DISSIPATORI SISMICI

PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO

Viscosi

I Dissipatori di energia VISCOSI di FIP industriale sono essenzialmente costituiti da un cilindro riempito con fluido siliconico e da un pistone che crea due camere, libero di muoversi in entrambe le direzioni. La dissipazione di energia avviene tramite la laminazione del fluido siliconico nel circuito idraulico.

I dissipatori viscosi di FIP Industriale hanno un legame costitutivo Forza–Velocità non lineare:

F=C v^α

dove:

F è la forza di reazione
C è la costante di smorzamento
v è la velocità
α = 0.15

Essendo l’esponente a vicino a 0, i dissipatori viscosi non lineari di FIP Industriale reagiscono con una forza pressoché costante in un ampio intervallo di velocità.
Rispetto ai dissipatori viscosi lineari (α=1) o non lineari con valori maggiori dell’esponente (α>0.15), a parità di forza massima e spostamento massimo, offrono una maggiore capacità dissipativa.
Infatti, si può osservare nel grafico che il loro ciclo forza-spostamento ha un’area maggiore.

Isteretici

I Dissipatori di energia ISTERETICI di FIP industriale sono costituiti da un adeguato numero di elementi dissipativi in acciaio di varie geometrie .
Il legame costitutivo elasto-plastico e l’elevata capacità dissipativa (smorzamento viscoso equivalente ξ = 45%) consentono di limitare la forza trasmessa e di ridurre sostanzialmente gli spostamenti sismici relativi.
Dissipano energia mediante la plasticizzazione dell’acciaio ad alta duttilità di cui sono costituiti. La forma degli elementi dissipativi è stata opportunamente studiata per garantire un’uniforme distribuzione delle deformazioni in campo plastico e quindi un comportamento isteretico stabile per molti cicli.
Nei ponti possono essere installati in corrispondenza delle spalle o alla sommità delle pile così da realizzare, in combinazione con i dispositivi di appoggio, un sistema di isolamento ad alta dissipazione.
Negli edifici si utilizza soprattutto la tipologia BRAD, progettata per applicazioni nei controventi dissipativi.


Tipico diagramma isteretico sperimentale di un dissipatore della serie MEL (con elementi dissipativi a falce di luna)	Elementi dissipativi a falce di luna in prova

Elemento dissipativo a piolo in prova

Le curve caratteristiche sono schematizzabili con delle bilineari definite dalle coordinate corrispondenti al limite teorico elastico (F1,d1) e dalle coordinate corrispondenti al valore di progetto allo SLU dello spostamento (F2,d₂). I parametri per la modellazione sono quindi:

Rigidezza elastica: k1 = F1 / d1 (riferita al 1° ramo)
Rigidezza post elastica: k2 = (F2-F1)/(d₂-d1) (riferita al 2° ramo)

TIPOLOGIE E VARIANTI

Viscosi

OP-OTP
In fase di esercizio il tipo OTP permette i movimenti lenti, come quelli dovuti a dilatazione termica; il tipo OP ha un comportamento rigido fino al superamento di una forza prestabilita.
In entrambi, in caso di azioni dinamiche, il movimento del cilindro nel pistone dissipa tramite la laminazione del fluido siliconico nel circuito idraulico.

OVE-OVE*
Si distinguono dal tipo OP-OTP per la presenza di una componente elastica della reazione, in parallelo con la componente viscosa; tale componente elastica favorisce il ricentraggio dinamico della struttura.
Può anche essere presente una forza di precarico F0, che impedisce ogni spostamento per forze applicate inferiori ad F0. Ciò può essere utile per evitare spostamenti a fronte dei carichi orizzontali di servizio (ad es., in un ponte, frenate o vento).

Isteretici

BRAD
Dissipatori isteretici assiali ad instabilità impedita (Buckling Restrained Axial Damper).
Sono particolarmente adatti ad essere utilizzati come controventi dissipativi in edifici.
La dissipazione avviene quando il dispositivo è sottoposto a cicli alterni di trazione e compressione.

Sono costituiti da:

un nucleo interno in acciaio, progettato per dissipare energia in campo plastico
un tubo esterno in acciaio e un riempimento in calcestruzzo, i quali evitano che il nucleo interno di instabilizzi
tra il calcestruzzo e il nucleo interno è interposto uno strato di speciale materiale distaccante, che impedisce la trasmissione di tensioni tangenziali tra i due componenti e permette al nucleo interno di allungarsi o accorciarsi liberamente, dissipando energia

MEL
Dissipatori isteretici con elementi dissipativi a falce di luna.

MEP
Dissipatori isteretici con elementi dissipativi a piolo.

MEF
Dissipatori isteretici con elementi dissipativi a farfalla.

MEC
Dissipatori isteretici con elementi dissipativi a cingolo o ad U.

ALCUNE TIPOLOGIE di DISSIPATORI di ENERGIA FIP


Dissipatore isteretico con elementi dissipativi a farfalla MEF	Dissipatori isteretici con elementi dissipativi a farfalla MEF	Dissipatori isteretici con elementi dissipativi a piolo semplice MEF


Dispositivo di appoggio combinato con elementi dissipativi a cingolo MEC	Dissipatore isteretico con elementi dissipativi a falce di luna MEL	Dissipatore isteretico con elementi dissipativi a falce di luna MEL


Dispositivo di appoggio combinato con elementi dissipativi a falce di luna VEL	Dispositivo di appoggio combinato con elementi dissipativi a doppio piolo VEP durante la prova di qualificazione	Dispositivi di appoggio con elementi dissipativi isteretici VEP Ferrocarril Caracas – Tuy Medio, Venezuela


Rion Antirion bridge, Grecia I dissipatori viscosi per ponti più grandi al mondo 3500 kN, ±2600 mm	Dissipatori viscosi Rion Antirion bridge , Grecia	Dissipatori viscosi longitudinali e trasversali Rion Antirion bridge , Grecia

Dispositivi di appoggio con elementi dissipatori isteretici e dispositivi di vincolo dinamico VELOT
Sa Chun bridge, Korea

FIP Industriale

Dissipatori di energia isteretici e viscosi

Dissipatori di energia isteretici e viscosi - Dissipatori di energia sismica per strutture