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1)DETERMINAZIONE DELLINTENSITÀ DELLURTO DEL VELIVOLO CONTRO LA TORRE CON IL TEOREMA DELLA QUANTITÀ DI MOTO. CONTRO LA TORRE CON IL TEOREMA DELLA QUANTITÀ

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Presentazione sul tema: "1)DETERMINAZIONE DELLINTENSITÀ DELLURTO DEL VELIVOLO CONTRO LA TORRE CON IL TEOREMA DELLA QUANTITÀ DI MOTO. CONTRO LA TORRE CON IL TEOREMA DELLA QUANTITÀ"— Transcript della presentazione:

1 1)DETERMINAZIONE DELLINTENSITÀ DELLURTO DEL VELIVOLO CONTRO LA TORRE CON IL TEOREMA DELLA QUANTITÀ DI MOTO. CONTRO LA TORRE CON IL TEOREMA DELLA QUANTITÀ DI MOTO. 2) CAUSE E MODALITÀ DEL CROLLO DELLE TORRI Relatore: ing. Danilo Calaon LE TORRI GEMELLE DI NEW YORK ( World Trade Center) V° Edizione del Concorso ScienzaPerTutti Edizione speciale WYP 2005 Anno mondiale della Fisica

2 PRIMA dell11 SETTEMBRE 2001 PRIMA dell11 SETTEMBRE 2001

3 11 SETTEMBRE SETTEMBRE 2001 IL CROLLO

4 VISTAINPIANTA DOPO Il CROLLO

5 DOPO l11 SETTEMBRE 2001 VANO CENTRALE ( Tubi 1.02*0.56)

6 IL VELIVOLO IMPIEGATO IL VELIVOLO IMPIEGATO PER LATTACCO PER LATTACCO Velivolo tipo : Boeing 767 ; Velivolo tipo : Boeing 767 ; Apertura alare : 47.6 m ; Apertura alare : 47.6 m ; Lunghezza : 48.5 m ; Lunghezza : 48.5 m ; Altezza : 15.8 m; Altezza : 15.8 m; Peso al decollo : Kg; Peso al decollo : Kg; Peso allimpatto : Kg; Peso allimpatto : Kg; Capacità max. serb.: litri; Capacità max. serb.: litri; Velocità allimpatto : 800 Km/hVelocità allimpatto : 800 Km/h Combustibile nei serbatoiCombustibile nei serbatoi allimpatto : litri; allimpatto : litri;

7 DIMENSIONI DEL DISASTRO Energia scaricata = 2* litri combustibileEnergia scaricata = 2* litri combustibile ( ovvero: 760 mil. di Kcal = circa 880 Mwatth ) ( ovvero: 760 mil. di Kcal = circa 880 Mwatth ) Morti = subito + altri dopo….Morti = subito + altri dopo…. dei quali:373 soccorritori Torre 1: h = 525 m (1972) ;Torre 1: h = 525 m (1972) ; Torre 2: h = 415 m (1976) ;Torre 2: h = 415 m (1976) ; Piani =110 ; Piani =110 ; Costo tot.= 800 milioni $ 1972 ;Costo tot.= 800 milioni $ 1972 ; Acciaio = t/cad;Acciaio = t/cad;

8 STRUTTURA DELLE TORRI PIANTA Contiene Contiene: 50 ascensori, 8 scale mobili, corridoi, servizi 3 scale di sicurezza pilastri parete vano cent. ( tubi 1.02*0.57 lam. s PT = 127mm) Contiene Contiene: 50 ascensori, 8 scale mobili, corridoi, servizi 3 scale di sicurezza pilastri parete vano cent. ( tubi 1.02*0.57 lam. s PT = 127mm) Contiene Contiene: 110 piani ; ristoranti; uff. comm., 59 pilastri/parete, ( tubi 0.32*0.38 lam. s=44 mm) Contiene Contiene: 110 piani ; ristoranti; uff. comm., 59 pilastri/parete, ( tubi 0.32*0.38 lam. s=44 mm)

9 LO STUDIO DI PROGETTAZIONE: (hanno lavorato 40 ing. per 10 anni tra i quali un italiano: arch. Augusto Bacchiani ) arch. Augusto Bacchiani )

10

11 CORRISPONDENZA CON larch. BACCHIANI

12 Luglio 1967, DATA DEL PROGETTO. PART. DEL CARTIGLIO

13 PIANTA DEL VANO CENTRALE: 24 ascensori veloci ( 1/3h, 2/3h, 3/3h) 26 ascensori normali A Fe 10 m 2 Pilastri= 48 Ascen.= 50 3 scale 2 scale mobili 2 scale m. 2 scale mobili 2 scale m.

