Focus Acciaio
Analisi numerica di collegamenti in acciaio
Nella maggior parte dei casi i collegamenti delle strutture in carpenteria metallica possono essere affrontati con i consueti metodi di calcolo analitici che, a fronte di assunzioni semplificative, consentono la verifica speditiva con fogli di calcolo più o meno complessi.
In alcuni casi è però necessaria un’analisi più approfondita del collegamento, ad esempio quando il collegamento è composto da piatti molto compressi di dimensioni non trascurabili per i quali si voglia verificarne la stabilità. In questa casistica noi di SMStrutture abbiamo affrontato la verifica FEM di un collegamento a perno mediante una modellazione ad elementi finiti tipo brick. È stata condotta una prima analisi non lineare, la cui deformata è stata amplificata per imporre l’imperfezione desiderata alle lamiere, dopodiché è stata condotta una seconda analisi non lineare che prendesse in conto anche gli effetti instabilizzanti di una non perfetta planarità delle lamiere. Per validare il modello, i risultati numerici ottenuti sono stati confrontati con calcoli manuali semplificati
Risposta strutturale sotto azioni statiche e dinamiche della copertura metallica del Mercato Coperto di Livorno
L’analisi del comportamento statico e dinamico di una struttura mediante modellazioni agli elementi finiti è fortemente influenzata dalle ipotesi di base sulle condizioni di vincolo, le proprietà meccaniche dei materiali ecc.. Non sempre è possibile verificare a priori la validità delle ipotesi assunte alla base del calcolo con i reali parametri che caratterizzano il comportamento statico e dinamico della struttura. Se però si dispone di informazioni sul reale comportamento della struttura allora il modello teorico può essere corretto e tarato con tecniche di Model Updating (Ewins, 2000). In questa nota viene presentato un esempio di identificazione dinamica nel dominio delle frequenze applicata alla copertura metallica di fine ottocento del salone centrale del Mercato coperto delle Vettovaglie di Livorno, costituita principalmente da capriate trasversali con schema statico di arco a tre cerniere e catena, poste ad un interasse costante di 5 metri.
La struttura è stata sottoposta a cicli di prove di carico statiche e dinamiche con forzante di tipo impulsivo indotta da una massa battente in caduta libera da diverse altezze. Attraverso le prove statiche sono state ricavate direttamente informazioni sul comportamento deformativi della struttura attraverso le quali è stata eseguita una prima correzione del modello FEM.
Successivamente il processo di identificazione dinamica è stato condotto con il Peak Picking Method (Ewins, 2000), caratterizzato dalla estrazione dei picchi che individuano le frequenze naturali dei modi propri di vibrare della struttura mediante diretta osservazione degli spettri in frequenza ricavati sperimentalmente.
Seguiranno ulteriori elaborazioni dei dati sperimentali eseguite con il metodo MDOF Circle Fit Method (Ewins, 2000), attraverso una preliminare valutazione della funzione complessa inertanza (FRF) che nella rappresentazione in un piano di Nyquist descrive un cerchio nell’intorno di una frequenza naturale del sistema.