Sistema per simulazione di eventi sismici: modellazione, controllo e validazione sperimentale

Paolo Righettini, Roberto Strada, Alberto Oldani, Andrea Ginammi
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SOMMARIO. Le tavole vibranti ad uno opì u assi sono un efficiente strumento per effettuare test su svariati tipi di sistemi. Tra i possibili campi di applicazione, emerge quello dell'ingegneria edile per il test di strutture o parte di esse, sia in scala ridotta che in piena scala. Il presente lavoro rientra proprio in questo ambito e riguarda la progettazione di una tavola vibrante di dimensioni contenute (1200 mm x 2000 mm) ad azionamento oleodinamico a singolo asse per la simulazione di
more » ... simulazione di sollecitazioni di carattere sismico su elementi di strutture civili di massa inferiore a 1200 kg. Per la progettazione del sistemà e stato seguito un approccio di tipo meccatronico; accanto alla scelta dei componenti idraulici, ' e stato sviluppato anche il progetto della struttura meccanica, per il cui dimensionamento sono state effettuate analisi mediante codici di calcolo ad elementi finiti, e il progetto del sistema di controllo. Da ultimo, il sistemà e stato realizzato e sono state condotte alcune prove preliminari per valutarne la funzionalità. 1 INTRODUZIONE Le tavole vibranti ad uno opì u assi sono un efficiente strumento per effettuare test su svariati tipi di sistemi. Il loro campo di applicazione spazia in diversi settori, tra cui emerge anche quello dell'ingegneria edile per il test di strutture o parte di esse, sia in scala ridotta che in piena scala [1, 2, 3]. Il presente lavoro rientra proprio in questo ambito e riguarda la progettazione di una tavola vibrante di dimensioni contenute (1200 mm x 2000 mm) ad azionamento oleodinamico a singolo asse per la simulazione di sollecitazioni di carattere sismico su elementi di strutture civili di massa inferiore a 1200 kg. Per la definizione delle specifiche di progetto sì e fatto riferimento alle azioni sismiche definite dalla normativa UNI EN 1998-1 [4]. In particolare, il sisma campionècampionè e caratterizzato da un profilo di accelerazione con un picco pari a 0.35 g il cui spettro di risposta elastico mostra un rapporto tra Se e ag pari a circa 2.8, definendo un spettro di risposta simile a quello di tipo 1, curva C. Inoltre, il contenuto armonico del sisma campione mostra una significativa attenuazione al di sopra di 10 Hz (figura 1). In base a queste specifiche, ' e stato scelto il sistema di azionamento oleodinamico, in particolare un cilindro a doppio stelo (in modo da garantire un comportamento simmetrico del sistema) caratterizzato da una corsa di 250 mm e una servovalvola con banda passante pari a 100 Hz. Seguendo un approccio progettuale di tipo meccatronico, accanto alla scelta dei componenti idraulici, ' e stato sviluppato anche il progetto della struttura meccanica, per il cui dimensionamento sono state effettuate analisi mediante codici di calcolo ad elementi finiti, e il progetto del sistema di controllo. Sempre in ottica meccatronica, prima di procedere con la fase realizzativa, ogni parte costituente il sistemà e stata modellizzata al fine di realizzare un modello globale del sistema in grado di riprodurne con un buon grado di accuratezza il comportamento reale e poter cos'cos'ı valutare l'adeguatezza del sistema di controllo e le caratteristiche dinamiche del sistema stesso. Da ultimo, il sistemà e stato realizzato e validato sperimentalmente, sia con il sisma campione che con altri profili di accelerazione.
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