The Structural Engineer's Corner

Eng. Onorio Francesco Salvatore

Dinamica delle esplosioni XIV: annullamento dei carichi generati dalla riflessione dall’onda di blast

Written By: Francesco Salvatore Onorio - May• 09•12

Subito dopo che l’onda di blast impatta su una struttura, si crea una discontinuità dinamica con i bordi delle superfici riflettenti: la pressione riflessa è superiore dove c’è l’impatto e più bassa (pari quella dello scoppio in campo libero) oltre gli spigoli. In pratica, è come se si creasse un abbattimento della pressione riflessa che parte dal centro della superficie riflettente verso gli spigoli che la delimitano.
Il tempo richiesto affinché ciò accada è denominato “clearing time” tc e, se la sua durata è inferiore al tempo della fase di pressione positiva dell’onda di blast, l’azione della pressione riflessa risulterà ridotta, in quanto, seguita dalla pressione Pso in campo libero sino a quando si annulla.
Il tempo di annullamento della pressione riflessa tc può essere calcolato con la seguente formula:

Per un edificio S rappresenta la grandezza minima tra la sua altezza o la metà della larghezza e, più in generale,  per un elemento strutturale è la minima distanza fra il punto preso in esame e lo spigolo più vicino. Con riferimento al secondo caso, Kinney e Graham (1985) raccomandano la formula sotto riportata  valida per elementi snelli come le colonne a sezione rettangolare:

Con riferimento alla citata sezione, S è la dimensione del lato su cui impatta l’onda di blast e h è la dimensione di quello perpendicolare.

Un chiaro significato del “clearing time” tc è illustrato nella figura seguente, che riporta il tipico andamento dei carichi di blast calcolati.

In essa sono indicati anche la durata del carico triangolare riflesso:

con ir impulso e Pr pressione dell’onda riflessa, e la durata del carico triangolare in aria libera:

con is impulso del fronte d’onda in aria libera.

La figura evidenzia altresì la fase negativa dei carichi, che nelle analisi strutturali viene spesso trascurata in quanto entra in giuoco in tempi maggiori del periodo di vibrazione proprio della struttura.

 

Questo è tutto, per il momento.

Ringraziamo ancora l’esperto di esplosioni, ing. D’Andrea e ci diamo appuntamento al prossimo articolo.

Come al solito, per chiarimenti, segnalazioni ed altro è possibile contattare il sottoscritto a:

onorio@strutturista.com

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