In questa tesi ਠstato progettato ed ottimizzato un dissipatore in acciaio, teso a proteggere da eventi sismici edifici che prevedono l'utilizzo di pareti prefabbricate a cavi post-tesi. Tale dispositivo ਠstato progettato in modo da poter essere installato tra due pareti che si sviluppano in altezza e che possono presentare il fenomeno di rocking. I dissipatori energetici sono dispositivi nei quali si concentra il danno dovuto al sisma, prevenendo il danneggiamento di ulteriori elementi strutturali. Inoltre, in seguito all'evento sismico, possono essere facilmente riparati o sostituiti. A tal fine la forma delle braccia ਠstata definita mediante un processo di ottimizzazione sviluppato seguendo sia un metodo analitico che uno numerico. Per poter ottenere una deformazione a flessione il pi๠possibile diffusa, nel metodo analitico ਠstata adottata la teoria dell'elasticità , mentre riguardo all'ottimizzazione per via numerica, ਠstato implementato un processo automatico che prevede l'utilizzo di un algoritmo di ottimizzazione. Durante tale processo, ad ogni iterazione, viene svolta un'analisi agli elementi finiti i cui risultati vengono estratti ed utilizzati per il calcolo della funzione obiettivo. La funzione obiettivo ਠstata minimizzata dall'algoritmo di ottimizzazione permettendo di ottenere la forma ottimale delle barre. I risultati ottenuti dai due metodi sono stati confrontati e sono state evidenziate le analogie e le differenze; in seguito, sono state analizzate le cause che hanno portato a tali risultati. Una volta portato a termine il processo di ottimizzazione e aver scelto la forma ottimale delle braccia, il dispositivo ਠstato modellato ed per poter essere analizzato con un programma agli elementi finiti. Dato che l'energia viene dissipata mediante cicli di isteresi, le due estremità del dispositivo devono poter raggiungere grandi spostamenti relativi. Inoltre, in aggiunta alla forza di taglio dovuta al fenomeno di rocking, il dispositivo ਠsoggetto anche ad una forza di compressione dovuta al trasferimento delle forze sismiche orizzontali tra gli elementi connessi. Quanto detto fa sଠche il problema dell'instabilità diventi rilevante. Per valutare il problema dell'instabilità e prevedere i risultati in vista delle prove sperimentali, particolare attenzione ਠstata posta nella scelta dei vincoli e delle condizioni al contorno. Un altro problema legato a questa tipologia di dissipatori ਠil riposizionamento del dispositivo una volta cessata la forzante sismica. In questo caso il problema ਠstato risolto grazie all'impiego di cavi di post-tesatura che riportano le pareti nella loro posizione iniziale.
Ottimizzazione della Forma di un Dissipatore in Acciaio per Pareti Prefabbricate Post-Tese in Calcestruzzo Armato
2018
Abstract
In questa tesi ਠstato progettato ed ottimizzato un dissipatore in acciaio, teso a proteggere da eventi sismici edifici che prevedono l'utilizzo di pareti prefabbricate a cavi post-tesi. Tale dispositivo ਠstato progettato in modo da poter essere installato tra due pareti che si sviluppano in altezza e che possono presentare il fenomeno di rocking. I dissipatori energetici sono dispositivi nei quali si concentra il danno dovuto al sisma, prevenendo il danneggiamento di ulteriori elementi strutturali. Inoltre, in seguito all'evento sismico, possono essere facilmente riparati o sostituiti. A tal fine la forma delle braccia ਠstata definita mediante un processo di ottimizzazione sviluppato seguendo sia un metodo analitico che uno numerico. Per poter ottenere una deformazione a flessione il pi๠possibile diffusa, nel metodo analitico ਠstata adottata la teoria dell'elasticità , mentre riguardo all'ottimizzazione per via numerica, ਠstato implementato un processo automatico che prevede l'utilizzo di un algoritmo di ottimizzazione. Durante tale processo, ad ogni iterazione, viene svolta un'analisi agli elementi finiti i cui risultati vengono estratti ed utilizzati per il calcolo della funzione obiettivo. La funzione obiettivo ਠstata minimizzata dall'algoritmo di ottimizzazione permettendo di ottenere la forma ottimale delle barre. I risultati ottenuti dai due metodi sono stati confrontati e sono state evidenziate le analogie e le differenze; in seguito, sono state analizzate le cause che hanno portato a tali risultati. Una volta portato a termine il processo di ottimizzazione e aver scelto la forma ottimale delle braccia, il dispositivo ਠstato modellato ed per poter essere analizzato con un programma agli elementi finiti. Dato che l'energia viene dissipata mediante cicli di isteresi, le due estremità del dispositivo devono poter raggiungere grandi spostamenti relativi. Inoltre, in aggiunta alla forza di taglio dovuta al fenomeno di rocking, il dispositivo ਠsoggetto anche ad una forza di compressione dovuta al trasferimento delle forze sismiche orizzontali tra gli elementi connessi. Quanto detto fa sଠche il problema dell'instabilità diventi rilevante. Per valutare il problema dell'instabilità e prevedere i risultati in vista delle prove sperimentali, particolare attenzione ਠstata posta nella scelta dei vincoli e delle condizioni al contorno. Un altro problema legato a questa tipologia di dissipatori ਠil riposizionamento del dispositivo una volta cessata la forzante sismica. In questo caso il problema ਠstato risolto grazie all'impiego di cavi di post-tesatura che riportano le pareti nella loro posizione iniziale.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14242/299286
URN:NBN:IT:UNIMORE-299286