In questa nota si propone una procedura sperimentale non distruttiva che consente di stimare lo sforzo assiale presente in travi snelle genericamente vincolate alle estremità. Pertanto tale procedura consente di identificare lo stato di sforzo negli elementi costituenti strutture generiche; infatti ogni singola asta della struttura può essere schematizzata come una trave genericamente vincolata alle estremità. Il confronto tra lo sforzo assiale atteso in fase progettuale e quello misurato in esercizio diventa così misura diretta del livello di affidabilità della costruzione. In letteratura tale importante tema è stato in genere affrontato compiendo analisi sull’intera struttura, ma tale approccio conduce a problemi inversi mal posti, particolarmente sensibili ad errori sperimentali e di modello. Viceversa, facendo uso del modello di trave di Eulero-Bernoulli e supponendo note la rigidezza flessionale e la massa della trave, si dimostra che per identificare  univocamente lo sforzo normale è necessario determinare la prima frequenza di vibrazione e le ampiezze della corrispondente forma modale in almeno cinque punti della trave. La procedura, già convalidata dagli autori per elementi su appoggi fissi (Tullini, Laudiero 2008), è stata estesa al caso di travi snelle con condizioni di vincolo generiche. Il procedimento proposto ha l'ulteriore vantaggio, rispetto a quello già esistente, di consentire l'identificazione dello sforzo assiale senza dover assumere a-priori la lunghezza effettiva dell’elemento stesso, parametro che riveste un ruolo determinante nella corretta stima dello stato tensionale. Infatti nei casi reali non è sempre possibile stimare l'effettiva lunghezza dell’asta da indagare, per esempio a causa della non conoscenza della lunghezza di infissione nelle murature nel caso di catene di archi o volte, o a causa dei dispositivi di connessione con altri elementi strutturali nel caso di aste in strutture reticolari. Il metodo proposto è stato poi validato sperimentalmente eseguendo numerose prove in laboratorio su elementi metallici aventi diverse condizioni di vincolo e sottoposti sia a compressione che a trazione. I risultati ottenuti sono stati molto soddisfacenti in quanto lo sforzo assiale è stimato con errori inferiori al 3%.

Bibliografia

Tullini N, Laudiero F. (2008). Dynamic identification of beam axial loads using one flexural mode shape. Journal of Sound and Vibration, 318 (2008) 131–147.