Identificazione dinamica delle strutture da prove in vibrazioni ambientali: influenza delle caratteristiche dinamiche del terreno

L’identificazione dinamica è una tecnica di indagine che permette di stimare i parametri modali di una struttura analizzandone la risposta dinamica nel dominio della frequenza. In particolare, nelle procedure di analisi modale operazionale, il segnale di output è determinato assumendo come di fonte di sollecitazione in input le microvibrazioni ambientali naturali. Nell’ambito del presente elaborato è stata indagata l’efficacia della tecnica Floor Spectral Ratio, definita come il rapporto tra lo spettro in frequenza della risposta dinamica nel punto sommitale dell’edificio e il corrispondente spettro al livello del terreno di base, per eliminare dal segnale complessivo dell’opera il contributo dovuto alle vibrazioni del sottostante suolo, separando ed evidenziando le componenti dinamiche della struttura rispetto a quelle del terreno. A tal fine sono stati analizzati, in regime di microtremore ambientale, alcuni problemi riferiti ad un sistema composito terreno-struttura determinandone numericamente la risposta dinamica attraverso la risoluzione delle equazioni del moto. Mettendo in pratica le tecniche di identificazione è stata dimostrata l’utilità della presenza di un sensore alla base dell’edificio per la rimozione del contributo vibrazionale del suolo ed è stato possibile stimare con grande accuratezza le frequenze fondamentali delle strutture. Per rendere più agevole la risoluzione del problema dinamico si è proposto un modello semplificato del singolo strato di terreno, trasformando un elemento continuo deformabile al solo taglio in un sistema discreto equivalente costituito da un oscillatore a singolo grado di libertà. Tale schematizzazione è stata inoltre applicata ad un terreno multistrato, effettuando preventivamente la valutazione di alcune procedure di omogeneizzazione per determinare il criterio che riconduce con maggior precisione il problema ad una equivalente mensola uniforme deformabile al solo taglio.