INDICE
INTRODUZIONE ... 1
1
LA TIPOLOGIA STRUTTURALE INDAGATA ... 3
1.1
I COMPLESSI INDUSTRIALI ... 3
1.2
IL PIPE RACK... 7
1.2.1 CONSIDERAZIONI SULLA GEOMETRIA ... 7
1.2.2 GESTIONE DELLO SPAZIO SUL RACK ... 12
1.2.3 FLESSIBILITÀ DEI TUBI E SUPPORTI ... 13
1.3
CONSIDERAZIONI STRUTTURALI ... 15
1.3.1 TIPOLOGIE DI RACK ... 16
1.3.2 SISTEMI RESISTENTI ... 16
1.3.3 DISPOSIZIONE DEI CONTROVENTI LONGITUDINALI ... 17
1.4
INTERSEZIONE TRA RACK ... 19
1.4.1 INTERSEZIONI MEDIANTE SCONNESSIONE FISICA ... 19
1.4.2 INTERSEZIONI MEDIANTE SCONNESSIONE STRUTTURALE ... 20
1.4.3 POSIZIONAMENTO DEI RACK SECONDARI ... 20
2
GLI IMPIANTI ... 23
2.1
APPARECCHIATURE SUL RACK ... 23
2.1.1 COMPRESSORI ... 23 2.1.2 VESSELS ... 24 2.1.3 SCAMBIATORI DI CALORE ... 24
2.2
PIPING ... 27
2.2.1 MATERIALI ... 27 2.2.2 NPS ... 28 2.2.3 SCHEDULE ... 29 2.2.4 RACCORDI ... 29 2.2.5 I SUPPORTI ... 322.2.6 SUPPORTI USATI FREQUENTEMENTE ... 33
2.3
STRESS ANALYSIS ... 36
2.3.1 FLUSSO DI LAVORO PER LA STRESS ANALYSIS ... 36
2.3.2 EFFETTI DI ECCESSIVI LIVELLI DI STRESS ... 37
2.3.3 CAUSE DI STRESS SUL PIPING ... 38
2.3.5 DISPOSIZIONI PER PROBLEMI DOVUTI AD AZIONE TERMICA ... 40
2.3.6 DIMENSIONAMENTO DEL LOOP DI ESPANSIONE ... 40
3
PRESENTAZIONE DEL PROBLEMA ... 43
3.1
LA NORMAL PRACTICE ... 43
3.2
IL PROBLEMA AFFRONTATO ... 44
3.3
LE SPECIFICHE ... 45
3.4
AZIONI SULLA STRUTTURA ... 46
3.5
ANALISI SISMICA DI DUE STRUTTURE SEPARATE ... 47
3.5.1 VERIFICA SU ANALISI MODALE ... 47
3.5.2 ANALISI NEL DOMINIO DEL TEMPO (TIME HISTORY) ... 52
4 MODELLAZIONE ELEMENTI DELLE TUBAZIONI ... 57
4.1
INTRODUZIONE ... 57
4.2
EXPANSION LOOP ... 58
4.2.1 LOOP NEL PIANO DEL TUBO ... 59
4.2.2 LOOP A ELEVAZIONE SFALSATA ... 60
4.3
MODELLAZIONE LOOP CON SAP2000 ... 61
4.3.1 DEFORMABILITÀ TRATTI CURVILINEI ... 61
4.3.2 IL MODELLO ... 63
4.4
MODELLAZIONE SUPPORTI ... 67
4.4.1 MODELLAZIONE SOSTEGNI VERTICALI (SUPPORTS) ... 68
4.4.2 MODELLAZIONE GUIDE ... 70
4.4.3 MODELLAZIONE STOP ASSIALI ... 71
5
CONFIGURAZIONI CONSIDERATE ... 73
5.1
CONFIGURAZIONI DEI TUBI ... 73
5.1.1 TUBO CONTINUO SU DUE RACK ... 73
5.1.2 TUBO CON CAMBIO DI DIREZIONE A 90° (DUE GOMITI) ... 77
5.1.3 TUBO CON CAMBIO DI DIREZIONE A 90° (COLLETTORE) ... 78
5.1.4 TUBO TRA RACK ORTOGONALI – GIUNTO A T ... 78
5.2
CONFIGURAZIONI SCELTE PER L’ANALISI ... 79
5.2.1 CONFIGURAZIONE PER RACK IN LINEA... 80
5.2.2 CONFIGURAZIONE PER RACK ORTOGONALI ... 80
5.3
