ANIDIS - L'ingegneria Sismica in Italia, ANIDIS 2011 - XIV convegno

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Modal damping ratios in base isolated structures

Nicola Caterino, Giuseppe Maddaloni, Antonio Occhiuzzi

Ultima modifica: 2011-06-28

Sommario


La recente normativa antisismica (NTC 2008) assimila i processi di smorzamento energetico che avvengono nei dispositivi di isolamento alla base ad un comportamento viscoso lineare ed equivalente. Più in particolare, la dissipazione che caratterizza i primi modi di vibrazione, quelli dove le deformazioni sono quasi esclusivamente concentrate al livello del sistema di isolamento, viene assimilata a quella viscosa equivalente dei dispositivi di isolamento, mentre per i modi superiori è prescritto di considerare lo smorzamento strutturale convenzionale, nella maggior parte dei casi corrispondente ad un rapporto pari al 5%. Tali indicazioni sono tradotte in istruzioni operative circa la definizione di specifici spettri di progetto per le strutture isolate alla base.

Assumendo, come tipicamente accade, che i processi di dissipazione energetica possano venire descritti mediante meccanismi viscosi lineari equivalenti, le strutture isolate alla base risultano pertanto caratterizzate da uno smorzamento proporzionale per la sovrastruttura e da uno smorzamento, ancora lineare ma di intensità tipicamente molto maggiore, per lo strato isolante.

Nel complesso, pertanto, le strutture isolate alla base sono caratterizzate da uno smorzamento non proporzionale. Nel presente lavoro viene mostrato che è possibile determinare il rapporto di smorzamento corrispondente a ciascun modo di vibrazione di tali strutture utilizzando gli strumenti tipici dell’analisi strutturale dinamica e facendo riferimento a quantità (matrici di massa, smorzamento e rigidezza) comunque calcolate da qualsiasi software applicativo. La procedura proposta permette di prendere in considerazione, indifferentemente, smorzamento proporzionale, non proporzionale o anche una qualsiasi combinazione delle due modalità anzidette, senza alcun aggravio computazionale.

La procedura proposta, inoltre, applicata ad una serie di modelli numerici, permette di osservare che le previsioni delle NTC 2008 sullo smorzamento dei modi superiori delle strutture isolate alla base risultano essere eccessivamente, e forse inutilmente, cautelative.

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