CONFRONTO TECNICO - ANALISI E PRESTAZIONI

SISTEMI DISSIPATIVI A CONFRONTO: 2 NUMERI

CASO TIPICO - TEGOLO da 1000daN/m lungo 20m

coeff. attrito = 0.5  (appoggio calcestruzzo/calcestruzzo o calcestruzzo/neoprene)

forza sismica a seconda della zona e delle caratteristiche dell'edificio  0.4÷0.6 forza PESO

Fsismica appoggio= 1000x20x0.5x(0,4-0.6)= 4000÷6000daN

SE IL SISTEMA PROPOSTO NON INTERVIENE SULL'ATTRITO, PRIMA CHE CI SIA UN QUALUNQUE SPOSTAMENTO RELATIVO BISOGNA SUPERARE LA FORZA ATTRITIVA CHE NEL NOSTRO CASO E' : 

Fattrito = 1000x20x0.5x0.5= 5000daN

 

RISULTA EVIDENTE CHE, IN TUTTI I CASI IN CUI LA FORZA SISMICA SOLLECITANTE E' INFERIORE ALLA FORZA DOVUTA ALL'ATTRITO (5000daN), NON CI SONO MOVIMENTI RELATIVI E QUINDI NON VI E' LA POSSIBILITA' DI CREARE DISSIPAZIONE. VICEVERSA, QUANDO LA FORZA ATTRITIVA VIENE SUPERATA, PRIMA CHE I DISPOSITIVI DISSIPATIVI ENTRINO IN FUNZIONE, BISOGNA SUPERARE IL TRATTO A COMPORTAMENTO ELASTICO. 

GUARDIAMO IL GRAFICO. 

IL SISTEMA RESILIO METTE MANO AI FENOMENI ATTRITIVI RIDUCENDOLI AL 5%. 

coeff. attrito sistema resilio=0.05

Fattrito sistemi resilio = 1000x20x0.5x0.05= 500daN 

QUESTO SIGNIFICA CHE UNA VOLTA SUPERATI I 500daN IL SISTEMA ENTRERA' IN FUNZIONE SUBITO. MA NON E' TUTTO, LO SPOSTAMENTO IN FASE ELASTICA E' FAVORITO DA UNA RIGIDEZZA K1 BASSA (DA 0.79 A 1.12KN/mm) CHE PERMETTE AL DISPOSITIVO DI ENTRARE RAPIDAMENTE SENZA GRANDE "IMPEDENZA" IN FASE PLASTICA.  

LA GRANDE DIFFERENZA

L'ATTIVAZIONE DEI DISSIPATORI, IN ASSENZA DI INTERVENTI SUI FENOMENI ATTRITIVI, AVVIENE UNA VOLTA CHE LA FORZA SISMICA INERZIALE SUPERA LA FORZA DI ATTRITO. DAL GRAFICO RISULTA MOLTO CHIARO CHE:

A): IN ZONE CON GRADO SI SISMICITA' BASSO I DISSIPATORI PER IL SISMA DI PROGETTO NON SI ATTIVANO ( E DI CONSEGUENZA TUTTE LE FORZE INERZIALI FINISCONO ALLA BASE DEI PILASTRI)

B): IN ZONE CON GRADO DI SISMICITA' MEDIO-ALTO LA FORZA SISMICA, UNA VOLTA SUPERATA LA FORZA ATTRITIVA, ATTIVA I DISSIPATORI. INTANTO PERO' GIA' UNA FORZA PARI ALL'ATTRITO E' STATA TRASMESSA AI PILASTRI E POCO RESTA DA DISSIPARE ESSENDO LA FORZA SISMICA DI POCO SUPERIORE ALLA FORZA ATTRITIVA. L'ESEMPIO DI FIGURA MOSTRA CHIARAMENTE COME IL DISPOSITIVO EDILMATIC TT-N NON ENTRA NEANCHE IN FASE PLASTICA E PERTANTO IL SUO CONTRIBUTO AI FINI DISSIPATIVI E NULLO. IN PAROLE POVERE SE IL COLLEGAMENTO FOSSE STATO FATTO CON UNA STAFFA DA CARPENTERIA SENZA ALCUNA CERTIFICAZIONE SAREBBE STATA LA STESSA COSA SIA A LIVELLO DI COPERTURA CHE ALLA BASE DEI PILASTRI. 

