Identificazione della forza assiale in tiranti per strutture civili con condizioni al contorno incerte

This work aims to optimize the method proposed in S. Campagnari’s thesis to identify the axial load in tie-rods used in civil structures. These structural elements are needed to balance axial loads at the base of arcs and vaults. In the work previously mentioned the axial load is estimated with the use of modal analysis techniques and, more specifically, studying tie-rods’ eigenfrequencies and modes shapes. The main problem of the proposed method is the uncertainty of its outputs due to the fact that the actual length of the tie-rod is unknown and it is also modelled as a symmetric structure. In this work both these two problems will be solved. Thus, first an algorithm to estimate the actual length of tie-rods will be implemented. To do that the analysis will be based on the use of the CoMAC correlation index. It will be calculated between the mode shapes of the tie-rod and the ones of an ideal structure chosen as a reference. At last, both the algorithm just mentioned and the one for the axial load identification will be adapted to the case of an asymmetric structure, more specifically characterized by constraints with different stiffness. In this way both these techniques could be used without any restriction to every kind of tie-rod.

Il presente lavoro si prefigge di ottimizzare il metodo proposto nella tesi di S. Campagnari per identificare il tiro assiale nei tiranti utilizzati nelle strutture civili. Questi elementi strutturali, detti catene, sono necessari a bilanciare i carichi assiali alla base di archi e volte. Nel lavoro prima citato l’azione assiale è stimata tramite tecniche di analisi modale ed in particolare studiando le frequenze proprie ed i modi di vibrare della struttura. Limite del metodo proposto è però l’incertezza che caratterizza i suoi output a causa sia della non conoscenza della lunghezza effettiva delle catene, che della loro modellazione come strutture simmetriche. Nella presente tesi si risolveranno entrambe queste due criticità. In primis verrà quindi implementato un algoritmo utile alla stima della lunghezza effettiva delle catene. Per far ciò ci si baserà sull’uso dell’indice di correlazione CoMAC calcolato tra i modi di vibrare della struttura in analisi e di una ideale scelta come riferimento. Infine sia l’algoritmo appena citato, che quello per l’identificazione del tiro verranno estesi al caso di struttura asimmetrica, cioè caratterizzata da un sistema di vincolo a differente rigidezza. In questo modo entrambe le tecniche potranno essere considerate applicabili senza restrizioni ad ogni tipo di catena.