GNGTS 2018 - 37° Convegno Nazionale

446 GNGTS 2018 S essione 2.2 Modellazione e analisi termomeccaniche. Per analizzare nel dettaglio il reale andamento delle tensioni all’interno delle pareti della torre eolica, prodotto dai carichi gravitazionali, dall’azione nei cavi di precompressione, dal vento e dall’effetto della differenza di temperatura tra l’interno e l’esterno, è stato realizzato un apposito modello agli elementi finiti tridimensionale con elementi solidi in ambiente Comsol Multiphysics (versione 5.3a). Le caratteristiche dei materiali impiegati nella modellazione sono stati desunti dalle prove effettuate su campioni di calcestruzzo estratti dalla torre. Dalle prove è emerso un calcestruzzo con resistenza alla compressione media fcm pari a 57.52 MPa e resistenza alla trazione pari a 5.53 MPa. Sono stati modellati nel dettaglio solamente i primi tre livelli di conci in c.a.p. di base, sede delle lesioni. Tutte le sollecitazioni rinvenienti dalla parte superiore della struttura sono state preventivamente calcolate con modelli semplificati e poi applicate all’interfaccia superiore dei conci in c.a.p. Sul modello cosi realizzato sono state effettuate analisi termo-meccaniche considerando un transitorio termico in grado di simulare le diverse condizioni di temperature interne ed esterne nei vari periodi dell’anno, ricavate da registrazioni effettuate in situ . La condizione più gravosa corrisponde al transitorio giornaliero con temperature minime esterne pari a circa -10 °C e temperature interne che possono raggiungere e superare anche i 30 °C in condizione di elevata ventosità, per effetto del calore rilasciato dal sistema di generazione elettrica posto alla base delle torri. In queste condizioni si generano all’interno dello spessore dei conci stati tensionali variabili dalla compressione in corrispondenza della faccia interna dei conci e di trazione all’esterno (fig. 3), con valori che superano le tensioni di fessurazione del calcestruzzo. Come si può osservare dalla fig. 3, anche per l’effetto del vincolo esercitato dalla piastra di fondazione i picchi di tensione si localizzano in maniera equidistanziata proprio alla base della torre, con una buona approssimazione rispetto a quanto effettivamente osservato sulla torre. Conclusioni. Le indagini sperimentali e le analisi condotte sulla torre eolica oggetto di studio hanno consentito di individuare le cause che hanno determinato la comparsa di uno stato fessurativo alla base della torre, in corrispondenza dei conci in calcestruzzo armato precompresso. Partendo dalla valutazione delle caratteristiche meccaniche dei materiali utilizzati, mediante prove distruttive e non effettuate in situ , sono state successivamente misurate le caratteristiche dinamiche della torre in varie condizioni di operatività mediante sistemi di monitoraggio dinamico (accelerometri e velocimetri). Tali misure hanno consentito, da una parte, di controllare in tempo reale l’eventuale progressione del danno sulla torre, dall’altro, hanno fornito gli elementi per calibrare opportunamente i modelli numerici con i quali sono state successivamente condotte le analisi in campo multifisico. Le elaborazioni numeriche Fig. 3 - a) Mesh e b) andamento dei picchi di tensione in corrispondenza delle lesioni, c) distribuzione delle tensioni nello spessore dei conci.