ANALISI MODALE OPERATIVA

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1 ESSEBI Srl ANALISI MODALE OPERATIVA ESEMPI DI IDENTIFICAZIONE MODALE DI STRUTTURE CIVILI Roma, 7 aprile 2011 Università degli Studi di Roma Tor Vergata

2 ANALISI MODALE OPERATIVA Trova applicaione non solo nei casi in cui risulti impegnativo ed economicamente oneroso eccitare dinamicamente strutture massive, quali ponti ed edifici, con i mei tradiionali dell analisi modale sperimentale classica, ma praticamente in tutti i casi tipici dell ingegneria civile. Si basa sulla misura della sola risposta strutturale eccitata da sorgenti ambientali, quali il traffico veicolare ed il vento, assumendo che l ente generatore delle vibraioni sia un processo stocastico. Confronto tra frequene teoriche e quelle sperimentali Analisi del danno, riscontrabile da modi anomali Monitoraggi a cadena periodica Variaioni delle frequene prima e dopo interventi strutturali

3 ANALISI MODALE OPERATIVA I PRINCIPALI VANTAGGI DELL ANALISI OPERATIVA SONO: VELOCITA ED ECONOMIA NELL ESECUZIONE DELLE PROVE; CONDIZIONI SIMILI A QUELLE DI REALE FUNZIONAMENTO; POSSIBILITA DI INDIVIDUARE FORME MODALI RAVVICINATE; POSSIBILITA D UTILIZZO PER IL MONITORAGGIO STRUTTURALE; POSSIBILITA D UTILIZZO PER LA LOCALIZZAZIONE DEL DANNO.

4 CATENA DI MISURA HP HQ ipaq214 PC NOTEBOOK PCB 393 A03 LMS SCADAS MOBILE IMPIEGO DI UN SECONDO SISTEMA DI ACQUISIZIONE, CON SINCRONIZZAZIONE CON ANTENNA GPS SU TEMPO ASSOLUTO PCB 393 B12 CONDIZIONATORE DI SEGNALE PCB 483C05 IMC 7800

5 ACCELEROMETRI SISMICI Sono in grado di misurare ampiee estremamente basse (qualche µg) e vibraioni di basse frequena (qualche fraione di H) relativamente a edifici, ponti e strutture di grandi dimensioni. Sono generalmente di più grandi dimensioni, rispetto a quelli di impiego usuale, al fine di aumentare gli effetti ineriali sugli elementi sensibili di cristalli pieoelettrici. Monitoraggio delle vibraioni degli edifici Misura delle aioni sismiche sulle strutture Analisi modale di ponti ed edifici Monitoraggio delle vibraioni degli oriontamenti Studi riguardanti le formaioni geologiche Monitoraggio delle vibraioni delle fondaioni Le maggiori dimensioni aumentano la risoluione consentendo la misura di vibraioni caratteriate da bassissima ampiea. L elettronica a bordo fa si che l output sia ad alta tensione e a bassa impedena, consentendo l impiego di cablaggi in condiioni ambientali estreme.

6 ACCELEROMETRI SISMICI PIEZOELETTRICI PCB SERIE 393 Rilevaioni di vibraioni a basse frequene, di livello ultra-basso, associate a tremori di strutture molto grandi, fondaioni e terreno. Risoluione ecceionale, dovuta alla loro dimensione relativamente grande (segnale molto forte e un basso livello di rumore). Proprietà PCB 393A03 PCB 393B12 Sensibilità [mv/g] Range di frequena (5%) [H] 0, , Rumore a banda larga [µg] 10 8 Peso [g]

7 ACCELEROMETRO SB T08 DO Modello triassiale assemblato da ESSEBI a partire da tre accelerometri embedded PCB T08. Il corpo centrale è ricavato da massello in acciaio ino. Anche il guscio esterno in acciaio ino. La proteione è IP67.

8 0,40 0,60 0,56 0,44 1,50 0,45 0,60 0,54 1,25 TEATRO COMUNALE DI L AQUILA PUNTI DI MISURA 0,70 9 0, , ,55 0, TIME HISTORIES CROSSPETTRO AUTOMAC DIAGRAMMA DI STABILIZZAZIONE

9 PIASTRA PONTE STAZIONE TIBURTINA (RM) Modo 1 1,51H δ = 0,23 % 110e-12 F F F F F F F B AutoPow er T:riferimento:+X CrossPow er T:B:+X/T:riferimento:+X CrossPow er T:B:+Y/T:riferimento:+X CrossPow er T:B:+Z/T:riferimento:+X CrossPow er T:C:+Y/T:riferimento:+X CrossPow er T:riferimento:+Y/T:riferimento:+X CrossPow er T:riferimento:+Z/T:riferimento:+X CrossPow er T:riferimento:+Z/T:riferimento:+X 81.0e-12 g 2 Amplitude Amplitude g 2 Modo 2 1,97H δ = 0,24 % 34.9e H Modo 3 3,38H δ = 1,80 %

