Strutture » Rinforzi strutturali, giunti e dissipatori » Dispositivi antisismici, isolatori, dissipatori
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Isolatori sismici serie LRB
Isolatori in elastomero armato, con strati alterni di acciaio e di elastomero vulcanizzati, con nucleo centrale cilindrico in piombo
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 Gli isolatori elastomerici con nucleo in piombo, noti anche come Lead Rubber Bearings (LRB), sono dispositivi d'appoggio in elastomero armato, cio¨¨ costituiti da strati alterni di acciaio e di elastomero collegati mediante vulcanizzazione, con un nucleo centrale in piombo di forma cilindrica.
La dissipazione di energia fornita dal nucleo in piombo, mediante la sua plasticizzazione, consente di ottenere un coefficiente di smorzamento viscoso equivalente fino a circa il 30%, cio¨¨ il doppio di quello ottenibile con gli isolatori elastomerici ad alto smorzamento (serie SI).
Grazie all'elevata capacit¨¤ dissipativa, si riesce a ridurre lo spostamento orizzontale, rispetto a quello di un sistema di isolamento con la stessa rigidezza equivalente ma con minore capacit¨¤ dissipativa.
Solitamente sono a pianta circolare, ma possono essere realizzati anche con sezione quadrata, eventualmente con pi¨´ di un nucleo in piombo.
Si utilizzano su edifici, ponti o altre strutture, in fase di costruzione o di adeguamento sismico. Garantiscono la sicurezza della struttura e di ci¨° che contiene: persone, attrezzature, oggetti. Garantiscono la funzionalit¨¤ della struttura immediatamente dopo il sisma.
Sono caratterizzati da:
- ridotta rigidezza orizzontale per aumentare il periodo proprio della struttura
- elevata rigidezza verticale per sostenere i carichi verticali
- capacit¨¤ dissipativa per contenere lo spostamento orizzontale della struttura
- Smorzamento viscoso equivalente ¦Î = fino a circa il 30%
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| Schede Tecniche - Catalogo |
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FIP Industriale
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Via Scapacchiò, 41
35030 SELVAZZANO DENTRO (PD) Italia
Tel.: +39 049 8225511 Fax: +39 049 638567
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| ALTRI PRODOTTI DELL'AZIENDA |
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CARATTERISTICHE DEI MATERIALI degli isolatori Serie LRB
Le mescole elastomeriche utilizzate normalmente per la produzione degli isolatori elastomerici con nucleo in piombo della serie LRB sono caratterizzate da un modulo dinamico equivalente a taglio Gdin pari a 0,4 MPa (mescola S) o 0,6 MPa (mescola SN). Su richiesta possono essere utilizzate anche mescole elastomeriche con valori superiori del modulo Gdin , fino a 1,4 MPa.
Il piombo utilizzato è di elevata purezza, superiore al 99,85%.
Isolatore LRB |
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Isolatore LRB - Elemento spaccato, con evidenza degli strati alterni di acciaio e di elastomero, e del nucleo centrale in piombo di forma cilindrica |
Isolatore LRB - Sezione e dimensioni caratteristiche |
Il tipico ciclo isteretico forza-spostamento di un isolatore con nucleo in piombo può essere schematizzato con una relazione bilineare. I parametri d1, F1, d2, ed F2 che definiscono la bilineare sono indicati nelle tabelle del depliant per ciascuno degli isolatori LRB standard.
Il comportamento isteretico di un isolatore LRB può anche
essere linearizzato, mediante la rigidezza equivalente Ke ed il coefficiente di smorzamento viscoso equivalente ξe, che dipendono dallo spostamento massimo d2 e dalla forza corrispondente F2 a cui sono riferiti:
Nelle tabelle, a titolo di esempio sono riportati i valori di Ke e ξe per uno spostamento d2 SLV (corrispondente allo Stato Limite di salvaguardia della Vita - SLV) assunto pari a quello corrispondente allo Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC) - d2 SLC - diviso per il coefficiente 1,2.
Il grafico riportato a lato illustra il tipico andamento di Ke e ξe in funzione della deformazione di taglio γ dell'elastomero (in questo caso per l' isolatore LRB-S 800/200-175).
In caso di deformazioni lente, ad es. indotte dalle variazioni termiche, il legame costitutivo dell'isolatore LRB è sempre bilineare, ma con parametri diversi da quelli corrispondenti a deformazioni veloci, quali quelle indotte dal sisma.
Come si può notare dal grafico a lato, le forze che si
sviluppano a fronte di deformazioni lente sono molto inferiori a quelle che si sviluppano durante un sisma. In particolare, si può assumere una forza di snervamento pari a circa 1/3 di quella dinamica, ed una rigidezza postelastica pari al 90% di quella dinamica.
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Tipico diagramma isteretico di un isolatore
elastomerico con nucleo in piombo ottenuto con
prove dinamiche ad ampiezza crescente.
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Tipica variazione della rigidezza equivalente e dello smorzamento viscoso equivalente in funzione della deformazione di taglio γ.
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Confronto tra il comportamento dinamico e quasi-statico ottenuto in prove a diversa velocità (prova dinamica con input sinusoidale alla frequenza di 0.5 Hz e prova di simulazione della variazione termica alla velocità di 0.05 mm/s).
