STUDIO NUMERICO DELLA RISPOSTA DI UNA TENDOSTRUTTURA SOGGETTA A UN CARICO DA ESPLOSIONE
Viene presentato lo studio numerico di una tendostruttura soggetta a un carico da esplosione esterno. Lo studio si riferisce a strutture temporanee impiegate in impianti petrolchimici che devono resistere alle esplosioni di nubi di vapore che possono verificarsi in prossimità della tenda. Una struttura resistente alle esplosioni può subire deformazioni permanenti gravi, ma non deve crollare e gli spostamenti massimi devono essere limitati per non nuocere agli occupanti. Il carico dell'esplosione colpisce la tenda e viene trasmesso alla struttura portante. Poiché la membrana ha un periodo di vibrazione molto più piccolo rispetto allo scheletro metallico, si verifica un'interazione, che modifica sostanzialmente l'entità del carico sopportato dalla struttura portante, il quale dipende anche dai dettagli del progetto. Nella tesi viene eseguita un'analisi dinamica non lineare semplificata della struttura della tenda secondo la procedura proposta dall'API RP 756. Verrà presentato un confronto tra la risposta della struttura prescindendo dal comportamento dinamico della membrana esterna, e la risposta calcolata considerando l'interazione tra la membrana e il telaio metallico. Si dimostrerà che sebbene globalmente la risposta della tenda considerata sia simile in entrambi i casi, sostanziali differenze si riscontrano nella stima della deformazione locale. Secondariamente, viene presentata una formulazione semplificata del problema di interazione fluido-struttura (FSI), che prevede una riduzione dell'impulso trasmesso ad una lamina sottile per interazione con l'aria. Successivamente è stata eseguita un'analisi FSI computazionale completa, al fine di valutare l'energia effettivamente trasmessa alla tenda. Saranno presentati confronti tra i due modelli e considerando i due casi limite di pieno carico pseudo-statico come fornito da ASCE e il carico ridotto come calcolato secondo Wang et al., nonché confronti tra la risposta della struttura trascurando l'interazione con l'aria e il caso FSI dove si considera la compressibilità della massa d'aria. Si dimostrerà che gli spostamenti resi mediante FSI sono in accordo con quelli del modello semplificato, e che la compressibilità dell'aria determina una sostanziale riduzione degli spostamenti.
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