Quali standard descrivono la misurazione delle vibrazioni degli edifici?
Il processo di misurazione delle vibrazioni degli edifici è regolato da varie normative in tutti i paesi. In Germania, lo standard più comunemente utilizzato per le misurazioni delle vibrazioni degli edifici è DIN 4150-3. Nel frattempo, in Polonia, lo standard per le vibrazioni trasmesse dal suolo agli edifici è PN-B-02170:2016-12. Entrambe le norme delineano i metodi per misurare le vibrazioni degli edifici, gli indicatori o le scale utilizzate per determinare l’entità dell’influenza e l’attrezzatura appropriata da utilizzare, nonché il formato per la presentazione dei risultati delle misurazioni.
Come si misurano gli effetti delle vibrazioni sugli edifici?
La misurazione delle vibrazioni dell’edificio comporta l’uso di parametri di velocità, accelerazione o spostamento. La scelta del parametro appropriato dipende da un’analisi approfondita della struttura dell’edificio. Per ogni parametro viene considerata anche la frequenza delle vibrazioni. L’intervallo di frequenza standard per i test è tipicamente compreso tra 0,5 Hz e 100 Hz, con un intervallo di velocità compreso tra 0,0001 m/s e 1 m/s. Per la misurazione delle vibrazioni di breve periodo, si consiglia di utilizzare bande in 1/3 d’ottava o l’analisi Fast Fourier Transform (FFT) fino a 100 Hz.
Che tipo di strumenti per la misurazione delle vibrazioni degli edifici?
Le misurazioni delle vibrazioni dell’edificio sono condotte con un acquisitore o un analizzatore con un accelerometro o un geofono di vibrazione collegato. La sensibilità del geofono deve essere di almeno 15 V/ms-1, mentre la sensibilità consigliata per i trasduttori è di 10 V/g. Per quanto riguarda i metodi accreditati, è necessario determinare l’incertezza delle letture. L’incertezza target dovrebbe essere inferiore al 20%. È necessario essere in grado di determinare la durata della vibrazione in base alle misurazioni.
Come distribuire i punti di misurazione?
I punti di misurazione devono essere disposti tenendo conto del metodo di misurazione utilizzato. I punti dovrebbero determinare tre direzioni di misurazione in accordo con le coordinate del sistema rettangolare: x e y orizzontali e z verticale. I trasduttori dovrebbero essere posizionati su nodi rigidi della struttura; dovrebbero essere attaccati direttamente alla struttura dell’edificio.
Cosa deve contenere il rapporto?
Un rapporto di misurazione delle vibrazioni ben eseguito dovrebbe delineare chiaramente lo scopo della misurazione, specificare lo standard utilizzato (ad es. tedesco DIN 4150-3 o polacco PN-B-02170:2016-12), dettagliare il metodo di misurazione scelto, descrivere le fonti di vibrazioni ed elencare le apparecchiature e gli oggetti di misurazione utilizzati. I risultati dovrebbero essere presentati come vibrogrammi. Il rapporto dovrebbe indicare l’ubicazione dei punti di misurazione e includere una rappresentazione dell’andamento del tempo di vibrazione. Inoltre, il rapporto dovrebbe fornire informazioni accurate sulle condizioni meteorologiche e su eventuali disturbi che potrebbero aver influito sui risultati della misurazione.
Come entrano le vibrazioni nell'edificio?
Le vibrazioni possono essere trasmesse agli edifici attraverso il terreno e le loro strutture, attraverso un percorso materiale. Queste vibrazioni possono provenire da fonti di origine umana, come treni in transito, veicoli pesanti, lavori di costruzione e manutenzione. È anche importante pensare agli effetti delle apparecchiature tecniche all’interno degli edifici, come i sistemi di ventilazione, che possono anche causare vibrazioni che si propagano attraverso la struttura ai piani superiori o inferiori.
Misurazioni delle vibrazioni degli edifici: che effetto hanno le vibrazioni su un edificio?
A seconda dell’intensità delle vibrazioni che agiscono sull’edificio, possono causare danni significativi alla struttura. La distruzione può manifestarsi, ad esempio, nelle crepe nell’intonaco. I suoni materiali vengono infine emessi nelle stanze all’interno dell’edificio come suoni aerei. Oltre alla nocività delle vibrazioni alla struttura, va considerata la nocività delle vibrazioni per persone e macchinari all’interno degli edifici.
