• sviluppo
• Studio
• progettuale
• dissipativo
• controvento
• attritivo
• applicazione

Lo studio per l’applicazione di nuovi materiali ai vari dispositivi, comunemente adottati nel contrastare gli effetti dati dell’azione sismica, porta nella direzione di ampliare la visuale di ciò che può essere utilizzato come materiale da scorrimento.
Lo scopo di questa tesi, attraverso lo stage programmato con l’azienda Khalta e sotto la supervisione del project manager M. Merlino, ha posto l’attenzione sulla ricerca di un materiale adatto e sulla sua applicabilità in una brevettazione di un dispositivo antisismico per la protezione passiva degli edifici.
Dati i suggerimenti recenti provenienti dalla ricerca e prontamente recepiti dalle più grandi realtà aziendali in questo campo, l’attività per lo sviluppo dei dispositivi di dissipazione attritivi funzionanti con lo spostamento sta andando verso l’utilizzo di materiali che non presentino i difetti tribologici già visti per i dispositivi ad attrito acciaio-acciaio e che siano in alternativa di altri, per esempio ai BRB (dispositivi ad instabilità impedita).
Lo sviluppo di questa tesi ha seguito le fasi qui descritte:
- La ricerca dei materiali adatti a ricoprire il ruolo di superficie ad attrito. È stato necessario uno studio preliminare del comportamento reologico e tribologico dei polimeri, confrontandosi anche con le prestazioni offerte dall’acciaio utilizzato comunemente.
Si è voluto ricercare un materiale polimerico senza specifici trattamenti ed additivi aggiunti in fase di creazione, che disponga di alte prestazioni meccaniche, che richieda una bassa lavorazioni propedeutica tale da non influire sull’incidenza economica finale ma che al contempo presenti una sicura affidabilità ed omogeneità durante l’utilizzo. Per ottenere questo si è provveduto, attraverso una ricerca con i produttori di materiali plastici, ad una selezione dei candidati adatti al ruolo designato. Il materiale selezionato dall’azienda è il polimero ad alta densità KSM Kaltha Sliding Material, di cui il nome tecnico rimane sotto il segreto aziendale per proteggerne il brevetto e può essere utilizzato per svolgere le prove di laboratorio.
- Test di laboratorio preliminari. Uno degli obiettivi della società Khalta, nell’ambito di questo nuovo dispositivo, è la commercializzazione sotto l’egida ed il riconoscimento del marchio CE applicabile soltanto dopo accurate certificazioni europee di notevole impegno tecnico ed economico.
Prima di effettuare un investimento economico importante, necessario per coinvolgere enti specializzati nelle certificazione dei materiali nelle loro condizioni d’utilizzo reali, si è preferito effettuare dei test preliminari simili per ottenere alcuni risultati necessari ad assicurare le qualità del materiale scelto per queste soluzioni tecniche. Le prove, che verranno effettuate contemporaneamente allo sviluppo di questa tesi nel Laboratorio dei materiali da costruzione del DICI( ex Dipartimento di Strutture) dell’ Università di Pisa, ricordano per modalità e risultati quelle indicate per lo sviluppo di nuovi dispositivi antisismici; le prove sono ricavate da quelle norme di carattere comunitario UNI EN 15129, e le specifiche UNI EN 1337 e quelle effettuate dagli organismi EOTA(European Organisation for Technical Approvals) che creano nuove norme “ad hoc” per materiali sperimentali, le ETA(european technical approval).
- Caso di studio. Successivamente, per una validazioni dei risultati preliminari raggiunti, si è effettuato un dimensionamento di massima di una struttura dalla geometria semplice, ma dal punto di vista pratico pienamente realizzabile con i suddetti controventi dissipativi.
Per una discussione dei risultati in modo quanto più chiaro possibile, si è scelto la tipologia strutturale di un edificio commerciale a colonne pendolari in acciaio, regolare in pianta, di tre piani fuori terra in zona sismica medio-alta. Per le finalità dello studio,la struttura è stata dimensionata solo per i carichi sismici imposti dalla normativa (NTC 2008) e successivamente, in base al comportamento ricercato verso gli Stati Limite di Danno e Collasso, si è aggiunto il sistema di controventi nelle due direzioni principali. Il comportamento in campo non lineare è stato valutato tramite analisi Pushover col solutore SAP2000 ed analisi dinamiche non lineari in time-history con Straus7. Inoltre i risultati sono stati comparati attraverso grafici e tabelle dedicate. La maggior semplicità della risposta strutturale, venendo meno gli effetti provocati dall’iperstaticità dovuti alle azioni orizzontali, permette di poter analizzare il comportamento del dispositivo antisismico proposto il più dettagliatamente possibile, cercando di individuare i punti critici del funzionamento meccanico attraverso: le analisi delle curve di capacità, i grafici di isteresi, gli spostamenti relativi nel dissipatore, quelli totali nella struttura e i Performance Point attraverso i grafici nei piani ADSR. Il procedimento seguito, il commento ai grafici, i risultati delle analisi non lineari e le questioni messe in evidenza, sono esplicate nel capitolo 7.
- Progettazione del dispositivo. In seguito ai test effettuati, si è provveduto alla progettazione generica di tale dispositivo nella sua interezza, provvedendo anche a predimensionarne prestazioni e dimensioni.
- Conclusioni e possibili sviluppi. Infine si sono effettuate considerazioni sulle metodologie di test, sui risultati raggiunti e sugli aspetti critici mostrati, evidenziando i possibili sviluppi per un miglioramento tecnologico.