Analisi strutturale di una torre eolica

Postato il lug 9, 2014 in Lavori, News Blog |

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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