Cos'è un vibrogramma?
Un vibrogramma è una registrazione del cambiamento di velocità, accelerazione o spostamento delle vibrazioni in un dato punto e direzione data in funzione del tempo. Pertanto, è una registrazione dei parametri di vibrazione che si verificano in un dato punto di misurazione per una direzione e un tempo di vibrazione specifici. Le misurazioni delle vibrazioni degli edifici utilizzano spettri di vibrazione nei rapporti per le misurazioni delle vibrazioni o modelli di misurazione eseguiti.
Cosa sono le vibrazioni a breve termine, le vibrazioni a lungo termine e le vibrazioni che si verificano continuamente?
Negli standard polacchi, le vibrazioni a breve termine sono vibrazioni che durano non più di 3 minuti al giorno. Le vibrazioni a lungo termine sono vibrazioni che durano da 3 minuti a 30 minuti al giorno. Il terzo tipo di vibrazione è la vibrazione continua, che dura più di 30 minuti al giorno. Nella DIN tedesca, la definizione di vibrazione a breve termine è limitata alle vibrazioni che non si verificano abbastanza spesso da causare fatica strutturale e che non producono risonanza nella struttura in esame.
Cos'è il metodo MRSA e THA?
I metodi MRSA (Modal Response Spectrum Analysis) e THA (Time History Analysis) vengono utilizzati per determinare la risposta di un modello di edificio alle forzature cinematiche. Il metodo MRSA si basa sull’uso di uno spettro di risposta, mentre il metodo THA utilizza l’integrazione delle equazioni del moto nel tempo. Il metodo MRSA consente l’uso di uno spettro di risposta alla velocità.
Cos'è la forzatura cinematica?
La forzatura cinematica è la vibrazione dell’edificio causata dal movimento della fondazione. La forzatura è presentata sotto forma di vibrogrammi sugli assi x, y e z. La determinazione della forza viene eseguita utilizzando metodi MRSA o THA. Il punto di misurazione dovrebbe trovarsi in un nodo rigido della struttura sul lato della sorgente di vibrazione. La forza può essere determinata in un edificio già funzionante o in fase di progettazione. Se è disponibile solo il progetto dell’edificio, è possibile prevedere la forza sulla base di casi simili.
Quando è possibile ignorare l'impatto delle vibrazioni nella progettazione degli edifici?
La prima condizione per ignorare l’influenza delle vibrazioni è il valore dell’ampiezza dell’accelerazione del movimento orizzontale del suolo nel sito dell’edificio; dovrebbe essere inferiore a 0,05 ms2. Per soddisfare questa condizione, è necessario posizionare l’edificio ad una distanza di almeno 25 m dall’asse del binario ferroviario, di almeno 15 m dall’asse del binario tranviario, o dall’asse della corsia stradale più vicina, a almeno 20 m dalla fonte delle vibrazioni associate ai lavori di costruzione e una distanza superiore a 60 m dal percorso dei rulli vibranti stradali. L’edificio dovrebbe inoltre trovarsi al di fuori della zona di influenza sismica.
Come si può danneggiare un edificio?
Secondo lo standard di misurazione si distinguono due tipi di danno: danni non strutturali e danni agli elementi portanti. Il primo tipo di danno consiste principalmente in graffi e crepe nell’intonaco, nonché nell’allentamento dei fissaggi di porte e finestre. Potresti anche notare la caduta di piastrelle e rivestimenti. Il danneggiamento degli elementi portanti è caratterizzato da crepe e fratture nelle fondazioni, nei muri portanti, negli architravi e nei pilastri. Tali danni indeboliscono gravemente la resistenza della struttura dell’edificio.
Quali sono le sorgenti di vibrazioni che possono danneggiare un edificio?
Fonti di vibrazioni che possono danneggiare un edificio sono, ad esempio, movimenti causati da lavori di costruzione su proprietà limitrofe, movimenti del suolo causati da scosse sismiche associate a operazioni minerarie o vibrazioni costanti associate al passaggio di mezzi pesanti, tram o treni.
E se la struttura soggetta a vibrazione non fosse un edificio?
In tali casi, il laboratorio di prova SVANTEK utilizza la norma DIN 4150-3, “Vibrazioni negli edifici, Parte 3: Effetti sulle strutture”, che consente la misurazione degli effetti delle vibrazioni su strutture diverse dall’edificio.