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Parametri tecnici - dimensionali, prestazionali
Nella brochure allegata sono riportate in modo completo le tabelle dimensioni/prestazioni degli isolatori elastomerici della serie LRB.
SIGLA
Gli isolatori elastomerici con nucleo in piombo sono identificati mediante la sigla LRB (Lead Rubber Bearing), seguita da una o più lettere (S o SN, per indicare il tipo di mescola) e da tre cifre. La prima rappresenta il diametro esterno dell'isolatore in millimetri, la seconda lo spessore totale degli strati di gomma in millimetri, la terza il diametro del nucleo in piombo in millimetri.
Esempio: LRB-S 700/203-150
Isolatore elastomerico con nucleo in piombo del diametro di 700 mm, realizzato con mescola elastomerica con G=0,4 MPa, con strati in gomma aventi spessore totale 203 mm, e nucleo in piombo del diametro di 150 mm.
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CRITERI PROGETTUALI E PRODUTTIVI
NORMATIVE
Gli isolatori della serie LRB possono essere progettati ad hoc per soddisfare tutte le normative internazionali (es. prEN-15129, AASHTO, ecc.). Tuttavia gli standard del presente catalogo sono progettati secondo la normativa sismica italiana (Approvazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni, D.M. 14/01/2008 pubblicato sulla G.U. n.29 del 4/02/2008 - suppl.ord. n. 30), e la normativa europea EN 1337-3: 2005 (Appoggi strutturali. Parte 3: Appoggi elastomerici) per quanto riguarda le condizioni di esercizio non sismiche.
PROGETTAZIONE
Gli isolatori elastomerici con nucleo in piombo standard, le cui caratteristiche geometriche e meccaniche sono riportate nelle tabelle del depliant, sono progettati per sette diversi valori dello spostamento d2 SLC, da 100 a 400 mm.
Questo va inteso come lo spostamento massimo di progetto corrispondente allo SLC.
Il carico verticale sismico V ¨¨ il valore massimo ammesso sull'isolatore in presenza del sisma che provoca tale spostamento.
Con riferimento all'utilizzo degli isolatori negli edifici, si ¨¨ assunta rotazione nulla. Lo spostamento in esercizio (ad es. indotto dalla dilatazione termica) ¨¨ stato assunto pari a 10 mm.
L'Ufficio Tecnico FIP ¨¨ a disposizione del Progettista per verifiche degli isolatori standard per spostamenti o rotazioni diversi da quelli assunti, o per la progettazione ad hoc di isolatori diversi dagli standard.
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SISTEMI DI ANCORAGGIO
Gli isolatori elastomerici con nucleo in piombo sono dotati di sistemi di ancoraggio di tipo meccanico per il trasferimento delle forze orizzontali, in accordo alle normative italiane ed internazionali.
CONTROLLO QUALITA'
Il Controllo Qualit¨¤ operante all'interno di FIP assicura la conformit¨¤ del prodotto ai vari requisiti, con garanzia di qualit¨¤ sia riguardo ai materiali utilizzati sia al processo produttivo.
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PROVE DI QUALIFICAZIONE ED ACCETTAZIONE
Il Laboratorio Prove e Collaudi di FIP Industriale ¨¨ attrezzato per prove di qualificazione ed accettazione su isolatori elastomerici con nucleo in piombo, che vengono eseguite sotto la supervisione di Laboratori Ufficiali i quali emettono la relativa certificazione.
Gli isolatori elastomerici con nucleo in piombo della serie LRB sono stati collaudati anche presso laboratori indipendenti.
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Isolatori LRB in fase di prova - Prova in laboratorio |
POSA IN OPERA
La tipica procedura di installazione dell'isolatore vincolato superiormente ed inferiormente a strutture in c.a. gettate in opera, prevede le seguenti fasi:
- getto della sottostruttura fino ad un livello pi¨´ basso di alcuni centimetri di quello degli isolatori, prevedendo fori di alloggiamento delle zanche di ancoraggio di diametro almeno doppio di quello delle stesse;
- posizionamento degli isolatori al livello di progetto e con la superficie di base orizzontale;
- costruzione di una cassaforma di dimensioni leggermente pi¨´ grandi dell'isolatore e pi¨´ alta di circa un centimetro del livello inferiore dello stesso;
- allettamento con malta (epossidica o cementizia antiritiro) per uno spessore consigliato tra i 2 e i 5 cm;
- avvitamento delle zanche superiori (se non gi¨¤ fissate);
- approntamento della cassaforma superiore adattandola con precisione attorno alla piastra superiore dell'isolatore;
- posizionamento dell'armatura lenta della sovrastruttura ed esecuzione del getto in c.a.
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Particolari ancoraggio isolatore sismico elastomerico LRB |
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CERTIFICAZIONI
Gli isolatori FIP hanno ottenuto certificati di qualificazione e accettazione emessi da:
- Universit¨¤ di Padova
- Universit¨¤ della Basilicata
- CESI
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Alcune installazioni
- Istituti scolastici di Bojano (CB), Mulazzo e Villafranca Lunigiana (MS)
- Edifici polifunzionali e residenziali nelle Marche ed in Sicilia
- Copertura degli scavi archeologici ad Akrotiri, Grecia
- Ponti e viadotti dell'autostrada Roma¨CNapoli e Napoli-Bari
- Viadotti autostradali in Turchia e Grecia
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Edificio ¡°La Torre¡± - Ancona |
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