I
Sommario
Capitolo I. Introduzione pag. 1 1.1 Generalità sui sistemi di telecomunicazione pag. 2 1.2 Limitazioni operative legate al corretto funzionamento
delle antenne pag. 6
1.3 Generalità sulle strutture per telecomunicazioni pag. 8
1.3.1 Le torri auto-portanti pag. 10 1.3.2 Le antenne strallate pag. 13 1.3.3 Le torri in calcestruzzo armato pag. 19
Capitolo II. Evoluzione del tipo strutturale pag. 20 2.1 Le antenne strallate cilindriche pag. 21
2.1.1 La costruzione pag. 23 2.1.2 Il montaggio pag. 25
2.2 Le antenne strallate a traliccio pag. 26
2.2.1 La costruzione del traliccio pag. 29 2.2.2 La protezione contro la corrosione pag. 30 2.2.3 Gli stralli pag. 32 2.2.4 Isolatore di base, fondazione e ancoraggi pag. 36 2.2.5 Il montaggio pag. 40
2.3 Gli insuccessi strutturali pag. 41 Capitolo III. Evoluzione dei procedimenti di calcolo pag. 44 3.1 Problematiche fondamentali pag. 45
3.1.1 La non linearità geometrica pag. 46 3.1.2 L’interazione vento-struttura pag. 49
II 3.2 L’analisi statica non lineare pag. 52
3.2.1 L’antenna con più ordini di stralli soggetta al vento pag. 52
3.3 Il comportamento dinamico pag. 58
3.3.1 Comportamento dinamico della fune sospesa pag. 58 3.3.1.a) Fune soggetta ad oscillazioni trasversali pag. 58 3.3.1.b) Fune soggetta ad oscillazioni longitudinali pag. 62
3.4 Metodo iterativo per l’analisi dinamica di strutture strallate
in regime di non linearità degli stralli pag. 64 3.5 L’interazione dinamica vento-struttura: un metodo di
simulazione numerica applicato alle antenne strallate pag. 73
3.5.1 Il vento di progetto e le forze aerodinamiche pag. 73 3.5.2 Metodi di analisi della risposta strutturale: analisi nel dominio delle frequenze e nel dominio del tempo pag. 77 3.5.3 Analisi nel dominio delle frequenze pag. 78 3.5.4 Analisi nel dominio del tempo pag. 81 3.5.4.a) Generazione delle time histories della fluttuazione di velocità v(t) pag. 81
3.5.4.b) Calcolo delle time histories della forza
aerodinamica F(t) pag. 84
3.5.4.c) Determinazione delle time histories della risposta strutturale y(t) pag. 84
3.5.5 Metodi per determinare il picco di risposta pag. 85
3.6 L’azione del vento sugli stralli: influenza sul
comportamento non lineare delle antenne strallate pag. 88
3.6.1 Metodo tradizionale di risoluzione dello strallo pag. 90 3.6.2 La soluzione in ambito non lineare tenendo conto dell’influenza del vento sullo strallo pag. 92 3.6.3 Comportamento dinamico degli stralli pag. 98
III 3.7 Sviluppi di calcolo recenti pag. 101
3.7.1 Le antenne strallate con “stralli combinati” pag. 103
Capitolo IV. Modellazione ed analisi strutturale pag. 108 4.1 L’analisi delle antenne strallate pag. 109 4.2 L’analisi statica lineare pag. 110 4.3 L’analisi statica non lineare pag. 113 4.4 L’analisi dinamica pag. 116
4.4.1 L’analisi dinamica alle oscillazioni libere pag. 117 4.4.2 L’analisi dinamica sotto vibrazione forzata pag. 119 4.4.3 I sistemi elastici discreti a più gradi di libertà:
oscillazioni libere pag. 121 4.4.4 Lo smorzamento strutturale pag. 123 4.4.5 I sistemi elastici discreti a più gradi di libertà:
vibrazioni forzate pag. 125
4.5 L’analisi dinamica relativamente alle antenne strallate pag. 127 4.6 L’analisi statica non lineare con il programma agli elementi
finiti SAP 2000 pag. 128
4.7 L’analisi dinamica non lineare alle oscillazioni libere
con il programma agli elementi finiti SAP 2000 pag. 131 4.8 L’analisi dinamica non lineare alle oscillazioni forzate
con il programma agli elementi finiti SAP 2000 pag. 135 4.9 Il criterio di analisi proposto per le antenne strallate pag. 138
Capitolo V. Un modello semplice per l’analisi statica e
IV 5.1 Il modello tridimensionale completo e il modello
a “colonna equivalente” pag. 141 5.2 La ricerca dello spessore della piastra equivalente pag. 142 5.3 Le proprietà della colonna equivalente pag. 147
5.3.1 Rigidezza assiale equivalente EAeq pag. 148
5.3.2 Rigidezza equivalente a flessione EJeq pag. 148
5.3.3 Rigidezza torsionale equivalente GJteq pag. 149
5.3.4 Rigidezza a taglio equivalente GAeq pag. 149
Capitolo VI. Esempio applicativo del metodo proposto pag. 150 6.1 Descrizione della struttura pag. 152
6.1.1 I montanti pag. 157 6.1.2 Le aste diagonali pag.157 6.1.3 I calastrelli orizzontali pag. 158 6.1.4 Gli stralli pag. 158
6.2 Le proprietà dei materiali considerate nella modellazione pag. 159
6.2.1 Acciaio da carpenteria metallica pag. 159 6.2.2 Acciaio in trefoli: il legame costitutivo per gli stralli pag. 159
6.3 Il modello dettagliato della struttura pag. 165
6.3.1 Modellazione delle aste pag. 165 6.3.2 Modellazione dello strallo pag. 167
6.4 Il modello a “colonna equivalente” pag. 168
6.4.1 Le caratteristiche della colonna equivalente pag. 168 6.4.2 L’impostazione del modello pag. 172
6.5 Le azioni considerate nell’analisi pag. 174
V
6.5.2 La pre-tensione degli stralli pag. 175 6.5.3 L’azione del vento: modello statico pag. 178 6.5.4 L’azione del vento: modello delle fluttuazioni di velocità pag. 181
6.6 I risultati dell’analisi: confronto fra i due modelli pag. 191
6.6.1 L’analisi statica non lineare pag. 192 6.6.2 L’analisi dinamica non lineare alle oscillazioni
libere (analisi modale) pag. 196 6.6.3 L’analisi dinamica non lineare sotto vibrazione
forzata pag. 200
6.7 Osservazioni conclusive pag. 210
Appendice: Le onde elettromagnetiche ed i sistemi di
Telecomunicazione pag. 214
