Dott. Ing. Ludovico Bisi
UNIMORE – Università degli studi di Modena e Reggio Emilia
Ph.D. Ing. Fabio Dall’Aglio
DMN Ingegneria – Bologna, Italy
Il presente articolo tratta dell’utilizzo di Tuned Mass Damper, noti con l’acronimo TMD, al fi ne di limitare le accelerazioni verticali e orizzontali indotte dall’attività antropica sulle passerelle pedonali. Come caso studio di riferimento verrà esaminato lo “Swan River Pedestrian Bridge” situato a Perth, in Australia (d’ora in avanti denominato SRPB per brevità) per gentile concessione della Società di Ingegneria Enigma Engineering che ne ha curato il progetto strutturale ed ha messo a disposizione il modello numerico originale, in particolare nelle fi gure dell’Ing. Antonello Mezzaluna e del Prof. Ing. Massimo Majowiecki. Vista la numerosità delle variabili che possono entrare in gioco nel complesso fenomeno di interazione pedone-struttura e l’incertezza che affl igge la determinazione dei valori soglia di accelerazione (verticale ed orizzontale) da rispettare per garantire un soddisfacente stato di comfort all’utente, appare assai importante non tanto determinare nel modo più accurato possibile l’accelerazione massima a cui sarà soggetta la struttura, essendo tale valutazione fortemente infl uenzata da numerosi parametri di progetto (i diversi carichi antropici previsti dall’una o dall’altra norma e le caratteristiche dinamiche del manufatto talvolta di incerta determinazione), quanto essere in grado di adottare specifi che contromisure qualora il problema sia giudicato signifi cativo. A questo scopo si riscontra di grande effi cacia su strutture snelle come le passerelle ciclopedonali di luce rilevante, l’utilizzo di dispositivi passivi di dissipazione di energia, detti Tuned Mass Damper (smorzatore a massa accordata) che, se correttamente calibrati sotto forma di massa, frequenza e smorzamento, possono abbattere la risposta dinamica dell’opera agendo in controfase rispetto alla struttura stessa. Questi dispositivi risultano semplici da installare ma necessitano di una certa accuratezza nella loro corretta calibrazione in merito alle caratteristiche dinamiche e, su strutture a comportamento dinamico complesso, anche in merito al loro posizionamento. In letteratura sono presenti diversi approcci relativi alla calibrazione dei TMD. I più comuni, come l’assai noto principio di Den Hartog, presuppongono l’utilizzo di un dispositivo per ciascun modo di vibrare i cui effetti si intendano mitigare e basano la taratura del TMD esclusivamente in funzione dei parametri di quel modo di vibrare. Il complesso struttura-TMD, con questo approccio, viene studiato come un sistema a due gradi di libertà formato dalla struttura considerata con lo specifi co modo di vibrare in esame e dal TMD. Questa soluzione si dimostra essere di grande effi cacia per strutture semplici a modi disaccoppiati che sovente presentano pochi modi capaci di determinare vibrazioni elevate ma perde rapidamente di accuratezza in strutture complesse a modi accoppiati ovvero aventi numerosi modi di vibrare caratterizzati da frequenze vicine tra loro, come nel caso dello SRPB. Lo scopo del presente articolo è quindi presentare un approccio alternativo per progettare confi gurazioni a TMD singoli o a TMD multipli, in grado di tenere in conto simultaneamente del benefi cio ottenuto su tutti i modi critici. In particolare viene presentato un metodo di calibrazione automatica dei dispositivi mediante approccio numerico basato sull’utilizzo delle API (Application Programming Interface) del software Straus7. Le API permettono di eseguire l’analisi numerica by-passando l’usuale interfaccia grafi ca mediante uno script realizzato con un programma esterno, nel caso in esame Matlab, consentendo dunque l’automatizzazione dell’analisi numerica e la sua ripetizione con alcuni parametri modifi cati, se necessario. […]
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