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Tecniche di isolamento e smorzamento di effetti dinamici di strutture civili con applicazione ai sistemi LRB (Lead Rubber Bearing)

Informazioni tesi

  Autore: Tiziana Laffi
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Università degli Studi di Bologna
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Civile
  Relatore: Marco Savoia
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 217

Nella presente tesi è stato condotto uno studio dei sistemi di isolamento sismico e di dissipazione di energia su due livelli: quello sperimentale e quello teorico-pratico.
Parte delle tesi è stata svolta all’estero, presso il Department of Civil Enginneering dell’Università della California, San Diego,(vedi figura I.1) che ha una esperienza nel campo dell'ingegneria sismica tra le più importanti al mondo, sia dal punto di vista della conduzione di attività sperimentali che della modellazione numerica. Sono state seguite prove di caratterizzazione dinamica su isolatori elastomerici con cuore di piombo, i cosiddetti LEAD RUBBER BEARING (LRB), condotte su tavola vibrante.Tali prove hanno riguardato isolatori soggetti a carico ciclico a velocità crescenti.
Sulla base dei dati sperimentali ottenuti è stato proposto un modello di comportamento isteretico di tali isolatori mediante la calibrazione di parametri utilizzati in un recente modello proposto da Aiken e migliorato con l’introduzione della dipendenza delle caratteristiche meccaniche dell’isolatore dalla velocità di applicazione del carico.
Inoltre, è stato completato il modello proposto mediante l’introduzione del fenomeno del degrado della rigidezza dell’isolatore, tra un ciclo di caricamento e l’altro. Il funzionamento del modello ottenuto è stato, poi, testato attraverso la sua applicazione ad un esempio strutturale, mediante l’utilizzo di un programma di calcolo numerico, in linguaggio MATLAB, studiandone il comportamento per eccitazioni di tipo sinusoidali ed accelerogrammi sismici. Infine il lavoro è stato arricchito e completato da un’ampia ricerca di documentazione aggiornata sulle varie tipologie di isolatori e smorzatori esistenti in commercio e sui modelli di previsione presenti in letteratura.
In particolare, dopo aver illustrato il quadro generale del controllo delle vibrazioni e la descrizione delle caratteristiche e del funzionamento dei più comuni dispositivi di isolamento e di dissipazione di energia, il lavoro si è concentrato sullo studio degli isolatori, in particolare gli isolatori di gomma con cuore di piombo (LRB).
Per tali dispositivi di isolamento sono state studiate le modellazioni già proposte in letteratura, tra le quale quella di Aiken (1997).

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Introduzione 1 INTRODUZIONE Osservazioni introduttive L’evento sismico è stato da sempre considerato dall’uomo uno dei maggiori pericoli per l’esistenza degli edifici, delle cose e per la sua stessa sopravvivenza. Per questo motivo l’uomo da sempre ha cercato, attraverso la prevenzione, di adottare tecniche costruttive idonee a ridurre i danni provocati dai sismi. Ha poi cercato, attraverso lo studio e la ricerca, di migliorare la prevenzione mediante la sperimentazione e la verifica di nuovi sistemi costruttivi atti a minimizzare gli effetti negativi dei sismi, sia sulle strutture che sulle cose, e conseguentemente sulle persone. Inoltre, per le notevoli implicazioni sociali, le numerose catastrofi provocate dai terremoti del passato e dei tempi recenti hanno spinto gli Stati ad adottare normative che impongono, se pur in maniera diversa tra di loro, tecniche costruttive idonee a ridurre gli effetti dannosi provocati dai sismi. Solo fino a qualche decennio fa l’attenzione della tecnologia convenzionale era concentrata quasi esclusivamente sulla struttura delle costruzioni ed ancora oggi i metodi di difesa antisismica, recepiti nelle diverse normative e messe a punto dai diversi Stati, sono quasi tutti esclusivamente basati sul rinforzo delle strutture. Queste, secondo tali normative, devono essere progettate per resistere, anche se con danneggiamento, agli effetti dinamici a cui sono soggette le masse portate, per effetto delle accelerazioni orizzontali del terreno: alla fine dell’evento le masse risultano danneggiate, ma in genere riparabili, mentre tutti gli elementi rigidi non strutturali, quali tavolati e rivestimenti, risultano fortemente danneggiati o distrutti. Inoltre, per effetto dell’elevata rigidezza iniziale della struttura, le accelerazioni sismiche, che vengono fortemente amplificate ai piani superiori, possono proiettare violentemente contro le pareti arredi e attrezzature, con conseguenze disastrose per le persone e le cose. In sostanza, la tecnologia convenzionale, per difendere gli edifici dai terremoti, li rinforza e li rende particolarmente robusti, ma punta

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sismica
isolatori sismici
lrb
ingegneria sismica
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