Indagine sperimentale e numerica sulla caduta di tensione nelle strutture in cemento armato precompresso ai fini del monitoraggio strutturale

La tesi tratta il monitoraggio strutturale, in particolare si concentra sull’utilizzo dell’analisi modale per identificare un eventuale stato di degrado delle strutture civili, costruite utilizzando la metodologia del calcestruzzo armato precompresso. Si è focalizzata l’attenzione su due particolari tipi di problemi legati alle strutture realizzate con questa tecnologia: la perdita di precompressione da parte delle funi e la diminuzione della loro sezione resistente, ad esempio, a causa della corrosione. L’elaborato si compone di una prima parte dove sono riassunte le caratteristiche del calcestruzzo e le metodologie per la realizzazione della precompressione. Successivamente sono introdotti gli indici ed i criteri che, sulla base dei parametri modali, hanno l’obiettivo di identificare, localizzare e quantificare il danno. Essi sono: Variazione delle Frequenze Proprie, Mode Shape Area, Mode Shape Curvatures, Flexibility Matrix, COordinate Modal Assurance Criterion e Modal Strain Energy Decomposition. La sperimentazione è stata svolta su un provino da laboratorio costituito da una trave in calcestruzzo armato lunga 6,6 m e da un sistema di precompressione, a fune intercambiabile, che permette di imporre un determinato carico di compressione alla trave, simulando così la perdita di tensione nella fune, e di studiare gli effetti della diminuzione di sezione resistente sulla dinamica della struttura, impiegando funi di diverso diametro. A supporto della pianificazione delle prove e dell’analisi dei risultati si è implementato un modello FEM della struttura. Le prove sperimentali hanno evidenziato la presenza nelle funzioni di risposta in frequenza di un particolare fenomeno, indicato con il nome di “contropicco”, che può essere un indicatore della presenza di un danneggiamento nella struttura. Nell’ultima parte è descritta la sensibilità degli indici rispetto le due tipologie di danno simulato, focalizzandosi sulla valutazione delle loro potenzialità nell’applicarle ad una situazione di monitoraggio reale.