Analisi strutturale di una torre eolica

Tipologia Costruttiva: AEROGENERATORE Northern Power Systems ® NPS 60C-24-37
Classe di edificio: II
Vita nominale: 50 anni
Classe di duttilità: BASSA

DESCRIZIONE GENERALE DELL’ OPERA
Il presente progetto prevede l’installazione di una torre eolica il cui fusto è composto da tre tronchi in acciaio con sezione circolare cava variabile lungo l’asse lungitudinale. I collegamenti tra i tronchi avvengono tramite flange bullonate.
Il calcolo riguarda il fusto della turbina eolica Northern Power Systems ® NPS 60C-24-37 e la verifica delle unioni bullonate.

I carichi a cui è stata sottoposta la struttura e per i quali si sono verificati gli SLU e gli SLE, oltre al peso proprio degli elementi costituenti la struttura stessa e all’ azione sismica, sono:
– azione del vento sul fusto della torre (nelle due direzioni X e Y)
– carichi derivanti dall’ azione del vento sulle pale e sull’ aerogeneratore

I CARICHI
Come già accennato in precedenza, l’opera è soggetta oltre che all’azione del peso proprio e all’azione sismica, anche all’azione del vento che per questo tipo di opere riveste un ruolo principale.
Nel modello di calcolo per schematizzare l’azione del vento si sono previsti due casi di carico.

1) Azione del vento sul fusto della torre (valutato secondo d.m.14/01/2008)

2) Azione del vento sulle pale e sulla navicella (fornite dal costruttore)

Entrambe queste azioni agiscono contemporaneamente sulla costruzione.

LE ANALISI
Le analisi condotte sono finalizzate alla determinazione dello stato tensionale e deformativo dell’ opera. Inoltre poichè per tali opere è importante valutare gli effetti aeroelastici del distacco di eventuali vortici dalla superficie della struttura la cui frequenza dipende dalla velocità media del vento, e dalla forma e dimensione della sezione e confrontarla con la frequenza propria della struttura inquanto se la frequenza del distacco dei vortici è prossima a una frequenza propria, si attuano condizioni di risonanza che danno luogo ad ampiezze di oscillazione tanto maggiori quanto minore è lo smorzamento e la massa della struttura o dell’elemento; per tale motivo per valutare anche i modi di vibrare della struttura è stata condotta un analisi modale.

I RISULTATI
Nelle combinazioni agli SLU e SLV si osserva lo stato tensionale assicurandosi che non superi i limiti di progetto, in altre parole ci si assicura che la tensione massima che si genera nell’acciaio del fusto della torre non supera la tensione di snervamento.

Nelle combianziona agli SLE e SLD si osserva invece il campo deformativo. Le verifiche agli stati limite di eserizio e agli stati limite di danno sono soddisfatte se le deformate e quindi gli spostamenti sono al disotto dei valori ammissibili per l’ opera. Si deve verificare qunidi, che lo spostamento massimo non comprometta la funzionalità dell’ opera.

Lo studio continua con:
– Verifica del distacco dei vortici,
– Analisi di buckling,
– Verifica delle unioni bullonate,
– Progetto e Verifica delle fondazioni

a cura dell’
ing. Gaetano Pezzicoli

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Fiera Internazionale “SEISMIC SAFETY” – Istanbul , Aprile 2014

Fiera internazionale sicurezza sismica

Wow Convention center, April 2014

La società di Ingegneria “Calcolostrutture S.r.l.” è stata presente come espositrice, in collaborazione con lo studio di architettura Bocci&Partners, presso l’evento fieristico denominato “SEISMIC SAFETY” tenuto ad Istanbul, in Turchia, nei giorni 28 e 29 aprile 2014.

L’evento, incentrato principalmente sul tema della sicurezza sismica, ha comunque trattato anche materie come la protezione dal fuoco delle strutture, l’urbanizzazione intelligente e la sostenibilità ambientale. La fiera, di importanza internazionale, ha catturato l’attenzione di molti paesi, tra tutti Turchia, Germania, Italia, Cina e Giappone, con la partecipazione di 90 espositori provenienti da 14 paesi diversi.

