PROCOID – PROgetto COstruzioni IDrauliche v. 1.3 (dimensionamento serbatoio, blocchi di ancoraggio, verifica statica tubazioni interrate, verifica alla massima pressione, verifica alla massima depressione)

Il PROCOID giunge alla terza edizione con la possibilità di diagrammare l’andamento dei carichi nel terreno per la verifica delle tubazioni interrate. Ma andiamo con ordine: quando vogliamo eseguire questo tipo di verifica dobbiamo anzitutto valutare quali siano le sollecitazioni sulla nostra tubazione. Si hanno:

• Carico statico da rinterro (la porzione di terreno agente al di sopra dell’estradosso);
• sovraccarico dinamico (il traffico veicolare);
• sovraccarico statico (eventuale ulteriore carico fisso oltre al rinterro);
• carico idrostatico (il carico da falda);
• carico da fluido trasportato.

La somma di questi carichi è l’azione da prendere in considerazione. A seconda che la nostra tubazione sia rigida o flessibile si eseguono verifiche diverse (carico massimo nel primo caso, deformazione massima nel secondo).

Risulta altresì evidente che a profondità elevate il carico statico del rinterro diventa enorme, mentre quello dinamico praticamente non si risente. Al contrario, in prossimità della superficie la colonnina di terreno diviene esigua, mentre il traffico comincia a dare problemi eccessivi.

Andando a diagrammare le funzioni dei carichi al variare della quota di posa possiamo individuare una sorta di range consigliabile, come visibile nella foto in alto.

Il grafico è limitato alla fascia di terreno che va da 0 a 6 metri (specifico per il sistema fognario), ma il programma consente comunque di calcolare i carichi a qualsivoglia quota.

Da notare che il grafico si può scalare a piacimento, così come è possibile visualizzare le coordinate dei punti (profondità ; carico agente) semplicemente passandoci il mouse sopra:

L’angolo dell’ingegnere strutturista si trasferisce su Strutturista.com

L’angolo dell’ingegnere strutturista si trasferisce da WordPress.com a WordPress.org, acquisendo un dominio personalizzato. Non più Strutturisti.wordpress.com ma bensì Strutturista.com, hostato dall’hosting americano Bluehost che spero possa essere stabile e veloce.

Le tante visite ricevute, più di 500 al giorno, mi hanno fatto proponendere per un qualcosa di più professionale, con la possibilità di analisi più dettagliate delle visite ricevute (con il supporto Javascript, prima assente), possibilità di modificare in totale libertà la struttura del sito, e-mail personalizzate (a proposito, da adesso mi potete contattare su onorio@strutturista.com anziché ofs@hotmail.it) e tanto altro che svilupperò ed aggiungerò in questi giorni, tempo permettendo.

Ringrazio dunque quanti mi seguono giornalmente, soprattutto quelli che hanno il sito nei propri preferiti (si, adesso posso vedere anche da dove mi venite a trovare…). E ribadisco il motto del sito: “aiuta, che in futuro potresti aver bisogno di aiuto“.

Buona lettura.

Ing. Onorio Francesco Salvatore

onorio@strutturista.com

Domini di stabilità e resistenza per isolatori sismici elastomerici: il calcolo della pressione ammissibile in accordo con il DM 2008

In questo articolo viene trattato l’approccio delle normative nelle analisi dei dispositivi elastomerici; come spiegato più in dettaglio nel seguito, lo sfondo sul quale si muovono è sempre la teoria di base di James Kelly ed altri. La normativa italiana (DM ’08 e successive circolari), ad esempio, fa riferimento al calcolo dell’area ridotta per isolatori sotto carichi e deformazioni esattamente come nella teoria di base. Va inoltre rilevato che in seguito ad una serie di analisi FEM mediante il programma Abaqus, poi confrontate con i risultati di sperimentazioni al reale, le normative italiane hanno risposto particolarmente bene, con una predizione del comportamento abbastanza aderente al vero (meglio di quanto facciano le normative giapponesi, per intenderci). Tempo permettendo, sarà mio piacere discutere dei risultati con i lettori di questo sito. Ad ogni modo, ciò non toglie che vi siano parecchie approssimazioni, qualcuna anche non trascurabile in determinati casi. Determinati fenomeni vengono contemplati con semplici fattori moltiplicativi indipendentemente da altri strettamente interconnessi e la cui variabilità andrebbe, invece, tenuta in conto.

Passiamo ora ad analizzare il problema in maniera più dettagliata. Le normative italiane attualmente in vigore dettano le seguenti disposizioni:

–

La prima condizione riguarda

Il problema degli effetti di bordo negli isolatori sismici elastomerici e l’approccio semplificato delle normative

Continuiamo a parlare di isolamento sismico e di dispositivi elastomerici (basta fare una ricerca nel sito per spulciare tra i precedenti articoli). In questa bella mattinata di inizio settembre mi piacerebbe parlare degli effetti di bordo, i quali costituiscono un problema assolutamente non trascurabile negli isolatori sismici di tipo elastomerico.

