CONCLUSIONI
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CONCLUSIONI
La trattazione del comportamento della tenda ha preso l’avvio con la realizzazione delle prove sperimentali e delle diverse simulazioni, è continuata con l’analisi ridotta della tenda modellando il singolo arco, per poi finire con la modellazione completa della tenda, tenendo conto delle varie componenti. Nel corso dell’esame, in alcuni casi, sono sorte delle problematiche che hanno portato all’assunzione di semplificazioni azzardate, in altri casi si sono avuti dei risultati negativi che è stato possibile migliorare con piccole modifiche strutturali o ottimizzazioni geometriche.
Le conclusioni tratte dall’analisi condotta, possono essere riassunte nei seguenti punti:
La pressione dell’aria compressa all’interno della trave pneumatica.
Le caratteristiche geometriche delle travature.
Le caratteristiche delle componenti costituenti la tenda.
Prove sperimentali necessarie da eseguire e caratteristiche fisiche da determinare.
La pressione interna dell’aria compressa
Dai risultati ottenuti dalle prove sperimentali -in particolare da quella di flessione- e dalle simulazioni realizzate con gli elementi finti è stato dedotto che le resistenza flessionale della trave dipende esclusivamente dalla pressione dell’aria compressa all’interno di essa, poiché quest’ultima ha la funzione di mantenere la sezione circolare, pertanto finché la sezione è circolare la trave non raggiunge il punto di cedimento, come visto nei capitoli precedenti.
I problemi sorgono quando viene raggiunto il punto di cedimento, in cui il grafico della freccia rappresentante la trave passa dal primo tratto della curva al secondo (quello con minore inclinazione). Le responsabili principali del passaggio tra i due tratti sono le grinze che si creano nel momento in cui la pressione non è più sufficiente a mantenere l’equilibrio, la prima soluzione che si prova a realizzare, nonché la più banale, è aumentare la pressione.
L’aumento della pressione è indispensabile per avere una maggiore resistenza della trave pneumatica in aria compressa, cioè un aumento della sua resistenza e della sua rigidezza complessive, nel momento in cui la tenda è sottoposta ai vari carichi. Tuttavia, un aumento della pressione potrebbe mettere a rischio l’intera struttura, essendo realizzata in tessuto PVC saldato con delle tecniche di saldatura specifiche per questi tessuti.
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In conclusione per poter aumentare la pressione e migliorare la resistenza della trave pneumatica in aria compressa sono necessarie delle prove e delle ottimizzazioni sulle tecniche di saldatura, in modo tale che queste siano più resistenti e garantiscano una resistenza maggiore all’intera struttura.
Le caratteristiche geometriche delle travature
Al momento delle analisi delle sollecitazioni indotte dai carichi ambientali, come vento e neve, sono stati effettuati dei confronti dell’andamento dell’abbassamento della tenda sotto carico, per diversi diametri della trave pneumatica.
Da questi paragoni è risultato, sia nel caso delle sollecitazioni indotte dal vento che in quelle indotte dalla neve, che la rigidezza della tenda aumenta (come si può notare dalla pendenza del primo tratto delle curve), ma si sposta verso velocità più alte di correnti d’aria, pertanto le travi diventano meno cedevoli sotto carico. Mantenendo pressoché costanti il peso della tenda e il suo ingombro, è importante studiare la possibilità di un aumento del diametro della trave.
Figura 4.1: incidenza del diametro della trave pneumatica sull’abbassamento della tenda sotto l’azione del vento laterale
è Un aumento del diametro non crea una rigidezza maggiore nel caso di correnti di vento frontali.
-112 -92 -72 -52 -32 -12
0 10 20 30 40 50 60 70
abbassamento mm
velocità vento km/h
freccia D=350 mmr freccia D=385 mm
freccia D=315 mm
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Le caratteristiche delle componenti costituenti la tenda
Se la pressione sulla tenda è esercitata da un vento frontale non si ha alcun effetto né nel modificare il diametro della trave, né nell’aumentare la pressione dell’aria compressa all’interno, l’unico modo per aumentare la rigidezza della tenda, dinanzi ai carichi frontali, è agire sui tiranti (le controventature).
Esistono tre possibilità di azione sulle controventature frontali:
- aumentare la distanza a cui viene fissata la controventatura.
- aumentare il diametro della controventatura.
- utilizzare delle controventature realizzate in materiali più resistenti, a parità di peso.
Per quanto riguarda la prima soluzione, un aumento della distanza è, comunque, una valutazione soggettiva, in quanto è la persona che fissa le controventature a cercare di aumentare la distanza di fissaggio, evitando di occupare spazio utile intorno, soprattutto nel caso in cui si allestiscano più tende, come nel caso dei sistemi campali.
La soluzione di aumentare il diametro delle controventature, porta all’abbassamento dell’andamento della tenda in funzione del diametro di queste, difatti il grafico prende una traiettoria più ampia e la freccia risulta essere sempre più ridotta.
Figura 4.2: incidenza del diametro delle controventature sull’abbassamento della tenda sotto l’azione del vento frontale
A proposito del terzo punto, invece, occorre realizzare un’analisi dei costi in funzione del miglioramento ottenuto, al fine di verificare il vantaggio derivante da tale scelta.
-600 -500 -400 -300 -200 -100 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
abbassamento mm
velocità vento km/h
freccia fi=7 mm freccia fi=10 mm
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83 Ulteriori prove sperimentali
Nel terzo capitolo della presente tesi, è stata discussa la difficoltà affrontata nella modellazione dell’arco della tenda con elementi shell e la necessità di approssimare la trave pneumatica in aria compressa modellandola con elementi shell aventi una pressione interna pari a quella di una trave in pipe, tutto ciò realizzato con un modello di materiale bilineare per poter riprodurre la freccia anche dopo la perdita di stabilità della trave.
Questa approssimazione è stata fatta tenendo conto dei soli effetti flessionali della trave, senza considerare il rischio di avere un comportamento diverso della trave sottoposta a carico normale (carico di punta), nonostante ci sia la possibilità di riprodurre la freccia dovuta ai carichi flessionali.
Inoltre, tutte le analisi sono state realizzate sull’arco della tenda trascurando gli effetti di stabilità euleriana che incidono sulle travi inferiori dell’arco della tenda, le quali sono sottoposte a un elevato carico di compressione che potrebbe causare una destabilizzazione a compressione dell’arco.
Figura 4.3: la trave su cui è possibile la presenza di fenomeni di buckling
È necessario, pertanto, fare ulteriori prove del carico euleriano sulla trave pneumatica in aria compressa per verificare quanto essa possa essere influenzata da questo fenomeno quando viene sottoposta ai diversi carichi ambientali.
