Ing. Giorgio Busca

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MisureMisureAnalisi dei segnali nel dominio del tempoAnalisi dei segnali nel dominio del tempo

Misure 2012/2013

2Misure di vibrazioni – disturbo a persone

Disturbo lamentato dagli occupanti dell’edificio al passaggio di convogli a seguito di lavori di rinforzo della massicciata da parte del gestore della linea.

Edificioresidenziale

Ferrovia

Rilievi e analisi sulla base della normativa italiana UNI 9614 “Misura delle vibrazioni negli edifici e criteri di valutazione del disturbo”.

Misure 2012/2013

3Misure di vibrazioni – disturbo a persone

Layout di misura

lato

ferrovia

x y

z

x y

z

fondazioni

piano terra

y

I pianoz

x

Misure 2012/2013

4Misure di vibrazioni – disturbo a persone

Layout di misura: caratteristiche

• 1 punto di rilievo per piano dell’edificio;

• per ogni punto di misura rilievi lungo i 3 assi, allineati lungo gli assi principali dell’edificio;

• punti di misura in corrispondenza di parti cedevoli della struttura (centro solette)

Strumentazione:

• piezo accelerometri sismometrici (banda passante 0.1 - 5000 Hz)

• sistema di acquisizione a 16 bit, frequenza campionamento 1024 Hz, filtro antialiasing a 340Hz

Misure 2012/2013

5Misure di vibrazioni – disturbo a persone

Analisi

per ogni accelerometro di ogni punto di misura:

1. calcolare il valore efficace del segnale acquisito su un record di 60s;

2. Valure il crest factor del segnale;

3. Se il crest factor è minore di 6 confrontare l’rms calcolato al punto 1 con i limiti da normativa;

4. Se il crest factor è maggiore di 6 calcolare l’rms su una finestra viaggiante di 1s e confrontare il massimo con i limiti da normativa;

Limite verticale [dB] 89

Limite orizzontale [dB] 87

Misure 2012/2013

6Misure di vibrazioni – disturbo a persone

5. Valutare il rapporto segnale-rumore del segnale e verificare che sia maggiore di 10 dB

selezionando manualmente due porzioni del segnale:

• una in corrispondenza del passaggio del treno• una in corrispondenza di un momento di quiete

(Matlab: ginput)

Nrms

NSrmsNS 10log202

Misure 2012/2013

7Misure di vibrazioni – disturbo a persone

RMS

Valore efficace di un segnale o RMS (root mean square)

22

1

21

N

i iyNrms

rappresenta la potenza media del segnale sulla finestra di analisi

CREST FACTOR

caratterizza la presenza di fenomeni impulsivi nel segnale

DECIBEL

)(

max

i

i

yrms

yCF

refdB a

rmsrms log20

26 / 101 smaref

Minimo livello di vibrazione percepito dal corpo umano

Misure 2012/2013

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STADIUM

BUILDING 1

BUILDING 2

Misure estensimetriche su un laminatoio

Misure 2012/2013

Misure estensimetriche su un laminatoio 9

STADIUM

BUILDING 1

Evolversi del fenomeno :

• Quiete• Il tubo entra nel laminatoio (transitorio in ingresso)• Il tubo è in presa (condizione a regime)• Il tubo esce dal laminatoio (transitorio in uscita)• Quiete

Misure 2012/2013

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STADIUMBUILDING 2

Problema: misurare la forza che il tubo esercita sui rulli

•Il rullo inferiore scarica a terra

•Il rullo superiore scarica sul telaio mettendo in trazione le colonne

Previa un’operazione di taratura, misuro la forza di trazione sulle colonne tramite ponti estensimetrici.

Misure estensimetriche su un laminatoio

Misure 2012/2013

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STADIUM

BUILDING 1

BUILDING 2

Particolare del ponte estensimetrico

Taratura del sistema con martinetto idraulico

Misure estensimetriche su un laminatoio

Misure 2012/2013

LaminatoioAnalisi dei segnali nel dominio del tempo

• Plottare i segnali riferiti alle forze di trazione registrate sulle 4 colonne del laminatoio.

• In questo caso ha senso calcolare la media di tutto il segnale?

• Cosa rappresenta la media di tutta la storia?

• Se volessi una stima della forza media come posso procedere?

• Cosa rappresenta l’RMS viaggiante in questo caso?

• Se volessi rappresentare solo il contributo della parte dinamica del fenomeno?

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