Dinamica delle strutture

1. Modelli

1. Per prima cosa costruisci diverse strutture utilizzando travi in alluminio T6011 molto sottili, robuste, rettangolari, 1/32 in. di larghezza e con lunghezze diverse. Per costruire il primo modello, inserire un singolo cantilever con lunghezza di 12 in. su un blocco di legno molto rigido. Posizionare una massa di 0,25 libbre sulla punta del cantilever.
2. Allo stesso modo, costruisci altre strutture modello attaccando cantilever con lunghezze diverse allo stesso blocco di legno rigido. Attaccare una massa di 0,25 libbre alla punta di ciascun cantilever.
3. Preparare altri due campioni simulando semplici strutture a telaio con colonne flessibili e pavimenti rigidi. Questi possono essere costruiti con sottili piastre di acciaio e diaframmi rigidi acrilici per pavimenti. Una struttura sarà a un piano e l'altra sarà a due piani. I diaframmi del pavimento saranno strumentati con accelerometri.

2. Apparecchio

Per queste dimostrazioni verrà utilizzato un piccolo tavolo da tavolo, azionato elettricamente, azionato a singolo grado di libertà. L'apparato è costituito fondamentalmente da un piccolo tavolo metallico che cavalca su due binari di guida che viene spostato da un motore elettrico. Lo spostamento è controllato digitalmente da un computer in grado di inserire accelerazioni periodiche (onde sinusoidali) o casuali (cronologie temporali preprogrammate di accelerazione del suolo del terremoto). Tutto il controllo avvieni tramite software proprietario o software di tipo MatLab e Si mulLink. La funzione di forzatura dell'ingresso può essere verificata confrontandola con l'uscita di un accelerometro collegato alla tabella.

3. Procedura

1. Montare con cura il modello con vari cantilever sul tavolo di scuotimento, utilizzando bulloni attaccati alla base del modello. Accendere il tavolo di agitazione e utilizzando il software, aumentare lentamente la frequenza fino ad ottenere la massima risposta della struttura per ogni cantilever. Si noti che ogni sbalzo entra in risonanza a una particolare frequenza. Registrare in un notebook il valore di questa frequenza. Continuare ad aumentare la frequenza fino a quando gli spostamenti di tutti i cantilever si riducono in modo significativo.
2. Montare la struttura del modello a un piano sulla tavola di scuotimento e ripetere la procedura. Scorri lentamente le frequenze fino a raggiungere la risonanza. Reimpostare il software per eseguire una tipica cronologia temporale di accelerazione del terreno (1940 El Centro) per mostrare i movimenti casuali che si verificano durante un terremoto.
3. Montare la struttura a due piani sul tavolo di scuotimento e ripetere la procedura. Si noti che in questo caso si verificano due frequenze naturali.