Risultati Analisi Mode Superposition

Si riportano, ora, i risultati delle analisi Mode Superposition condotte su ciascuno schema di carico; in particolare si mostrano le time-history di accelerazione e le relative Trasformate di Fourier sperimentate dai nodi che schematizzano i canali accelerometrici del sistema di monitoraggio dinamico installato sul Santuario.

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Figura 4.56 Time-History dell’accelerazione sperimentata dai nodi che rappresentano i sensori del sistema di monitoraggio dinamico, modulo della Trasformata di Fourier dei segnali di accelerazione e dettaglio della trasformata nell’intervallo di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz , relativi allo schema di carico 1

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Figura 4.57 Time-History dell’accelerazione sperimentata dai nodi che rappresentano i sensori del sistema di monitoraggio dinamico, modulo della Trasformata di Fourier dei segnali di accelerazione e dettaglio della trasformata nell’intervallo di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz , relativi allo schema di carico 2

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Figura 4.58 Time-History dell’accelerazione sperimentata dai nodi che rappresentano i sensori del sistema di monitoraggio dinamico, modulo della Trasformata di Fourier dei segnali di accelerazione e dettaglio della trasformata nell’intervallo di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz , relativi allo schema di carico 3

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Figura 4.59 Time-History dell’accelerazione sperimentata dai nodi che rappresentano i sensori del sistema di monitoraggio dinamico, modulo della Trasformata di Fourier dei segnali di accelerazione e dettaglio della trasformata nell’intervallo di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz , relativi allo schema di carico 4

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Figura 4.60 Time-History dell’accelerazione sperimentata dai nodi che rappresentano i sensori del sistema di monitoraggio dinamico, modulo della Trasformata di Fourier dei segnali di accelerazione e dettaglio della trasformata nell’intervallo di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz , relativi allo schema di carico 5

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Anche in questo caso, da un punto di vista generale, i risultati attesi sono in linea con le aspettative. I segnali di accelerazione, sperimentate dai vari sensori, sono continui per i primi 4 schemi di carico dal momento che l’alternanza di applicazione di forzante artificiale e artificiale alterna fa sì che la struttura sia sollecitata per tutta la durata dell’analisi. Per quanto riguarda invece lo schema di carico 5, nella time-history di accelerazione sono presenti zone scariche, dovute al fatto che tutte le forzanti applicate sono del tipo forzante artificale. Le Trasformate di Fourier di tutti i segnali, per ogni schema di carico, mostrano andamenti chiaramente meno netti e con picchi in corrispondenza delle frequenze proprie della struttura, a differenza di quanto invece succedeva nello studio ideale, dove i picchi si verificavano in corrisponde della frequenza caratteristica della forzante e dei suoi multipli. Anche in questo caso, si tratta di un risultato atteso, dal momento che la forzante è caratterizzata da frequenza variabile per via del coefficiente casuale utilizzato nella sua modellazione per tener conto dell’irregolarità della sorgente. Concentrandosi sulla rappresentazione di dettaglio della Trasformata di Fourier, relativa alla banda di frequenza compresa tra 1.5 Hz e 2.5 Hz, si può poi osservare come i primi 4 schemi, accomunati dal fatto di sollecitare la struttura in direzione corta, sebbene attraverso gruppi di persone di diverso numero e posizionati in zone differenti della struttura, presentano un andamento analogo dei picchi nei diversi sensori: in particolare, i sensori C Nord 1 (X), C Nord 0 (Y), CB SOvest 5 (Y), T NOvest 1(Y) e CA NOvest 3 (Z) mostrano dei picchi in corrispondenza della prima frequenza della struttura, mentre i sensori CB Ovest 2 (Y), CB NOvest 6 (Y) e T SOvest 2 (X) presentano trasformate con picchi associati al secondo modo proprio. Il sensore CB SOvest 4 (X) mostra invece un andamento non definito, senza picchi evidenti. Interessante notare come i picchi delle trasformate associate ai vari sensori, non siano guidati né dalla direzione di sollecitazione della struttura, né dalla direzione in cui è disposto il sensore stesso.

