La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

PROVE DI CARATTERIZZAZIONE DINAMICA E MODELLAZIONE STRUTTURALE DI UN SERBATOIO PENSILE IN CEMENTO ARMATO Raffaello Bartelletti Maria Luisa Beconcini Paolo.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "PROVE DI CARATTERIZZAZIONE DINAMICA E MODELLAZIONE STRUTTURALE DI UN SERBATOIO PENSILE IN CEMENTO ARMATO Raffaello Bartelletti Maria Luisa Beconcini Paolo."— Transcript della presentazione:

1 PROVE DI CARATTERIZZAZIONE DINAMICA E MODELLAZIONE STRUTTURALE DI UN SERBATOIO PENSILE IN CEMENTO ARMATO Raffaello Bartelletti Maria Luisa Beconcini Paolo Formichi Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa

2 I recenti sviluppi normativi in materia di costruzioni antisismiche e la sensibilizzazione nei confronti della prevenzione dei danni da terremoto comportano la necessità di interventi di adeguamento della sismo- resistenza di molta parte del patrimonio edilizio esistente. R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa Considerata la vastità dei programmi di adeguamento si richiede che gli interventi siano progettati in modo ottimizzato, per salvaguardare le caratteristiche architettonico-funzionali delle opere e per ridurre gli oneri economici degli interventi stessi. Condizione necessaria per garantire lottimizzazione della progettazione è la approfondita conoscenza dello stato attuale per poter consentire la messa a punto di modelli numerici affidabili per la valutazione della risposta della struttura alle azioni di progetto ed accertare lefficacia degli interventi.

3 1. Le finalità del lavoro Lo studio è finalizzato alla individuazione del modello numerico che risulti maggiormente predittivo del comportamento delle strutture di un serbatoio pensile in c.a., costruito negli anni 50, in una zona allora non classificata sismica e che oggi ricade in II categoria (zona 2 secondo OPCM 3274). Le analisi numeriche hanno preceduto e seguito (feedback) lesecuzione delle seguenti prove sperimentali non distruttive : caratterizzazione meccanica del calcestruzzo; caratterizzazione meccanica del calcestruzzo; prove di carico statiche, eseguite con forze pseudo-orizzontali; prove di carico statiche, eseguite con forze pseudo-orizzontali; prove dinamiche. prove dinamiche. Lesame dei risultati delle tre categorie di prove effettuate hanno consentito di ridurre le incertezze di definizione dei parametri che comportano le maggiori influenze nella scelta del modello FEM più adeguato. R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa

4 2. La struttura in studio Serbatoio pensile con struttura in c.a. per uso antincendio Epoca di costruzione: 1950 H = 30 m Capacità = 380m 3 Diametro della vasca = 9,0 m Altezza della vasca = 7,50 m 8 pilastri 56x56 cm 3 ordini di anelli T 56x30 cm Fondazione: platea nervata circolare 11,0 m – quota da p.d.c. incognita R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa

5 2. La struttura in studio R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa Resistenza del cls stimata con il metodo SONREB Intervalli di confidenza del 95%

6 3. Le attività sperimentali - prove di carico statiche R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa pienovuoto Prova 1P Prov a 1V Prov a 2V Prov a 3V F[kN]85,329,561,394,2

7 3. Le attività sperimentali - prove di carico statiche R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa

8 4. Le attività sperimentali - prove dinamiche R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa

9 4. Le attività sperimentali - prove dinamiche R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa prova a serbatoio pieno

10 4. Le attività sperimentali - prove dinamiche R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa f [Hz] [%] a1a2a3a4a6 prov a 1P prov a 1V prov a 2V prov a 3V

11 Le ipotesi assunte alla base di entrambe le modellazioni sono: 1.Comportamento elastico lineare dei materiali; 2.Si sono trascurati eventuali effetti del secondo ordine derivanti da non linearità geometriche della struttura; 3.Elementi frame e shell con sezione interamente reagente; 4.La fondazione è stata modellata con elementi tipo shell vincolati mediante elementi elasticamente cedevoli (di rigidezza k) I parametri di incertezza, assunti quali variabili da definire a seguito della sperimentazione sono: a.Il modulo elastico dinamico E del calcestruzzo; b.La quota di imposta delle fondazioni dal p.d.c. c.Il grado di vincolo terreno – struttura (costante k) 5. Lanalisi numerica R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa La modellazione FEM della struttura è avvenuta in due fasi successive: - Preliminarmente alla esecuzione delle prove, al fine di calibrare le forze da applicare alla struttura durante le prove; - a posteriori, modificando i parametri fissati quali variabili, per la individuazione del modello maggiormente rappresentativo del comportamento strutturale reale.

