Isolatori elastomerici con nucleo in piombo DLBC LI

Gli isolatori in piombo della serie DLBC-LI sono dispositivi a pianta circolare, costituiti da strati di elastomero alternati a lamierini in acciaio, collegati tra loro mediante vulcanizzazione, come gli isolatori elastomerici DLBC-RI. Differiscono per un’anima centrale in piombo (Piombo puro al 99,9%), opportunatamente dimensionata per plasticizzarsi e per conferire smorzamenti al dispositivo molto maggiori dell’isolatore elastomerico privo di nucleo al piombo.
Una delle caratteristiche del piombo è di essere soggetto a ricristallizzazione a temperatura ambiente, anche a bassi carichi; pertanto il piombo sopporta cicli di deformazioni teoricamente infiniti e non necessita di essere sostituito dopo l’evento sismico. Le deformazioni del piombo sono a taglio, grazie al confinamento dei lamierini in acciaio.
Il legame costitutivo forza/spostamento è di tipo bilineare e il comportamento dipende dalla combinazione tra l’elastomero e l’anima in piombo, equivalente dunque ad una combinazione, rispettivamente, tra il comportamento di tipo elastico lineare tipico degli appoggi elastomerici e quello elastoplastico dovuto al nucleo in piombo. Lo smorzamento viscoso associato ai cicli di isteresi è compreso tra il 15% e il 35%.
A parità di diametro e altezza dell’isolatore, l’energia dissipata dall’isolatore DLBC-LI (2) è molto maggiore di quello DLBC-RI (1), così come la rigidezza.

grafico isolatori DLBC
grafico isolatori DLBC

Nei diagrammi sopra riportati si mette a confronto il comportamento di un isolatore elastomerico RIN500/182 (sinistra) con un isolatore LIH500/182 (destra).
La forza ottenuta allo spostamento di progetto è la somma tra quella corrispondente al piombo e quella elastica ottenuta dalla gomma. Il comportamento del dispositivo, è pertanto caratterizzato da due diverse rigidezze, quella relativa al primo ramo (piombo) e quella al secondo ramo (elastomero). La rigidezza equivalente è quella secante tra l’origine e la forza ottenuta allo spostamento di progetto.
Le proprietà dell’isolatore elastomerico con anima in piombo (smorzamento, rigidezza verticale e orizzontale), così come per quello elastomerico, sono definite dal terzo ciclo delle prove cicliche, con frequenza costante di 0,5 Hz al 100%Tq. Dai grafici sottostanti si vede come la rigidezza dell’isolatore al piombo (DLBC-LIH500/182) sia più elevata di quella dell’isolatore elastomerico senza piombo (DLBC-RIN500/182).

Grafico rigidezza isolatore piombo
Grafico rigidezza isolatori al piombo

Le proprietà dell’elastomero sono conformi con quanto previsto dalla normativa europea relativa agli isolatori elastomerici EN 15129. Vengono utilizzate tre diverse tipologie di mescola, in modo da garantire un’alta flessibilità nei confronti delle diverse esigenze progettuali.

PROPRIETÀ DELLA MESCOLA

SIMBOLO TIPO MODULO ELASTICO
(MPa)
SMORZAMENTO
(%)
H Hard 1.4 14 – 16
N Normal 0.8 12 – 14
S Soft 0.4 10 – 15

DISPOSITIVO TIPO RI

Rendering isolatori DLBC-LI

VISTA LATERALE/SEZIONE TIPO ISOLATORE AL PIOMBO

VISTA LATERALE/SEZIONE TIPO ISOLATORE AL PIOMBO
Tabella Materiali
NUM Descrizione Materiale Normativa
1 Elastomero Mix. NR+CR EN 15129
2 Lamierino interno S235J2+N EN 10025
3 Piastra di collegamento S235J2+N EN 10025
4 Perno 39NiCrMo3 EN 10083
5 Piastra di ancoraggio S235J2+N EN 10025
6 Vite cl. 10.9 EN 1993-1-8
7 Barilotto di Ancoraggio 39NiCrMo3 EN 10083
8 Nucleo in piombo Piombo EN 1512

Si eseguono prove di omologazione (ITT) e di produzione in fabbrica (FPC) in accordo con quanto prescritto dalla normativa EN 15129, sia dinamiche sia statiche, con frequenza costante e cicli di ampiezza crescente, con frequenza variabile e al variare della temperatura, al fine valutare le variazioni della rigidezza e dello smorzamento.
Test dinamico omoologazione isolatore
Test dinamico omoologazione isolatore

Le foto sopra è relativa a un test dinamico per l’omologazione di un isolatore.

SIMBOLOGIA NELLE TABELLE DI CATALOGO

Isolatore la piombo - vista laterale

Tq = spessore dell’elastomero
D= diametro isolatore
L = Lato piastra ancoraggio
H = Altezza totale isolatore

Ogni isolatore è provvisto di targhetta identificativa in cui vengono specificate le caratteristiche del dispositivo, in base alle prestazioni dell’isolatore, come indicate nella tabella delle prestazioni:

PRESTAZIONI ISOLATORE

PRESTAZIONI ISOLATORE
SIGLA Modulo di Taglio Rigidezza Orizz. Rigidezza verticale Smorzamento Spost. sismico di progetto Carico Verticale SLU Carico Vert. sismico Carico Orizz
G Kh,eff. Kv ξ dEd NSd,max NEd,max Hd
MPa kN/mm kN/mm % mm kN kN kN
DLBC-LI