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Impatto di un velivolo contro un grattacielo: considerazioni strutturali preliminari

Informazioni tesi

  Autore: Chiara Grugni
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2002-03
  Università: Politecnico di Milano
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Aerospaziale
  Relatore: Chiara Bisagni
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 129

Dopo l’attentato alle Torri del World Trade Center a New York e l’incidente occorso al grattacielo Pirelli a Milano, lo studio dell’impatto di un aeromobile contro un edificio è diventato una problematica di stretta attualità.
Scopo del presente lavoro è quello di analizzare una metodologia che permetta di valutare, mediante considerazioni energetiche, i danni subiti dal velivolo e dall’edificio durante l’impatto. Come esempio è stato adottato l’incidente occorso al grattacielo Pirelli il 18 aprile 2002.
Inizialmente è stato realizzato un modello semplificato delle strutture dell’aeromobile e dell’edificio e sono stati evidenziati, su quest’ultimo, tre diversi punti d’impatto, valutati i più dannosi sia per il velivolo che per il grattacielo.
In seguito con un metodo analitico, basato su semplici bilanci energetici, sono stati valutati i danni di ciascun elemento strutturale, tramite le energie di deformazione e cinetiche ed il peso che ciascuna di esse ha nel bilancio energetico finale. Tale metodo era già stato utilizzato dal Prof. Tomasz Wierzbicki del MIT per valutare il danno subito dalle Torri del WTC. Tuttavia in questo studio esso è stato applicato ad un edificio con caratteristiche strutturali totalmente diverse e si prefigge, a differenza di quello, lo scopo di determinare anche i danni subiti dal velivolo.
E’ stata poi effettuata un’analisi d’impatto tramite un codice ad elementi finiti. Mediante essa, è stata convalidata la correttezza delle ipotesi semplificatrici, poste alla base del metodo energetico preliminare, inoltre sono stati esaminati, con maggiore accuratezza, i comportamenti a rottura dei singoli componenti strutturali del velivolo e dell’edificio.
Il metodo energetico proposto si è dimostrato buono nella valutazione dei danni strutturali, principalmente nei casi della fusoliera e dell’ala.

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1 1 Introduzione Il 18 aprile 2002 un Rockwell Aero Commander 112TC da turismo si è schiantato contro il 26° piano del grattacielo Pirelli, nel centro di Milano, provocando la morte di due persone, oltre a quella del pilota. Tale incidente, sebbene non confrontabile in termini di cause e di conseguenze con l’attentato terroristico delle Torri del World Trade Center (WTC) di New York dell’11 settembre 2001, ha rimarcato l’importanza di studiare l’impatto di velivoli, come una delle possibili condizioni di carico, nel progetto degli edifici più alti. Il progetto per la costruzione di edifici è subordinato a una normativa [1-2], valida a livello internazionale, che specifica i minimi carichi esterni, a cui l’edificio deve resistere. Tali norme prevedono anche che siano soddisfatti dei requisiti di sicurezza interna all’edificio, quali la protezione dagli incendi e la presenza di un numero opportuno di uscite di sicurezza. I principali carichi esterni specificati in tali norme [1] sono quelli dovuti alla forza di gravità, vale a dire il peso dell’edificio, quelli dovuti alla forza del vento e infine quelli dovuti a un eventuale terremoto. I carichi di gravità includono il peso dell’edificio e del suo contenuto. Il peso di un edificio è calcolato in base ai disegni progettuali e alla densità dei materiali, mentre il peso del contenuto dipende dall’uso che il proprietario decide di farne. Le norme specificano il carico minimo per unità di superficie del pavimento ed è quindi responsabilità del proprietario che tali carichi non vengano superati. La determinazione dei carichi, dovuti alla forza del vento e specificati nelle norme, si basano invece sulle mappe della velocità eolica, che descrivono l’intensità e la direzione dei venti nelle differenti regioni. La pressione, che il vento esercita sull’edificio, varia con il quadrato della sua velocità e dipende inoltre dall’altezza e dal grado di schermatura degli edifici circostanti. C’è da rimarcare che, per la determinazione dei carichi eolici nel caso delle Torri del WTC, si è ricorso, per la prima volta, a studi in galleria del vento.

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Parole chiave

analisi energetica
analisi numerica
ls-dyna
disastri aerei
incidente aereo al grattacielo pirelli
impatto di velivoli

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