Figura 4.61 Trasformata di Fourier dei segnali di accelerazione relativa alla banda frequenza compresa tra 1.5 Hz e 2.5 Hz, di ognuno dei sensori della sistema di monitoraggio dinamico, con struttura caricata secondo lo schema 1

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Calcolando il valore di energia accumulato da ciascun sensore nella banda di frequenza 1.5 Hz-2.5 Hz, per ognuno degli schemi di carico studiati, seguendo lo stesso processo visto al paragrafo 3.3.2.3.1 Confronto Energetico dei segnali acquisiti dai vari canali accelerometrici, si osserva che anche in questo caso i grafici relativi alle varie configurazioni di carico sono molto simili. E’ poi importante notare come l’energia maggiore sia associata ai sensori che mostrano un picco della trasformata in corrispondenza della frequenza associata al modo 1. Anche questo risultato trova riscontro con quanto visto nello studio ideale condotto al paragrafo 3.3 Analisi Dinamica, dal momento che i grafici ottenuti sono molto simili a quelli ricavati applicando la Forzante 1 in una qualsiasi delle posizioni individuate sulla sezione trasversale principale BB.

Figura 4.62 Istogramma valori di energia nella banda di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz di ciascun sensore del sistema di monitoraggio dinamico, relativi allo schema di carico 1, in [J]

Figura 4.63 Istogramma valori di energia nella banda di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz di ciascun sensore del sistema di monitoraggio dinamico, relativi allo schema di carico 2, in [J]

Figura 4.64 Istogramma valori di energia nella banda di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz di ciascun sensore del sistema di monitoraggio dinamico, relativi allo schema di carico 3, in [J]

Figura 4.65 Istogramma valori di energia nella banda di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz di ciascun sensore del sistema di monitoraggio dinamico, relativi allo schema di carico 4, in [J]

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Diversa è invece la situazione che caratterizza lo schema di carico numero 5. In questo caso, tutti i sensori hanno un andamento dei picchi della trasformata di Fourier del segnale ben definito, associati al modo 2, ovvero al primo modo flessionale nella direzione in cui si sollecita la struttura tramite l’applicazione della forzante esterna. Calcolando le energie accumulate dai vari sensori del sistema, nella banda di frequenza 1.5 Hz - 2.5 Hz, si ottiene un grafico diverso rispetto ai precedenti, ma in linea con le aspettative fondate sullo studio ideale condotto.

Figura 4.66 Istogramma valori di energia nella banda di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz di ciascun sensore del sistema di monitoraggio dinamico, relativi allo schema di carico 5, in [J]

Se invece si considera la somma delle energie accumulate dai vari sensori del sistema per ciascuno schema di carico, si ottiene un istogramma di questo tipo:

Figura 4.67 Istogramma valori di energia nella banda di frequenza 1.5 Hz -2.5 Hz accumulata da tutti i sensore del sistema di monitoraggio dinamico per ciascuno schema di carico, in [J]

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Per prima cosa si osserva come lo schema di carico costruito per massimizzare l’energia, ovvero il secondo, non risulta essere quello a maggior energia accumulata, che invece risulta associato allo schema di carico 3. In realtà non si tratta di un risultato inatteso, dal momento che nel terzo schema di carico, sono previste 30 posizione di salto rispetto alle 26 dello schema numero 2. Gli altri schemi di carico mostrano tutti un valore di energia accumulata più basso; anche in questo caso, le ragioni sono da ricercare nel numero di posizioni di salto considerate per ogni schema, pari a 12, 14 e 14 rispettivamente per gli schemi 1, 4 e 5. Interessante notare come lo schema 1, nonostante il numero minore di posizioni di salto, faccia registrare un accumulo di energia maggiore: probabilmente la causa è da ricercare nella diversa zona scelta per applicare la forzante. Il confronto tra lo schema di carico 4 e il 5 mette in luce, invece, una situazione inattesa: sebbene le due configurazione prevedano lo stesso numero di posizioni di salto, nella stessa zona della struttura, l’energia accumulata dallo schema 5 è quasi doppia rispetto a quella associata allo schema 4. Nel paragrafo che segue si approfondisce questo risultato, così da cercare le cause che portano ad esso.