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zione della rigidità dinamica del prodotto. dinamica dei materiali, possibile in funzione della rigidità del prodotto. in funzione della rigidità èdinamica dinamica delstabilire prodotto.il “carico ideale” che mette in elasticità il sistema ad una frequenza di risonanza vantaggiosa; in altri termini, è possibile determinare il peso del massetto + pavimento DETERMINAZIONE DEL VALORE DI RIGIDITÀ DINAMICA in funzione della rigidità dinamica del prodotto. La “rigidità dinamica” è definita come ilDEL rapporto tra la forza e loDINAMICA spostamento dinamico, ed è DETERMINAZIONE ETERMINAZIONE VALORE DI dinamica RIGIDITÀ D DELdiVALORE DI RIGIDITÀ quindi la grandezza che descrive la capacità deformazione elastica di unDINAMICA materiale soggetto ad una sollecitazione di ETERMINAZIONE tipo dinamico. Ilcome parametro s’ (rigidità dinamica per eunità di superficie) permette diè D VALORE DI dinamica RIGIDITÀ La dinamica” èè definita il rapporto tra spostamento dinamico, 33 La “rigidità “rigidità l’isolamento dinamica” definita dei come ilDEL rapporto tra la la forza forza dinamica e lo loDINAMICA spostamento dinamico, ed ed è . determinare acustico pavimenti galleggianti e si misura in MN/m quindi quindi la la grandezza grandezza che che descrive descrive la la capacità capacità di di deformazione deformazione elastica elastica di di un un materiale materiale soggetto soggetto ad ad una una La “rigidità dinamica” è definita il rapporto tra lalaforza dinamica lo spostamento dinamico, igidità dinamica” è di comeIlIlcome ilparametro rapporto tra forza dinamica lo spostamento sollecitazione didefinita tipo dinamico. dinamico. parametro s’ (rigidità (rigidità dinamica per eunità unità diesuperficie) superficie) permetteed di dièdinamico, sollecitazione tipo s’ dinamica per di permette 3 quindi la grandezza che descrive la capacità di deformazione elastica di un materiale soggetto ad una 3 .. un materiale soggetto ad determinare l’isolamento acustico dei ee si in determinare l’isolamento acustico dei pavimenti pavimenti galleggianti si misura misuraelastica in MN/m MN/m di i la grandezza che descrive la capacità digalleggianti deformazione sollecitazione di tipo dinamico. Il parametro s’ (rigidità dinamica per unità di superficie) permette di Fase di laboratorio itazione determinare di tipo dinamico. Il parametro s’galleggianti (rigiditàe sidinamica per3. unità di superficie) permett l’isolamento acustico dei pavimenti misura in MN/m DETERMINAZIONE DEL VALORE DI RIGIDITÀ DINAMICA 3 . norma UNI minare l’isolamento acustico dei pavimenti galleggianti e alle si misura MN/mnella La rigidità dinamica dei materiali può essere determinata in base specificheincontenute di Fase di Fase29052/1 di laboratorio laboratorio EN “Determinazione della rigidità dinamica – materiali utilizzati sotto i pavimenti galleggianti negli edifici residenziali”. Fase di laboratorio La rigidità dinamica dei dei materiali materiali può può essere essere determinata determinata in in base base alle alle specifiche specifiche contenute contenute nella nella norma norma UNI UNI La rigidità dinamica EN 29052/1 “Determinazione della rigidità dinamica – materiali utilizzati sotto i pavimenti galleggianti EN 29052/1 “Determinazione della rigidità dinamica – materiali utilizzati sotto i pavimenti galleggianti La rigidità dei materiali può essere determinata in base alle specifiche contenute nella norma UNI negli edifici residenziali”. negli edificidinamica residenziali”. laboratorio EN 29052/1 “Determinazione della rigidità dinamica – materiali utilizzati sotto i pavimenti galleggianti Piastra di carico Accelerometro negli edifici residenziali”. gidità dinamica dei materiali può essere determinata in base alle specifiche nella norma Materiale in contenute prova Piastra di carico Accelerometro Piastra di carico Accelerometro 9052/1 “Determinazione della rigidità dinamica – materiali utilizzati sotto i pavimenti gallegg Materiale in prova Piastra di carico edifici residenziali”. Accelerometro Materiale Base in prova endo Base Materiale in prova Base Base Accelerometro Piastra di carico Base Materiale in prova Allestendo un provino come sopra riportato di dimensioni 200 x 200 mm e misurando la frequenza di risonanza, frr del sistema (tramite un accelerometro), è possibile determinare la rigidità dinamica Baseapparente Allestendo un provino come sopra riportato di dimensioni 200 x 200 mm e misurando del provino un in esame. Allestendo provino come sopra riportato di dimensioni 200 x 200 mm e misurando la la frequenza frequenza di di risonanza, ffrr del sistema (tramite un accelerometro), èè possibile determinare la rigidità apparente risonanza, del sistema (tramite accelerometro), possibile rigidità dinamica dinamica apparente Allestendo un provino come sopraunriportato di dimensioni 200 determinare x 200 mm elamisurando la frequenza di del provino in esame. del provino in esame. risonanza, fr del sistema (tramite un accelerometro), è possibile determinare la rigidità dinamica apparente N.B. In sedeindiesame. laboratorio si deve fare riferimento alla frequenza di risonanza frr, ossia la frequenza alla del provino quale si verifica il fenomeno di risonanza nel dispositivo di prova. È quindi differente considerare la ffrr,,libera ossia la frequenza N.B. In di si riferimento f00, chealla è lafrequenza frequenza di di risonanza oscillazione sistema. alla frequenza di risonanza e la frequenza naturale, ossia di la un frequenza alla N.B. In sede sede di laboratorio laboratorio si deve deve fare fare riferimento alla frequenza di risonanza quale si si verifica verifica il il fenomeno fenomeno di di risonanza risonanza nel nel dispositivo dispositivo di di prova. prova. È È quindi quindi differente differente considerare considerare la la quale N.B. In sede didi laboratorio deve fare riferimento alla frequenza di risonanza fr, ossia la frequenza alla La frequenza risonanza è si data dalla seguente formula: ff00formula: ,, che di libera sistema. frequenza di ee la naturale, La frequenza di risonanza è datadidalla seguente che èè la la frequenza frequenza di oscillazione oscillazione libera di di un un sistema. la frequenza di risonanza risonanza la frequenza frequenza naturale, quale si verifica il fenomeno risonanza nel dispositivo di prova. È quindi differente considerare un sistema. frequenza1di risonanza naturale, f , che è la frequenza di oscillazione libera di s't e la frequenza s’t = rigidità dinamica0 apparente del provino [MN/m33] fr = 1 s't s’ dinamica apparente deldurante provinola prova [MN/m massa per unità di superficie [kg/m22] ] m’t t==rigidità fr = 2π come un provino di dimensioni 200 lax prova 200 mm e ]misurando m't sopra = massa per unità di superficie durante [kg/m m’t riportato 2π m't la66 frequenz anza, fr del sistema (tramite un accelerometro), è possibile determinare la rigidità dinamica appar 66 ovino in esame. 6 Fase progettuale Fase progettuale La frequenza naturale, f0mg (frequenza naturale del massetto galleggiante) che rappresenta la frequenza di oscillazione (frequenza naturale delformula: massetto galleggiante) che rappresenta la frequenza di oscillazione La naturale, èf0mg del frequenza sistema massa-molla data dalla seguente del sistema massa-molla è data dalla seguente formula: In sede di laboratorio si deve fare riferimento alla frequenza di risonanza fr, ossia la frequenza 3 1 s' di s’risonanza = rigidità dinamica del materiale resiliente installato ] si verificaf il =fenomeno nel dispositivo di prova. È quindi[MN/m differente considerar 3 1 s' 2 ] s’ = rigidità dinamica del materiale resiliente installato [MN/m = massa per unità di superficie del massetto galleggiante [kg/m2] = 2π m' m’ f00mg m’ = massa per unità di superficie del massetto galleggiante [kg/m ] mg libera di un sistema enza di risonanza2eπla frequenza naturale, f0, che è la frequenza di oscillazione m' 4 0mg 2π m' m’ = massa per unità di superficie del massetto galleggiante [kg/m ] mentre la frequenza naturale, f0sol (frequenza naturale del solaio) che rappresenta l’intero sistema del solaio, composto da parte strutturale + strato resiliente +massetto galleggiante, ossia il sistema massa-molla-massa èmentre data dalla seguente formula: la frequenza naturale, f (frequenza naturale del solaio) che rappresenta l’intero sistema del solaio, 0sol composto da parte strutturale + strato resiliente +massetto galleggiante, ossia il sistema massa-molla-massa è data dalla seguente formula: 1 1 s’ = rigidità dinamica del materiale resiliente installato [MN/m2 3] 1 [kg/m ] f0sol = s' ' + ' m1’ = massa areica del solaio 2 2π m1 m2 m ’ = massa areica del pavimento galleggiante [kg/m 2 s’ = rigidità dinamica del materiale resiliente installato [MN/m]3] f0sol = 1 1 1 s' ' + ' 2π m1 m2 m1’ = massa areica del solaio m2’ = massa areica del pavimento galleggiante [kg/m2] [kg/m2] Si specifica che s’specifica = s’t +che s’a Si dove s’ =s’s’a èt la+ rigidità s’a dinamica del gas contenuto all’interno dei materiali porosi( a cella aperta) e fibrosi mentre dove s’a è la rigidità dinamica del gas contenuto all’interno dei materiali porosi( a cella aperta) e fibrosi s’ = s’t mentre in s’caso = s’dit materiali a celle chiuse. Pertanto la rigidità dinamica in caso di materiali a celle chiuse.del materiale resiliente installato dovrà tenere conto non solo della rigidità dinamica apparente del provino, ma anche delle caratteristiche di permeabilità all’aria del provino Pertantostesso. la rigidità dinamica del materiale resiliente installato dovrà tenere conto non solo della rigidità dinamica apparente del provino, ma anche delle caratteristiche di permeabilità all’aria del provino stesso. Per tutti i prodotti POLYMAXITALIA è stata studiata la rigidità dinamica apparente s’t o s’, e in funzione di questi dati, sono disponibili tre metodi progettuali per la determinazione dei massetti o per la scelta dei prodotti. Per tutti i prodotti POLYMAXITALIA è stata studiata la rigidità dinamica apparente s’ o s’, e in funzione t M METODI ETODI DI DI PROGETTO PROGETTO PER PER LA LA SCELTA SCELTA DEI DEI PRODOTTI PRODOTTI di questi dati, sono disponibili tre metodi progettuali per la determinazione dei massetti o per la scelta dei prodotti. La La frequenza frequenza naturale naturale del del massetto massetto galleggiante galleggiante sul sul materiale materiale elastico elastico dovrebbe dovrebbe essere essere compresa, compresa, tra tra gli gli 80 807 METODI DI PROGETTO PER LA SCELTA DEI PRODOTTI ed ed ii 200 200Hz, Hz,privilegiando privilegiandoscelte sceltedi di frequenze frequenzealal di di sotto sottodei dei 100 100Hz Hz;; occorre occorretenere tenerepresente presenteche cheimpostare impostare una una frequenza frequenza naturale naturale molto molto bassa bassa significa significa dover dover scegliere scegliere materiali materiali aventi aventi valori valori di di rigidità rigidità dinamica La frequenza naturale del massetto galleggiante sul materiale elastico dovrebbe essere compresa, dinamica tra gli 807 molto molto bassi bassi dover dover realizzare realizzare massetti massetti particolarmente particolarmente pesanti. questo questo punto punto èè evidente evidente che cheche lala scelta scelta dei dei ed i 200 Hz,ooprivilegiando scelte di frequenze al di sottopesanti. dei 100AAHz ; occorre tenere presente impostare prodotti prodotti dovrà dovrà tenere tenere conto conto di di bassa tali tali aspetti aspetti ee quindi quindi sarà necessario necessario scegliere scegliere miglior miglior compromesso tra tra una frequenza naturale molto significa doversarà scegliere materiali aventiililvalori di compromesso rigidità dinamica rendimenti rendimenti desiderati ed edesigenze esigenze costruttive. costruttive. Tendenzialmente Tendenzialmente larigidità rigiditàpunto dinamica dinamica del delprodotto prodotto elastico elastico molto bassidesiderati o dover realizzare massetti particolarmente pesanti. la A questo è evidente che la scelta dei individuato, individuato, deve deve rimanere rimanere all’interno di diun un range rangeottimale ottimale di divalori valori s’s’che chene ne garantiscano la lacorretta corretta prodotti dovrà tenere conto all’interno di tali aspetti e quindi sarà necessario scegliere il garantiscano miglior compromesso tra elasticità elasticità eela laresistenza resistenza meccanica nel neltempo. tempo. rendimenti desiderati ed meccanica esigenze costruttive. Tendenzialmente la rigidità dinamica del prodotto elastico individuato, deve rimanere all’interno di un range ottimale di valori s’ che ne garantiscano la corretta elasticità e la resistenza meccanica nel tempo. Nei Nei metodi metodi spiegati spiegati di di seguito seguitoèèstata stataconsiderata, considerata,per persemplicità semplicitàdi ditrattazione, trattazione,l’applicazione l’applicazionedi dimateriali materialiaa celle cellechiuse chiuseper percui cuipossiamo possiamoconsiderare considerares’=s’ s’=s’t.t. Nei metodi spiegati di seguito è stata considerata, per semplicità di trattazione, l’applicazione di materiali a M METODO ETODO11 celle chiuse per cui possiamo considerare s’=s’t. Sia Siaetodo nota notalalamassa massadel delmassetto massetto++rivestimento rivestimento m’ m’ [kg/m [kg/m22]] M METODO 1 1 [Hz] [Hz] Imposto Impostouna unafrequenza frequenzanaturale naturale ff0mg 0mg Sia nota la massa del massetto + rivestimento m’ [kg/m2] Determino Determinolalarigidità rigiditàdinamica dinamicanecessaria necessaria(e (edi diconseguenza conseguenzaililmateriale materialeidoneo): idoneo): [Hz] Imposto una frequenza naturale f0mg ππ (( )) 2 s' = 4π 2 ( f 0mg ) m' 22il materiale idoneo): Determino la rigidità dinamica necessaria (e di conseguenza 22 s s ' ' = = 4 4 f f m'' calcolos’s’ noti notim’ m’ed edff0mg mg m 00mg 0mg,,calcolo noti m’ ed f0mg, calcolo s’ Esempio Esempio numerico: numerico: Massa Massasuperficiale superficiale Esempio numerico: Frequenza Frequenzanaturale naturale Massa superficiale 22 22 m’ m’==90 90kg/m kg/m22 22 ff0mg 100Hz Hz 0mg==100 m’ = 90 kg/m2 22 5 [Hz] Imposto una frequenza naturale f0mg 0mg [Hz] Imposto una frequenza naturale f0mg Determino rigidità materiale idoneo): [Hz] Imposto unala naturalenecessaria f0mg 2il Determino lafrequenza rigidità dinamica dinamica necessaria (e (e di di conseguenza conseguenza il materiale idoneo): 2 Determino la rigidità dinamica necessarias'(e=di4conseguenza il materiale idoneo): f m ' , calcolo s’ noti m’ ed la f0mg 0mg il materiale idoneo): Determino rigidità dinamica necessaria (e di conseguenza π ( ) 22 22 ) ss'' = 44π 2m = π m'' 2 ( ff 00mg 2 m' 2 ( f 0mg ) ss'' = 4 π = 4π ( f 0mg mg ) m' s’ noti m’ ff0mg,, calcolo noti m’ ed ed 0mg calcolo s’ Esempio numerico: noti m’ ed f0mg, calcolo s’ noti m’ ed f0mg, calcolo s’ Massa superficiale m’ = 90 kg/m2 Esempio Esempio numerico: numerico: Esempio Frequenzanumerico: naturale f0mg==90 100 Hz 22 Massa m’ Esempio numerico: Massa superficiale superficiale m’ = 90 kg/m kg/m Massa superficiale2 m’ = 90 kg/m22 2 naturale 290 Massa m’ kg/m Frequenza ff0mg== 100 Frequenza naturale 100 Hz35.5 s' = 4πsuperficiale f0mg m' = 4π 2 (100 =Hz 0mg)= 90 [MN/m3] Frequenza naturale f0mg = 100 Hz 22 Frequenza22 naturale 22 f0mg =22 100 Hz 3 ss'' = 44π f0mgvalore m ''di= 44π ((100 ))2con 90 = 35 ..55 del materiale 3]idoneo. [MN/m 2 = π m = π 100 90 = 35 Conoscendo s’ si la scelta 2 fil 2procede [MN/m ] 0 mg ss'' = 4 π 2 f0mg 2 m' = 4π 2 (100)2 90 = 35.5 [MN/m33] = 4 π f m ' = 4 π ( 100 ) 90 = 35 . 5 [MN/m ] 0mg Conoscendo Conoscendo il valore valore di di s’ s’ si si procede procede con con la la scelta scelta del del materiale materiale idoneo. idoneo. METODO 2 il Conoscendo il valore di s’ si procede con la scelta del materiale idoneo. Conoscendo il di s’ si procede con la scelta del materiale idoneo.3 M etodo 2valore Sia nota la 2rigidità dinamica del materiale s’ [MN/m ] M METODO ETODO 2 ( (( ( ) )) ) METODO 2 [Hz] Imposto una frequenza naturale materiale f0mg METODO 2rigidità Sia dinamica s’ Sia nota nota la la rigidità dinamica del del materiale s’ Sia nota la rigidità del materiale s’ Determino lafrequenza massadinamica superficiale e lo spessore delf0mg massetto: Sia nota una la rigidità dinamica del materiale s’ [Hz] Imposto naturale [Hz] Imposto una frequenza naturale f0mg [Hz] Imposto una frequenza naturale f0mg Determino massa massetto: [Hz] Imposto unala naturale ee lo Determino lafrequenza massa superficiale superficiale lo spessore spessore del delf0mg massetto: s' Determino la massa superficiale e lo spessore del massetto: Determino la massa superficiale e lo spessore m' =del massetto: noti s’ ed f0mg, calcolo m’ s2' 2 , calcolo m’ noti noti s’ s’ ed ed ff0mg 0mg, calcolo m’ noti s’ ed f0mg, calcolo m’ noti s’ ed f0mg, calcolo m’ ed infine lo spessore massetto ed ed infine infine lo lo spessore spessore massetto massetto ed infine lo spessore massetto Esempio numerico: ed infine lo spessore massetto 3 [MN/m [MN/m33]] [MN/m3] [MN/m ] ( f0mgss)'' 4π m '' = m = s)22' 4π 22 m 2 π2 m'' = = ((mfff'00mg mg )2 4 44π 0 mg π= 2densità del massetto [kg/m3]) sp. = ( f0mg ) (ρ sp sp.. = = sp. = sp. = ρ m m'' m' ρ m ρ' 3 (ρ (ρ = = densità densità del del massetto massetto [kg/m [kg/m33]) ]) (ρ = densità del massetto [kg/m3]) (ρ = densità del massetto [kg/m ]) ρ ρ Rigidità dinamica del materiale s’ = 33.5 MN/m3 Esempio Esempio numerico: numerico: Frequenzanumerico: naturale f0mg = 80 Hz Esempio 3 Rigidità dinamica del materiale s’ MN/m Esempio numerico: Determino la massa e successivamente lo spessore: Rigidità dinamica delsuperficiale materiale del massetto s’ = = 33.5 33.5 MN/m33 Rigidità dinamica materiale s’ == 33.5 Frequenza naturale ff0mg 80 Hz 3 Frequenza naturaledel 80 MN/m Hz 0mg Rigidità dinamica del materiale s’ == 33.5 MN/m Frequenza f0mg =ee80 Hz Determino la successivamente lo Determino naturale la massa massa superficiale superficiale del del massetto massetto successivamente lo spessore: spessore: Frequenza f0mg =e80 Hz Determino naturale la massa superficiale del massetto successivamente lo spessore: Determino la massa superficiale del massetto e successivamente lo spessore: 33.5 s' s' = 33.5 = 132.5 m' = m' = ( f )22 4π 22 = (80)22 4π 22 = 132.5 ( f 00mgmg ) 4π (80) 4π m' 132.5 sp. = m' = 132.5 = 8 [cm] sp. = ρ = 1700 = 8 [cm] ρ 1700 [kg/m22] [kg/m ] 8 88 8 8 METODO 33 M etodo METODO 3 Siano noti: Siano noti: la rigidità dinamica del materiale la rigidità dinamica del materiale la massa areica del massetto galleggiante la massa areica del massetto galleggiante la massa areica del solaio la massa areica del solaio s’ s’ m 2’ m 2’ m 1’ m 1’ [MN/m33] [MN/m ] [Kg/m22] [Kg/m ] [MN/m22] [MN/m ] se eventualmente non è noto il livello di calpestio del solaio grezzo, calcoliamo L0n,w mediante: se eventualmente non è noto il livello di calpestio del solaio grezzo, calcoliamo L0n,w mediante: L0n,w = 155 – 30 log(m1’) dB (dati sperimentali IEN) L0n,w = 155 – 30 log(m1’) dB (dati sperimentali IEN) Secondo i recenti codici europei, l’attenuazione del livello di calpestio, Lnw, dovuta all’interposizione del Secondo i recenti codici europei, l’attenuazione del livello di calpestio, Lnw, dovuta all’interposizione del materiale elastico, tra il massetto galleggiante e il solaio sottostante è data da: materiale elastico, tra il massetto galleggiante e il solaio 6 sottostante è data da: L0n,w = 155 – 30 log(m1’) dB (dati sperimentali IEN) L0n,w = 155 – 30 log(m1’) dB (dati sperimentali IEN) Secondo i recenti codici europei, l’attenuazione del livello di calpestio, Lnw, dovuta all’interposizione del Secondo i recenti codici europei, l’attenuazione del livello di calpestio, Lnw, dovuta all’interposizione del materiale elastico, tra il massetto galleggiante e il solaio sottostante è data da: materiale elastico, tra il massetto galleggiante e il solaio sottostante è data da: Lnw = 15 log Lnw = 15 log m'2 m' + 18 dB s '2 + 18 dB s' Pertanto il livello di calpestio presunto, Ln,w, sarà dato da Pertanto il livello di calpestio presunto, Ln,w, sarà dato da Ln,w = L0n,w - Lnw Ln,w = L0n,w - Lnw Il materiale fornisce un efficace smorzamento e un’accettabile dissipazione di energia vibrazionale, se anche Il efficace smorzamento e un’accettabile dissipazione dell’intero di energia vibrazionale, se anche la materiale frequenzafornisce naturaleundel solo pavimento galleggiante e preferibilmente sistema massa-mollala frequenza del bassa solo pavimento preferibilmente dell’intero sistema massa-mollamassa, si trovanaturale nella parte del range digalleggiante frequenze dieinteresse (100-3150 Hz): massa, si trova nella parte bassa del range di frequenze di interesse (100-3150 Hz): f0mg < 100 e f0sol < 100 [Hz] f0mg < 100 e f0sol < 100 [Hz] Esempio numerico: Esempio numerico: rigidità dinamica del materiale s’= 25 [MN/m3] rigidità dinamica del materiale s’= 25 [MN/m2 3] [Kg/m ] massa areica del massetto galleggiante m2’= 80 [Kg/m2] massa areica del massetto galleggiante m ’= 80 [Kg/m2] massa areica del solaio m21’= 300 2 300 [Kg/m ] massa areica del solaio me1’= Determino il livello di calpestio del solaio grezzo successivamente l’attenuazione del livello di calpestio: Determino il livello di calpestio del solaio grezzo e successivamente l’attenuazione del livello di calpestio: L0n,w = 155 – 30 log(300) = 80 dB L0n,w = 155 – 30 log(300) = 80 dB 80 + 18 = 25 dB 25 Lnw = 15 log 9 9 Ln,w = 80 – 25 = 55 dB Ora effettuo un controllo sulla frequenza naturale: per il sistema massa-molla: f0mg = 1 25 2π 80 per il sistema massa-molla-massa: f0sol = 1 1 1 25 + 2π 80 300 La frequenza naturale si colloca al di fuori del range di interesse. 7