14 PART. PILASTRI VANO CENTRALE (pilastro dangolo al piano terra: 1.02*0.57, lam. s= 127mm) Mat. Resist. al fuoco, s= 7cm, REI 120 Calce-gesso SEZIONE

15 IL PROGETTO Parete esterna costituita da: 59 pilastri: 0.32*0.38 s= 44mm 59 pilastri: 0.32*0.38 s= 44mm Interasse : 1.02 Interasse : 1.02

16 IL PROGETTO Part. dell ingresso alla torre in stile gotico veneziano

17 LE TORRI Part. delle finiture interne ed esterne…

18 LE TORRI : Part. della Piazza esterna

19 LE TORRI : Part. delle finiture interne

20 LE TORRI: UN MODELLO STRUTTURALE INNOVATIVO 1)Struttura tubolare con colonne ben spaziate. 2)Controventatura con traverse orizzontali in lamiera H= mm, s= 26 mm. in lamiera H= mm, s= 26 mm. Lam. s=

21 LE FONDAZIONI - Fondazioni su roccia a 22,5 m di profondità profondità - Struttura sotterranea in C.A. profonda 6 piani allinterno dei profonda 6 piani allinterno dei quali passava una linea quali passava una linea della metropolitana. della metropolitana. 22.5

22 ELEMENTI PREFABBRICATI TIPO Gli elementi prefabbricati, saldati, alti tre piani, erano composti da 3 pilastri e da 3 traverse orizzontali ed assemblati in opera con bulloni ad alta resistenza…. Furono impiegati 12 tipi diversi di acciaio con snervamento tra 30 e 70 Kg/mm 2

23 ELEMENTI PREFABBRICATI TIPO

24 IL SOLAIO IN ACCIAIO E CEMENTO …part. dello schema statico delle travi reticolari di sostegno…. Lam. s= VISTA IN PIANTA (1/4 di solaio) SEZIONE SOLAIO del tipo misto costituito da una soletta da 10 cm di CLS alleggerito gettato su lamiere grecate sostenute da travi reticolari H=74cm

25 TRAVI RETICOLARI DI SOSTEGNO DEL SOLAIO

26 CONTROVENTATURA TRADIZIONALE … serve per contrastare la spinta del vento …

27 CONTROVENTATURA INNOVATIVA delle TORRI ( traverse orizzontali in lamiera H= mm, s= 26 mm)

28 I DANNI DELLIMPATTO … nellimpatto ( urto da ~5.000 t ) sono stati distrutti 30 pilastri per unaltezza di 5 piani …. 30 Pilastri su 59 5 Piani 63.70

29 INTENSITA DELLIMPATTO ( Con :V= 800 km/h ~ 220 m/s ; massa velivolo =130 K kg ) Energia cinetica = Energia durto ½ m*v 2 = Forza* spostamento ½ m*v 2 = Forza* spostamento ½ * 130*220 2 = Forza* 63,7 ½ * 130*220 2 = Forza* 63,7 [ kkg ] [m/s] 2 = [k N] [m] [ kkg ] [m/s] 2 = [k N] [m] da cui: Forza = (½ *130*220 2 )/63,7 ~ KN Forza = ~ kg forza 63,7 m = percorso max. del velivolo nella struttura = spazio max di frenata.

30 Oppure INTENSITA DELLIMPATTO ( Con : V= 800 km/h ~ 220 m/s ; massa velivolo =130 K kg ) Impulso = Quantità di moto Impulso = Quantità di moto Forza* tempo = massa * velocità Forza* tempo = massa * velocità Forza* 0.6 = 130 * 220 Forza* 0.6 = 130 * 220 [ kN ] [s] = [k kg] [m/s] [ kN ] [s] = [k kg] [m/s] da cui: Forza = (130*220)/0.6 ~ KN Forza = ~ ~ kg forza 0.6 sec= durata dellurto del velivolo,rilevata da ripresa video.

31 I DANNI DELLIMPATTO … lo schema statico altamente ridondante permise di ridistribuire i carichi su altri elementi strutturali grazie alla controventatura rigida (traverse in lam. s= 26 mm) ….. 60% P proprio 40% P proprio

32 LE CAUSE DEL CROLLO LE CAUSE DEL CROLLO RESISTENZA DELLACCIAIO 800 °C TEMPERATURA

33 I DANNI DEL CALORE I DANNI DEL CALORE ….. Il fuoco, alimentato dal combustibile dellaereo, brucia per circa unora su 5 piani…. le travi reticolari dei solai aumentano di temperatura…. si dilatano …spingono le colonne verso lesterno … i giunti tra travi e colonne collassano. I solai iniziano a crollare uno sullaltro con effetto a catena.

34 IL CALORE, E NON L'IMPATTO, HA DISTRUTTO LA TORRE

35 LA TORRE E UN DEPOSITO DI ENERGIA GRAVITAZIONALE

36 PARTICOLARE DEI GIUNTI DELLE TRAVI RETICOLARI

37 PARTICOLARE DEI GIUNTI DI COLLEGAMENTO DELLE COLONNE

38 PARTICOLARE DEI GIUNTI DI COLLEGAMENTO DELLE COLONNE

39 DANNI DA EVENTI SIMILI Un aereo B ha creato: -Un urto da ~5.000 t -30 pilastri distrutti per unaltezza di 5 piani - oltre vittime KgLitriKm/h B B A 380

40 FINE DELLA RELAZIONE Relatore: ing. Danilo Calaon Ringrazio larch. Augusto Bacchiani per i disegni forniti. V° Edizione del Concorso ScienzaPerTutti Edizione speciale WYP 2005 Anno mondiale della Fisica


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