi iniziali estendendole, e la relativa discussione sulle implicazioni,  è stato possibile individuare un procedimento tabellare con il relativo grafico che, inglobando i comportamenti dei provini dal molto rigido al molto deformabile, consente, riportando i provini in scala 1:1 e variando il materiale inserendo i dati geometrici ed elastici relativi, di ricavare la condizione progettuale ottimale necessaria per assorbire un determinato spostamento di progetto applicato ciclicamente senza che il sistema amplifichi l’azione.


 Lo scopo che si vuole raggiungere è infatti quello di realizzare sistemi non in grado di amplificare l’azione al piede per qualunque accelerazione impressa ma solo in funzione  di un determinato spostamento massimo assegnato al piede causato dallo scuotimento sismico di progetto: di fatto un sistema auto isolato;


ciò  conformemente all’osservazione che tutti i sistemi naturali arrivati fino a noi (alberi e piante) sono tutti in possesso di questa caratteristica.


Lo studio rivela l’affinità fra i sistemi auto isolati e gli isolatori propriamente detti fornendo allo stesso tempo una semplice spiegazione meccanica del loro comportamento.


 


Una semplice applicazione progettuale ne chiarisce lo scopo e ne individua l’utilità anche e soprattutto alla luce dell’attuale configurazione normativa evidenziandone lacune nel modello matematico e completando il quadro dei possibili comportamenti.


L’approccio all’argomento e la sua trattazione sono semplici in modo da essere comprensibili non solo agli specialisti ma a tutti gli addetti ai lavori studenti compresi.

1 users love this project
Comments
View previous comments
    comment
    user
    Enlarge image

    Estratto Il presente studio si pone il fine di indagare il perché dell’instaurarsi del meccanismo di piano in edifici con struttura a telaio sottoposti a scuotimento sismico. Per chiarirne il comportamento l’autore ha realizzato un semplice meccanismo che ha chiamato “oscillatore sismico meccanico” capace di simulare, imprimendo  manualmente il movimento, uno scuotimento alla base in un sistema opportunamente vincolato di cui è possibile variare la...

    Project details
    • Year 2020
    • Work started in 2017
    • Work finished in 2020
    • Status Completed works
    Archilovers On Instagram
    Lovers 1 users