10 CUPOLA BASILICA DI SAN BERNARDINO (AQ) Modo 1 1,96H

11 VIADOTTO IARULLI (RC) spalla S2 pila P1 spalla S1 Ba2 C Ba1 SET UP UNICO S2 P1 S1 Modo 2 1,25H 510e-12 AutoPow er SUM CrossPow er Ia:B1:+Y/Ia:B2:+Y CrossPow er Ia:B1:+Z/Ia:B2:+Y AutoPow er Ia:B2:+Y CrossPow er Ia:B2:+Z/Ia:B2:+Y CrossPow er Ia:C:-X/Ia:B2:+Y CrossPow er Ia:C:-Y/Ia:B2:+Y CrossPow er Ia:C:-Z/Ia:B2:+Y AUTOMAC g 2 Real -370e e g 2 Imag -290e H 5.00

12 VIADOTTO VACALE (RC) pila P5 pila P6 Modo 5 1,54H pila P7 R1 Ba2 R SET UP di RIFERIMENTO Ba1 C 8 7 SET UP 2 spalla S2 Ba1 pila P8 C 13 Ba2 12 pila P7 R1 Ba2 R SET UP di RIFERIMENTO pila P6 Ba1 C 8 7 SET UP 2 pila P5 pila P4 Ba1 Ba2 C SET UP 3 pila P3 pila P2 Ba1 C 3 2 SET UP 4 pila P1 Ba2 1 spalla S1 14 SET UP 1 S2 P8 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 S1 40.5e-12 g 2 Amplitude 2.58e-12 F v s s v ss v s s s v vs o v s s v s s s s s s s s s d o s s s sd v v ss d ss v f vv s v v s s s v v v d s s v ss v s s d v fv v d vv s s s s s s f v s d s s s sd v v ss d fs f f s o v f v s f s s s ss v s s v ss v s sd o fv o v v d f vv o v s d vv s s s v s d s s ss fs s s s s s s s s f s vv s s s ss s s s s s v d s s v s s s s s s s s s s v vd v s s d s v v s s f v s d s f vv f s s v vf s v s d s v f v ff v d f s s f vv f s s s ss s s s d s s s s s s s s f s s f vv f s s s ss s s s s s s s s s s v s d s s v ss v s s v vs s f s d s v d s s v v s f s s v v v o s s v s d v d s d s s d v ss s s o f s f s v Sum Crosspow er SUM s s s ss s s s s fs s s s s s v s s s s s s s s s ss s s s s fs s v s s s s s s s f vv v v v s d v v s d fs s f v v f v s s s o f v s s v ss s s sd fs s d v v f v v s v v s s s sd v v ss fs v d s ff s s s s v o s s s ss s d ss fs s f s vv v s s v s s s s ss s v s d fs v d s ff v s s v v v s s ss s s s d s s f s v f s s s s s s s s ss s s s s s s f s vv s s s s vv s s s ss v s sd vs v f v d v v s s v s f s s s ss s f s d fv v f s f f v v v v v f s v s ss v v ss s v f s f o v v s s f s o s s s ss s v ss fs v s s f f s s s v v s s s sd s f ss s v s s f v v s s v v v v s ss s v ss s v v s f v s s v o v v v s sd v o ss v o f v v v f v s v v s s s ss v ss v f v o f v s s v o v v s v d v dd s f v f f v s v 500e-3 Linear 3.70 H AUTOMAC Frequena [H] Smoramento [%] Modo Modo Modo Modo Modo Modo Modo Modo Modo

13 PONTE DELLA MUSICA (ROMA) Sono stati disposti 8 punti di misura mono, bi e tri-assiali per un totale di 12 differenti time histor acquisite. Modo 8 3,25H AUTOMAC

14 TORRE PIEZOMETRICA ACEA VIA PRENESTINA (RM) Modo 2 5,95H

15 TORRE PALAZZO MARGHERITA (AQ) R1 C 1 A 2 B A B Prospetto su Piaa Palao Prospetto su Piaa Palao pianta pianta B A C Prospetto su Piaa Palao pianta / C A B Prospetto su Piaa Palao pianta / A 5 Prospetto su Piaa Palao B C Prospetto su Piaa Palao pianta Modo 1 1,53H

16 ASPETTI SALIENTI Basse frequene; Frequene molto ravvicinate che richiedono una elevata risoluione della curva spettrale (modi accoppiati); Campo d indagine ristretto; Scarsa cura nell installaione dei sensori; Sistema di acquisiione a basso rumore intrinseco e a guadagno programmabile; Accelerometri ad alta risoluione e a bassa frequena. Time lag alto per avere una alta risoluione laddove si hanno modi a frequene molto ravvicinate con il rischio di individuare modi apparenti computaionali 1024 intervalli di tempo 2048 intervalli di tempo

17 servii per l ingegneria l civile e meccanica indagini a carattere non distruttivo monitoraggi statici e dinamici Si ringraiano tutti i convenuti per la partecipaione e l interessamento rivolto. Viale Giulio Agricola, Roma Tel Fa info@essebiweb.it