Tecniche di isolamento e smorzamento di effetti dinamici di strutture civili con applicazione ai sistemi LRB (Lead Rubber Bearing)

Nella presente tesi è stato condotto uno studio dei sistemi di isolamento sismico e di dissipazione di energia su due livelli: quello sperimentale e quello teorico-pratico.
Parte delle tesi è stata svolta all’estero, presso il Department of Civil Enginneering dell’Università della California, San Diego,(vedi figura I.1) che ha una esperienza nel campo dell'ingegneria sismica tra le più importanti al mondo, sia dal punto di vista della conduzione di attività sperimentali che della modellazione numerica. Sono state seguite prove di caratterizzazione dinamica su isolatori elastomerici con cuore di piombo, i cosiddetti LEAD RUBBER BEARING (LRB), condotte su tavola vibrante.Tali prove hanno riguardato isolatori soggetti a carico ciclico a velocità crescenti.
Sulla base dei dati sperimentali ottenuti è stato proposto un modello di comportamento isteretico di tali isolatori mediante la calibrazione di parametri utilizzati in un recente modello proposto da Aiken e migliorato con l’introduzione della dipendenza delle caratteristiche meccaniche dell’isolatore dalla velocità di applicazione del carico.
Inoltre, è stato completato il modello proposto mediante l’introduzione del fenomeno del degrado della rigidezza dell’isolatore, tra un ciclo di caricamento e l’altro. Il funzionamento del modello ottenuto è stato, poi, testato attraverso la sua applicazione ad un esempio strutturale, mediante l’utilizzo di un programma di calcolo numerico, in linguaggio MATLAB, studiandone il comportamento per eccitazioni di tipo sinusoidali ed accelerogrammi sismici. Infine il lavoro è stato arricchito e completato da un’ampia ricerca di documentazione aggiornata sulle varie tipologie di isolatori e smorzatori esistenti in commercio e sui modelli di previsione presenti in letteratura.
In particolare, dopo aver illustrato il quadro generale del controllo delle vibrazioni e la descrizione delle caratteristiche e del funzionamento dei più comuni dispositivi di isolamento e di dissipazione di energia, il lavoro si è concentrato sullo studio degli isolatori, in particolare gli isolatori di gomma con cuore di piombo (LRB).
Per tali dispositivi di isolamento sono state studiate le modellazioni già proposte in letteratura, tra le quale quella di Aiken (1997).