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 Leggi il resto dell’articolo

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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: Leggi il resto dell’articolo

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: Leggi il resto dell’articolo

Unit weights for structural analysis


When dealing with structural analysis the first step is to evaluate loadings. We can have:

  1. dead loads;
  2. live loads;
  3. environmental loads.

The dead load is the weight of the structure you are calculating.

Dead loads can be calculated from the unit weights given in BS 648 named “Schedule of weights of building materials“. Here you can find a selection of some materials:

Asphalt

  • Roofing 2 layers, 19 mm thick => 42 kg/m²
  • Damp-proofing, 19 mm thick => 41 kg/m²
  • Road and footpaths, 19 mm thick => 44 kg/m² Leggi il resto dell’articolo

OFS – Offshore piles v. 1.0 – Dimensionamento di pali per piattaforme offshore sotto carichi statici di breve durata e ciclici


Il presente articolo chiude il discorso sull’analisi dei pali delle piattaforme offshore. Si è parlato in precedenza di carichi orizzontali di tipo statico di breve durata e ciclico. In questa sede vengono raccolte le relazioni fornite in precedenza ed inserite in un comodo foglio Excel nel quale l’usufruitore dovrà solo inserire un paio di dati di ingresso e tutto il resto verrà calcolato automaticamente.

Il foglio Excel si compone di 4 sezioni:

  1. Dati di ingresso” – nel quale inserire la consistenza dell’argilla, la profondità z in corrispondenza della quale vogliamo indagare il comportamento del terreno ed infine il diametro del palo;
  2. Carichi statici di breve durata” – nel quale, oltre ad un grafico in piccolo in alto a destra, sono riportati i valori puntuali di inflessione adimensionalizzata rispetto a y50 e pressione adimensionalizzata rispetto a quella ultima;
  3. Carichi statici ciclici” – uguale al precedente ma riferito al caso di azioni cicliche;
  4. Grafico” – nel quale, si visualizzano i casi precedenti mettendoli a confronto. Leggi il resto dell’articolo

Dimensionamento di pali per piattaforme offshore sotto carichi ciclici


Questo articolo è il prosieguo del precedente (“Dimensionamento di pali per piattaforme offshore sotto carichi statici“) nel quale sono stati discussi i carichi statici di breve durata. In questa sede verranno trattati i carichi ciclici, che come detto in precedenza sono particolarmente rilevanti per le strutture offshore.

Sempre nell’articolo precedente è stata proposta una procedura per la costruzione delle curve p-y, come consigliato dai risultati ottenuti dai programmi di ricerca sovvenzionati dall’industria petrolifera. Quelle stesse curve vengono ora diagrammate per i carichi ciclici.

Anzitutto, la procedura è la stessa, ma questa volta consideriamo valori di p inferiori a 0.72p del caso statico.

Ricordiamo anche come abbiamo definito la resistenza ultima del terreno per unità di lunghezza del palo, ovvero come il minimo tra:

A questo punto Leggi il resto dell’articolo

Dimensionamento di pali per piattaforme offshore sotto carichi statici


Un argomento estremamente interessante sul quale vorrei porre l’attenzione con il presente articolo è l’analisi delle palificate a supporto delle piattaforme offshore.

Le strutture offshore mantengono la propria stabilità grazie alla massa della struttura (fondazioni a gravità) oppure grazie al conficcamento dei pali nel terreno. Tali pali possono essere analizzati separatamente dalla sovrastruttura immaginandoli liberi di muoversi in sommità. Lo svincolare i movimenti alla testa del palo comporta comunque di considerare la compatibilità (congruenza) con la piattaforma sovrastante, ovviamente.

E’ molto importante, però, considerare anche l’interazione tra palo e terreno in quanto eccessive deformazioni potrebbero causare danni estremamente elevati.

Quello su cui voglio soffermarmi in questo articolo è proprio la risposta del terreno sotto carico.

Ho citato il termine generico “carico”, ma in realtà bisogna distinguere tra le varie azioni in gioco. Si hanno infatti: