Gli isolatori in piombo della serie MAVI-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 MAVI-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 MAVI-LI (2) è molto maggiore di quello MAVI-RI (1), così come la rigidezza.
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 (MAVI-LIH500/182) sia più elevata di quella dell’isolatore elastomerico senza piombo (MAVI-RIN500/182).
| PROPRIETÀ DELLA MESCOLA | ||||
| SYMBOL | TYPE | ELASTIC MODULUS (MPa) |
DAMPING (%) |
|
|---|---|---|---|---|
| H | Hard | 1.4 | 14 – 16 | |
| N | Normal | 0.8 | 12 – 14 | |
| S | Soft | 0.4 | 10 – 15 | |
| 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.
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 | ||||||||
| 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 | |
| MAVI-LI | ||||||||