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Prove di caratterizzazione dinamicaIn genere le prove di carico
statiche sono utilizzate per saggiare la risposta di strutture ai
carichi verticaliLe prove con azioni orizzontali risultano spesso
inattuabili per la difficolt di disporre di una struttura di
contrasto abbastanza rigida e pi resistente della struttura in
prova e di una struttura di riferimento per gli strumenti di misura
che non abbia movimenti durante tutto il corso della provaIn questi
casi, e su strutture che si prevede siano cimentate da importanti
azioni dinamiche, conveniente condurre prove dinamiche*
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Si effettuano sottoponendo la struttura ad una eccitazione
dinamica (azione variabile rapidamente nel tempo) e registrando la
risposta, anchessa dinamica, in termini di spostamenti, velocit, o
accelerazioni.
Lobiettivo ricavare le caratteristiche dinamiche della
struttura, che sono legate alle caratteristiche di massa e di
rigidezza.FREQUENZA DI VIBRAZIONEPROPRIA NATURALE
naturale: vento, traffico, sisma, ... eccitazioneforzata:
rilascio, urto, vibrodina, campane, ...*
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si registrano per un tempo sufficientemente lungo accelerazioni
o spostamenti della struttura provocati dalle condizioni
ambientalimediante l'analisi di Fourier, si ricavano frequenza
propria di vibrazione e smorzamentonote le masse, si ricavano
informazioni sulle rigidezzeProve di vibrazione naturale*
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si imprime alla struttura uno spostamento dalla posizione di
equilibrio statico oppure si imprime un urtosi provocano le
vibrazioni libere della strutturasi registrano accelerazioni o
spostamenti nel temposi ricavano frequenza propria di vibrazione e
smorzamentonote le masse, si ricavano informazioni sulle
rigidezzeProve di rilascio e urto*
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Risultati*
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Se si sollecita una struttura con una forza variabile nel tempo,
ad esempio periodica, la struttura entra in vibrazione.La risposta
della struttura (cio lo spostamento rispetto alla posizione di
equilibrio statico, o la velocit, o la accelerazione) anchessa
variabile nel tempo con la stessa frequenza della forzante.A parit
di intensit della forza applicata, la risposta tanto pi grande
quanto pi la frequenza della forzante si avvicina alla frequenza
propria della strutturaRISONANZAProve di vibrazione forzata*
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Grafico della risposta nel tempoAmpiezza della risposta in
funzione della frequenzaSi sollecita la struttura con una forzante
periodica di frequenza variabile con continuitSi registra la
risposta della struttura nel tempoSi rileva la frequenza in
corrispondenza della massima ampiezza di rispostaTale frequenza la
frequenza propria di vibrazione della struttura*
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Misura delle vibrazioni ed effetti sulle costruzioni e sulle
personeIl problema della misura di vibrazioni si presenta
abbastanza spesso e sempre pi di frequente, in conseguenza
dell'aumento delle cause che le producono: traffico stradale,
metropolitane, ferrovie, macchine per esecuzione di lavori edili,
ecc.Le vibrazioni dei fabbricati possono essere causa di:disturbo
alle attivit umanedanni alle strutturedanni ad elementi di pregio
contenuti negli edificimalfunzionamento di strumenti o
apparecchiature*
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Il problema si pone nei seguenti termini:la misura delle
vibrazionil'analisi degli effettiil giudizio sull'accettabilit
delle vibrazioniLa misura delle vibrazioni effettuata tramite
accelerometri, o trasduttori dinamici di spostamento o di velocit
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Analisi degli effetti e giudizio sull'accettabilit dipende dal
tipo di problema posto:
disturbo agli occupanti: UNI 9614-1990, UNI 11048-2003
forniscono indicazioni sulle misure da effettuare, sulle
elaborazioni di tali misure e valori di confronto per stabilire
l'accettabilit (derivazione dalla medicina del lavoro)
disturbo a strumentazioni e lavorazioni di precisione: i livelli
di disturbo sono ben noti, fanno parte delle caratteristiche di
impiego degli strumenti*
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danno strutturale: se si tratta di sollecitazioni di fatica
(sollecitazioni cicliche a livelli abbastanza alti di tensione) la
procedura di valutazione ben nota: stato limite ultimo di fatica
per strutture in acciaio e in c.a.se si tratta di vibrazioni
ambientali, in genere il livello delle vibrazioni molto basso ma
molto grande il numero di cicli a cui soggetta la struttura nella
sua vita.in generale, ma specialmente per le strutture in muratura
che sono le pi sensibili a questi fenomeni, non si dispone di
relazioni ben verificatei materiali privi di coesione sono i pi
sensibili alle vibrazioni, perch le particelle vibrano ciascuna per
conto proprio: si possono avere compattazioni, ulteriore perdita di
consistenza, ecc.lo stesso vale per le strutture se le varie parti
non sono ben connesse fra loro*
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il riferimento la UNI 9916:2004 che riporta una classificazione
degli edifici (in funzione della tipologia, del tipo di struttura,
delle fondazioni e del tipo di terreno) secondo la resistenza
meccanica alle vibrazioni e la tolleranza accettabile per gli
effetti delle vibrazioni
sono forniti poi dei valori, da considerare "orientativi" per
esplicita ammissione, dei livelli di vibrazione ritenuti
accettabili (in termini di velocit di vibrazione)*
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