Monitoraggio di strutture basato su misure di deformazione e inclinazione = Health monitoring of structures based on deformation and tilt measurements

Durante il suo periodo operativo, un’infrastruttura civile dovrebbe sempre soddisfare i requisiti di sicurezza per cui è stata progettata; però essa si degrada sia a causa dell’invecchiamento dei materiali sia a causa dei fenomeni naturali che possono interessarla, come terremoti, venti forti ecc. Negli ultimi decenni il monitoraggio strutturale (Structural Health Monitoring (SHM)), è diventato di fondamentale importanza per lo studio delle strutture grazie all’ausilio di tecnologie sempre più avanzate per quello che riguarda i sensori, la loro rete, l’acquisizione e comunicazione dei dati, la loro elaborazione e gestione. L’obiettivo di questa tesi è quello di studiare i vari modelli sviluppati per interpretare i valori ricavati dai sensori posizionati sulla struttura e verificarne la loro validità confrontandoli con i valori ricavati sul campo o attraverso la ricostruzione della struttura all’interno di un modello FEM. Dalle misure di deformazione e inclinazione ottenute dai sensori si determina l’andamento della deformata della struttura. Quest’ultima è uno dei parametri più utilizzato in letteratura per la valutazione della salute di una struttura. La prima metodologia analizzata in questo lavoro di tesi permette di ricavare l’andamento della deformata della struttura attraverso un polinomio di grado n-1, dove n è il numero di condizioni al contorno del sistema, rappresentate dai valori di inclinazione e curvatura ottenuti dai sensori posizionati sulla struttura. L’applicazione di questa metodologia ha portato a risultati molto soddisfacenti se confrontata con i valori di deformazione ottenuti sul campo. Mentre, il secondo metodo permette una valutazione della freccia in mezzeria dovuta alla flessione e al taglio attraverso dei modelli semplificati basati sulle caratteristiche geometriche della trave studiata. L’applicazione di questa metodologia alle travi studiate in questa tesi ha portato ad errori molto grandi se confrontati con le frecce misurate sul campo. Infine, viene analizzato come caso studio l’impiego di strumenti multi-sensori sviluppati da Sysdev, una start-up del Politecnico di Torino, che permettono di valutare più parametri nello stesso punto, quali deformazione, inclinazione e accelerazione. Questi sensori hanno alcuni vantaggi rispetto ai sistemi di monitoraggio strutturale tradizionali, quali basso costo, semplicità di montaggio, elevata durata della batteria ecc. Grazie a queste caratteristiche è possibile monitorare un maggior numero di strutture con una perdita di precisione relativamente bassa.