Durante i due giorni sono stati organizzati conferenze e congressi, con l’intervento di importanti esponenti e professionisti del settore, che hanno riguardato temi come l’ingegneria sismica al giorno d’oggi, i materiali innovativi da costruzione, le nuove tecnologie costruttive, le soluzioni architettoniche intelligenti, il ripristino ed il recupero del patrimonio storico di Istanbul e di tutta la Turchia.
Durante i dibattiti si sono aperte discussioni di sicuro interesse e molto costruttive soprattutto grazie al confronto tra operatori e professionisti operanti in diversi paesi del mondo, che ha avuto sostanzialmente il compito di trasferire conoscenze e tecniche

La nostra società Calcolostrutture S.r.l. è stata particolarmente soddisfatta della buona organizzazione e della eterogeneità dei visitatori, ma soprattutto degli eventi tecnico-culturali che si sono svolti e che hanno coinvolto prepotentemente tutti i presenti, esibitori e visitatori allo stesso modo.

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Valutazione della sicurezza strutturale per gli edifici storici

Al fine di valutare la sicurezza strutturale per gli edifici storici sarà costruita una banca dati contenente per ogni struttura diversi dati, come consegnato nell’allegato A del DPCM, riepilogati in schede relative alla conoscenza della costruzione e del suo stato di conservazione, nonché alla valutazione della vulnerabilità e del rischio sismico o degli interventi progettati necessari per la prevenzione.

La finalità di tale operazione è quella di costituire un “libretto” delle opere sottoposte a tutela al fine di stabilire un opportuno grado di conoscenza del livello di sicurezza che tali edifici sono in grado di mettere in gioco nelle aree maggiormente sismiche.

La valutazione della sicurezza sismica non potrà essere che determinata con dei metodi semplificati che saranno diversi da altre procedure utilizzate nel progetto di interventi di miglioramento o adeguamento sismico.

Il DPCM 9.02.2011 stabilisce la necessità di valutare l’azione sismica di riferimento, definita come l’azione sismica attesa nel sito con una prefissata probabilità di superamento su un periodo di riferimento definito sulla base delle caratteristiche del manufatto e del suo uso.
Il rapporto tra il periodo di ritorno dell’azione sismica di riferimento con il periodo di ritorno dell’azione sismica allo SLV, del luogo, viene definito Indice di Sicurezza Sismica. Potrebbe succedere che l’azione sismica allo SLV sia di molto inferiore dell’azione sismica di riferimento attesa nel sito; ciò determina la necessità di eseguire una valutazione più accurata ed eventualmente intervenire entro un intervallo di tempo più breve del periodo di riferimento. Quindi, la struttura potrebbe
considerarsi sicura nei confronti di un terremoto con periodo di ritorno più breve rispetto a quello dell’azione sismica di riferimento.

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Il sisma dell’Aquila

Nella notte del 6 aprile 2009 si è verificato un terremoto che in Italia si dice molto forte, di 5.2 magnitudo che potrebbe sembrare altamente distruttivo, ma nel mondo non lo è affatto se paragonato ai sismi che avvengono nel Giappone o negli USA.
Tale terremoto ha causato dei danni enormi nella città de L’Aquila e in diversi altri comuni limitrofi. Alcuni sono scomparsi, come Onna, completamente inesistenti.
La domanda che sorge spontanea è la seguente: con tutte le conoscenze e tutte le tecnologie note ad oggi non riusciamo ancora a garantire la incolumità delle persone che vivono nelle loro case. Le motivazioni spinte in questi giorni dai media sono state delle più strane e delle più bizzarre, ma nessuna si può avvicinare alla realtà che è sempre un miscuglio di diverse motivazioni che hanno portato alla non curanza del patrimonio abitativo civile e non civile.

Allora cercherò, per quanto possibile, di fare una analisi obiettiva delle cose. Chi deve regolare le costruzioni esistenti e nuove sul territorio è lo Stato. Attraverso le norme si fissano regolamentazioni sul nuovo e sull’esistente. Qui arriva il problema fondamentale che non è stato ancora detto da nessuno. Esistono si delle regole sul nuovo costruito ed anche sul vecchio qualora questi venga modificato, o meglio, quando questi subisca delle variazioni volumetriche, dei cambi di destinazione d’uso o quando ci siano dei provvedimenti privati relativi a manomissione di strutture o di elementi strutturali.

Quindi, cosa manca? Per le automobili che non rispettano le normative di sicurezza attuali, lo Stato (solo per incentivare poche aziende) prevede la sostituzione attraverso procedimenti di rottamazione. Per strutture del 1600 (mettendo per adesso un po’ la parte l’architettura storica) che non rispettano nemmeno in minima parte la più remota normativa (ma per pochi solo la buona regola del buon costruire) lo Stato non si interessa proprio della sicurezza di chi vi abita e di chi potrebbe quasi certamente perdere la vita per una scossa sismica per la quale in Giappone forse la gente non scende nemmeno in strada!!

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