Nel seguito troverete un isolatore sismico modellato dal sottoscritto con il programma agli elementi finiti Abaqus il quale sarà di aiuto ai lettori per avere un riscontro visivo del problema trattato. Successivamente verrà fatto riferimento alla normativa vigente per vedere in quale maniera essa tiene conto di questo problema.

Dunque, preso un generico isolatore soggetto a grandi deformazioni e carichi verticali, si ha:

Il problema della perdita dell’aderenza acciaio-gomma negli isolatori elastomerici

L’isolamento sismico è un argomento relativamente recente, nonostante le prime applicazioni siano abbastanza antiche (si veda l’articolo “Isolamento sismico: le tappe storiche dal 1266 ad oggi“). Oltre ad essere un argomento affascinante, dunque, affascina anche il pensare che ci siano fenomeni non ancora compresi del tutto e per i quali sono in corso vaste campagne di sperimentazione (l’Università Federico II di Napoli è particolarmente attiva in questo settore grazie anche al contributo di personaggi del calibro di Antonello de Luca e Federico Massimo Mazzolani). Il mio misero contributo lo diedi con lo studio della stabilità degli isolatori elastomerici soggetti a spostamenti orizzontali per famiglie di dispositivi aventi diverso fattore di forma secondario S2. Ma chiudiamo queste divagazioni ed andiamo al nocciolo del problema: l’articolo di oggi vuole porre attenzione sul problema della perdita di aderenza acciaio-gomma.

Con riferimento all’immagine:

La verifica statica delle tubazioni interrate: l’influenza della rigidezza

In questo articolo fornisco un po’ di base teoriche per un argomento già affrontato in precedenza: la verifica statica delle tubazioni interrate. Il calcolo strutturale è presente nel programma PROCOID realizzato dal sottoscritto e di cui si parla qui:

PROCOID – PROgetto COstruzioni IDrauliche v. 1.3 (dimensionamento serbatoio, blocchi di ancoraggio, verifica statica tubazioni interrate, verifica alla massima pressione, verifica alla massima depressione)

Partiamo dall’inizio: tra le strutture sotterranee il condotto interrato è forse quella più semplice e più antica. Essa, al contrario di costruzioni come ponti e grattacieli, le quali sono riconducibili esclusivamente all’opera dell’uomo, ha da sempre costituito protezione e rifugio per alcuni esseri animali, come talpe, lombrichi, conigli (il termine coniglio, ad esempio, deriva dal latino cuniculus, ovvero cunicolo, foro sotterraneo).

I primi condotti interrati

Stabilità degli isolatori sismici nei confronti del roll-out

Un problema che può compromettere la stabilità di un dispositivo elastomerico è il cosiddetto roll-out. Il fenomeno, rappresentato in figura, si presenta quando il collegamento degli isolatori alla struttura non avviene mediante bulloni ma bensì con soli connettori a taglio. L’impiego di questi connettori è stato particolarmente diffuso in passato, quando ai dispositivi veniva imposta l’impossibilità di avere sforzi di trazione; con il superamento di questo limite è risultato evidente che i bulloni costituiscono l’unico collegamento affidabile per ovviare ai problemi di stabilità dovuti al roll-out.

Il roll-out lo si ha quando

Le Smart Structures: la nuova frontiera dell’isolamento sismico intelligente

Abbandoniamo per un momento la parentesi aperta sulle strutture offshore e torniamo all’isolamento sismico. L’immagine in testata ci facilità questo cambio di argomento: essa rappresenta una piattaforma offshore in costruzione in un’area caratterizzata da forte attività sismica. Il progetto prevede che la piattaforma sia isolata dai supporti.

Il tema dell’isolamento sismico l’ho già trattato nei seguenti articoli:

• Isolamento sismico: le tappe storiche dal 1266 ad oggi;
• Tipologie di difesa dalle azioni sismiche: controllo attivo, semi-attivo, passivo, ibrido;
• Tipologie di isolatori sismici.

In questo articolo desidero focalizzarmi sull’isolamento sismico intelligente, impiegato mediante le cosiddette smart structures. Una nuova frontiera dell’isolamento sismico, infatti, consiste nell’impiego di dispositivi intelligenti che

Velocità delle particelle e profili di velocità per onde di acqua profonda (esercizio 1 + foglio Excel)

La sezione offshore si arricchisce: giungiamo alle battute conclusive sulle teorie delle onde mettendo in gioco un po’ di numeri. I primi due articoli ci sono serviti a fare luce sulle teorie di base del problema delle onde, sebbene ci sia ancora molto da scrivere; essi sono:

• “Fenomeni ondosi su strutture offshore – teoria lineare delle onde (Teoria di Airy)“;
• “Fenomeni ondosi su strutture offshore – teorie non lineari (trocoidale, cnoidale, di Stokes, solitaria, numeriche)“.

Successivamente sono stati presentati i domini di validità di Dean e Le Mehaute:

Holiday Time!

E’ tempo di vacanze, finalmente. Francesco parte per gli Stati Uniti e desidera augurare buone ferie a tutti i lettori.