Prove di caratterizzazione dinamica

 

Le analisi e le valutazioni del comportamento delle strutture con l'impiego di metodi dinamici possono essere effettuate secondo due approcci.

Il primo consiste nella elaborazione di dati rilevati da strumentazione di controllo in risposta a disturbi dinamici presenti sulla struttura, di carattere continuativo, come il traffico stradale o ferroviario, oppure saltuario, come le attività di cantieri attigui o impieghi gravosi sporadici.

Il secondo approccio prevede di sottoporre la struttura ad una eccitazione dinamica forzata di bassa intensità, registrandone la risposta in termini di spostamenti, velocità e accelerazioni. Per tale scopo vengono installati, a seconda del caso, idonei vibratori meccanici o idraulici (vibrodine), vibratori elettrodinamici oppure eccitatori elettroidraulici (attuatori).

Le analisi del primo tipo sono finalizzate alla valutazione del rischio connesso con la presenza di condizioni di carico dinamiche sulla struttura, vale a dire all'individuazione del grado di pericolosità in funzione dell'intensità, del contenuto in frequenza e della ripetibilità del disturbo e/o del carico dinamico. Se la strumentazione di controllo è installata permanentemente, si realizza una rete di monitoraggio.

Le analisi del secondo tipo identificano il comportamento della struttura, descrivendolo per mezzo di opportuni parametri dinamici, quali le funzioni spettrali di trasferimento, le frequenze proprie, le forme dei modi di vibrare e le capacità di dissipazione dell'energia. La caratterizzazione così ottenuta consente di calcolare la risposta strutturale a fronte di qualsiasi azione dinamica di caratteristiche note, per esempio un sisma o il carico dinamico indotto da una macchina o impianto. Inoltre, l'esame dei dati forniti dalla sperimentazione dinamica, accoppiata alla modellazione numerica, consente di formulare un giudizio di integrità strutturale, quantificando l'eventuale degrado in atto.

La risposta della struttura in campo dinamico può essere caratterizzata attraverso:

-     Vibrazioni forzate artificiali

-     Vibrazioni forzate ambientali

-     Oscillazioni libere

Le tecniche di processamento dei dati si differenziano da caso a caso, e in generale si sviluppano secondo due distinte modalità:

-     Analisi dei dati nel dominio delle frequenze

-     Analisi dei dati nel dominio delle tempo

In molte applicazioni i parametri modali non sono ritenuti sufficientemente in grado di fornire elementi di valutazione sul comportamento strutturale dell'opera. In questi casi i parametri modali vengono utilizzati come input per processi di “Identificazione strutturale” che forniscono come output parametri strutturali direttamente correlati alla struttura e più facilmente interpretabili ed utilizzabili ai fini di indagini e verifiche strutturali. Le modalità e le tecniche relative ai processi di identificazione strutturale utilizzano strumenti classici dell'analisi strutturale e delle tecniche matematiche di identificazione e sensibilità.

 

Prova di carico dinamico su strutture
con vibrodina

 

Prove di carico dinamiche nei terreni
con forze impulsive