CONFIGURAZIONI DEI RACK CONSIDERATE ... 81
5.3.2 RACK ORTOGONALI ... 82
6
DESCRIZIONE DEI MODELLI UTILIZZATI ... 83
6.1
GEOMETRIA DEI RACK ALLINEATI ... 83
6.1.1. RACK PRINCIPALE ... 83
6.1.2 MODELLO ASSEMBLATO ... 84
6.2
GEOMETRIA DEI RACK ORTOGONALI ... 84
6.2.1 RACK SECONDARIO ... 84
6.2.2 MODELLO ASSEMBLATO ... 85
6.3
CARICHI UTILIZZATI NEL DIMENSIONAMENTO ... 85
6.3.1 RACK IN LINEA ... 85
6.3.2 RACK ORTOGONALI ... 96
6.4
COMBINAZIONI DI CARICO ... 96
6.5
PROCEDURA UTILIZZATA PER IL DIMENSIONAMENTO ... 101
6.5.1 I VINCOLI IMPOSTI AL DIMENSIONAMENTO ... 102
6.5.2 MATERIALE CONSIDERATO NEL DIMENSIONAMENTO ... 103
6.6
MODELLI PRODOTTI ... 103
6.7
MODI PROPRI DI VIBRARE TIPICI ... 104
6.7.1 RACK PRINCIPALE CON AIRCOOLERS ... 104
6.7.2 RACK PRINCIPALE SENZA AIRCOOLERS ... 106
6.7.3 RACK SECONDARIO ... 107
6.8
CONSIDERAZIONI SULLA SCELTA DELLE CONFIGURAZIONI ... 108
6.8.1 PERIODO PROPRIO DELLE STRUTTURE ... 108
6.8.2 DIAMETRI TUBI UTILIZZATI ... 108
6.8.3 NUMERO TUBI COLLEGATI ... 109
6.8.4 DISTANZA E TIPOLOGIA DEI SUPPORTI ... 109
6.8.5 ELEVAZIONI DEL PIPING ... 110
6.9
CONSIDERAZIONI SULL’AZIONE SISMICA IPOTIZZATA ... 110
6.9.1 ACCELERAZIONE DI ANCORAGGIO ... 110
6.9.2 SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO... 111
6.9.3 TIPO DI SPETTRO... 112
6.9.4 CATEGORIA DI SUOLO ... 114
6.9.5 COMPONENTE VERTICALE DELL’AZIONE SISMICA ... 114
6.9.6 SPETTRO DI PROGETTO PER ANALISI ELASTICA ... 115
6.9.7 COEFFICIENTE DI COMPORTAMENTO ... 116
6.10 CONSIDERAZIONI SUGLI ACCELEROGRAMMI ARTIFICIALI ... 117
6.10.1 GENERAZIONE ... 117
6.11
DEFINIZIONE DEI CASI DI ANALISI PER L’AZIONE SISMICA ... 120
6.11.1 ANALISI MODALE CON SPETTRO DI RISPOSTA ... 120
6.11.2 ANALISI MEDIANTE ACCELEROGRAMMI ... 121
7
ANALISI DEI RISULTATI ... 123
7.1
RISULTATI ESTRATTI DAI MODELLI ... 123
7.1.1 RACK IN LINEA ... 123
7.1.2 RACK ORTOGONALI ... 127
7.2
POST ELABORAZIONE DEI RISULTATI ... 128
7.2.1 RACK IN LINEA ... 129
7.2.2 RACK ORTOGONALI ... 131
8
CONFRONTO E COMMENTO DEI RISULTATI ... 133
8.1
RACK ALLINEATI ... 133
8.1.1 CONFRONTO SPOSTAMENTI MASSIMI ... 133
8.1.2 CONFRONTO SPOSTAMENTI RELATIVI ... 138
8.1.3 CONFRONTO SOLLECITAZIONI ... 139
8.1.4 PROFILI NON VERIFICATI ... 141
8.2
RACK ORTOGONALI ... 142
8.2.1 CONFRONTO SPOSTAMENTI MASSIMI ... 142
8.2.2 CONFRONTO SPOSTAMENTI RELATIVI ... 144
8.2.3 CONFRONTO SOLLECITAZIONI ... 145
8.2.4 PROFILI NON VERIFICATI ... 147