C): IN PRESENZA DI SITUAZIONI MARGINALMENTE TOCCATE DAL TERREMOTO (LONTANE DALL'EPICENTRO) SI RITORNA AL PUNTO A), OVVERO I DISPOSITIVI NON ENTRANO IN FUNZIONE. 

SISTEMI RESILIO: 

ATTIVAZIONE DEL SISTEMA QUANDO LA FORZA SISMICA SUPERA IL 5% DELLA FORZA PESO 

MODULO ELASTICO K1 (0.73 - 1.12KN/mm) - BASSO PER FAVORIRE L'ATTIVAZIONE DEL DISSIPATORE

MODULO ELASTICO K2 (0.09 - 0.27KN/mm) - BASSO PER PERMETTERE UNA IMPORTANTE DEFORMAZIONE PLASTICA E CONSEGUENTE DISSIPAZIONE (CON PICCOLI INCREMENTI DI FORZA SI OTTENGONO GRANDI DEFORMAZIONI)

DEFORMAZIONE ELEMENTO DISSIPATIVO ±50mm

 

SISTEMI CONCORRENTI:

EDILMATIC TT-N 

ATTIVAZIONE DEL SISTEMA QUANDO LA FORZA SISMICA SUPERA IL 50% DELLA FORZA PESO

MODULO ELASTICO K1 (7.2 KN/mm) - ALTO NON FAVORISCE L'ATTIVAZIONE DEL DISSIPATORE

MODULO ELASTICO K2 (0.48 KN/mm) - ALTO - PER AVERE DEFORMAZIONE IN CAMPO PLASTICO SERVE UN AUMENTO IMPORTANTE DELLE FORZE SISMICHE

DEFORMAZIONE ELEMENTO DISSIPATIVO ±12.5mm 

FIBRENET SAFE+MODEL B

ATTIVAZIONE DEL SISTEMA QUANDO LA FORZA SISMICA SUPERA IL 50% DELLA FORZA PESO

MODULO ELASTICO K1 (22.5 KN/mm) - ALTISSIMO  NON FAVORISCE L'ATTIVAZIONE DEL DISSIPATORE

MODULO ELASTICO K2 (3.25 KN/mm) - ALTISSIMO - PER AVERE DEFORMAZIONE IN CAMPO PLASTICO SERVE UN AUMENTO IMPORTANTE DELLE FORZE SISMICHE

DEFORMAZIONE ELEMENTO DISSIPATIVO ±10mm 

 

ALTRI DISPOSITIVI CITATI CON COMPORTAMENTO PARTICOLARE:

SISMOCELL BOX (nelle versioni SB-1.8/SB-3.6/SB-7.2/SB-11.5) E SISMOCELL:

sono tutti fusibili dissipativi, ovvero garantiscono il loro funzionamento per un numero limitato di colpi. Come per gli altri dispositivi della concorrenza è necessario, per l'attivazione del dispositivo, che si superino le forze attritive. Oltre a queste forze il sistema entra in funzione se vengono superati, nel caso del sismocel box, 1.8/3.6/7.2/11.5KN. Superato tale limite il dispositivo entra in fase plastica senza incremento di forza. Nel caso si verificassero una o più inversioni  del ciclo isteretico, lo spazio percorso fra i punti di attivazione del dispositivo avvengono in assenza di forze che si manifesteranno solo a ridosso della matrice ancora "attiva". In presenza di inversione di ciclo si verificano dei fenomeni di martellamento da evitare in qualunque struttura.

SISTEMA STABILFLEX (DISSIPATORE 190/720):

STABILFLEX720 è stato pensato per il collegamento TRAVE/PILASTRO. Criticità:

  • impossibile correggere i fenomeni attritivi
  • prove EN 15129 fatte con un dispositivo assiale che non rappresentano una situazione reale
  • la forma del dispositivo incrementa le forze verticali e di conseguenza i fenomeni attritivi inibendo di fatto i fenomeni dissipativi.
  • i dispositivi stabilflex lavorano solo in una direzione il sisma in tre

Le strutture in cui si sono installati i dispositivi stabilflex, molto probabilmente, hanno un comportamento strutturale diverso dal precedente e quindi le NTC 2018 impongono l'adeguamento della struttura.