Dissipatori attritivi isteretici ricentranti: un modello meccanico interpretativo

Abstract

Negli ultimi anni, particolari eventi sismici hanno provocato deformazione significative nelle strutture. In risposta a ciò, sono state sviluppate nuove tecnologie capaci di rispondere alle azioni dinamiche e dare maggiore resilienza alle strutture sollecitate.Tra le diverse proposte tecnologiche si trovano i dissipatori passivi, strumenti che sono capaci di rispondere a sollecitazioni laterali deformando riducendo i danni strutturali provocati da eventi sismici. In questo elaborato di tesi si presenta un modello meccanico che descrive il ciclo di sollecitazioni di un particolare dispositivo, il dispositivo attritivo ricentrante con componenti elastiche. Viene fatto un inquadramento generale dei dissipatori passivi dividendoli in due categorie: quelli tradizionali e quelli ricentranti e , focalizzando l'attenzione sulle nuove tecnologie, si presenta lo stato dell’arte dei dissipatori attritivi ricentranti con componenti elastiche. Come argomento principale di questa tesi si presenterà un modello meccanico capace di descrivere l’andamento del diagramma isteretico caratteristico di questi dispositivi. Lo studio del modello verrà esteso per tenere conto di diverse esigenze progettuali e sarà complementato da un inquadramento della capacità dissipativa. Nell'ultimo capitolo si propone lo sviluppo del modello per dispositivi precompressi e si dimostrerà la sua funzionalità per descrivere la risposta dei dispositivi a sollecitazione sismica con il dispositivo con slittamento ad attrito (RSF) estraendo delle considerazioni conclusive.

In the past few years, particular seismic events have left behind significant deformation in structures, making their dismantlement necessary.In response to this, several studies have been made to develop new technologies capable of dissipating dynamic forces and making the structures more resilient. One of the mechanisms created to dissipate energy in structures are the passive dampers, which can respond to the lateral forces acting on the structure, so dissipating the kinetic energy and reducing the deformation of the overall structure. In this thesis is presented a mechanical model that can describe the hysteretic diagram of one particular type of damper called self-centering mechanical spring damper. The thesis begins with the presentation of the general framework of the dissipating dampers, which are divided in two main categories: the traditional and the self centering dampers. Focusing on the latter category, both the state of the art and an original mechanical model able to understand the hysteretic cyclic responses are presented here. The model is further studied to describe different geometrical configurations to catch the bilateral response and the damping performances. Precompression of the elastic elements of the devices is studied as well and its effects are presented in the final chapter as a supplement. The results are applied to describe the functionality of the Resilient Slip Friction model (RSF), one of the dampers presented in the state of the art.