12 5. Lanalisi numerica – modellazione delle masse liquide R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa Il modello FEM utilizzato per lanalisi dinamica del serbatoio pieno tiene conto degli effetti di sbattimento che il liquido, allinterno della vasca di sommità, subisce per effetto delle azioni dinamiche. Il modello adottato per la simulazione di questi effetti è quello suggerito dallEurocodice 8 – Parte 4, in cui la massa liquida viene suddivisa in due parti: - massa impulsiva; - massa convettiva. Date le caratteristiche di viscosità del liquido, le dimensioni geometriche del serbatoio e laltezza massima di riempimento prevista, le due masse possono essere modellate come concentrate in altrettanti punti, posti a quota definita rispetto al fondo del serbatoio, opportunamente vincolati ad esso. Per il serbatoio in studio (capacità totale di circa 380 m 3 ) si è ottenuto: - massa impulsiva: 244 t : quota + 3,30 m - massa convettiva : 135 t : quota + 3,60 m La massa impulsiva, dotata di moto sincrono rispetto alle pareti del serbatoio, è stata collegata ad esso mediante aste infinitamente rigide assialmente e prive di massa La massa convettiva, dotata di moto proprio rispetto alle pareti del serbatoio, è stata collegata ad esso mediante 16 molle con rigidezza risultante calcolata secondo le indicazioni dellEC8

13 6. Confronto tra dati teorici e sperimentali R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa Il confronto tra dati sperimentali e teorici risultanti dalle analisi numeriche condotte al variare dei parametri incogniti ha condotto alla loro definizione nei termini seguenti: - modulo elastico dinamico E del calcestruzzo = MPa - quota di imposta della platea fondazione dal p.d.c. = -1,00m - costante elastica k = Prova statica 3V F x [kN] 1[mm] 2[mm] sperimentale 73,1 2,441,42 teorico2,521,47

14 6. Confronto tra dati teorici e sperimentali R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa f[Hz]a1a2a3a4a6 Serb.Pieno Sper.0,80--0,921,100,971,00 Teor.0,830,500,830,951,011,00 Serb. vuoto Sper.1,110,520,810,910,991,00 Teor.1,120,520,850,931,011,00

15 6. Confronto tra dati teorici e sperimentali R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa

16 7. Conclusioni R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa Le indagini sperimentali e numeriche svolte sulle strutture del serbatoio pensile con struttura in c.a. possono riassumersi come segue: 1.Esame non distruttivo delle membrature per la qualificazione dei materiali; 2.Modellazione numerica di primo approccio per la definizione delle azioni da applicare alla struttura durante le prove di carico; 3.Prove di carico statiche; 4.Prove dinamiche; 5.feedback sul modello FEM per la identificazione di quello maggiormente rappresentativo del comportamento statico e dinamico della struttura. Sul modello numerico messo a punto sono state condotte le usuali verifiche delle membrature, previste dalla vigente normativa sismica e sulle costruzioni in c.a.

17 7. Conclusioni R. Bartelletti, M.L. Beconcini, P. Formichi – Dipartimento di Ingegneria Strutturale dellUniversità di Pisa a.Le indagini sono state condotte utilizzando attrezzature abbastanza facilmente reperibili, in tempi e con costi accettabili visto il valore della struttura; b.Il modello FEM identificato ha consentito di valutare con grande attendibilità le sollecitazioni che impegnano le membrature qualora la struttura sia soggetta alle azioni di norma, ivi comprese le sollecitazioni sismiche; c.Molte membrature, che nel modello iniziale risultavano adeguate, sono risultate non verificate con il modello affinato; d.Il modello identificato consente una più attendibile valutazione dellefficacia degli interventi di consolidamento in progetto; e.Larchivio dei risultati sperimentali ottenuti potrà servire nellimmediato futuro da riscontro per la verifica dei risultati conseguiti con gli interventi di consolidamento e successivamente quale monitoraggio permanente delle condizioni statiche della struttura.


Scaricare ppt "PROVE DI CARATTERIZZAZIONE DINAMICA E MODELLAZIONE STRUTTURALE DI UN SERBATOIO PENSILE IN CEMENTO ARMATO Raffaello Bartelletti Maria Luisa Beconcini Paolo."

Presentazioni simili


Annunci Google