Tensostrutture e sistemi reticolari spaziali Progetto e manutenzione: il caso studio della copertura del Campus Luigi Einaudi di Torino = Tensile structures and spatial reticular systems Design and maintenance: the case study of the roofing of the Luigi Einaudi Campus in Turin

La presente tesi si propone di approfondire la comprensione del modello strutturale della copertura del Campus Luigi Einaudi a Torino attraverso due fasi principali: la ricostruzione digitale del modello strutturale esistente e l’analisi strutturale dettagliata di una porzione della struttura utilizzando il software agli elementi finiti SOFiSTiK. Il Campus Luigi Einaudi, progettato dall’architetto Norman Foster e inaugurato nel suo complesso nel 2012, rappresenta un’importate opera architettonica per la città di Torino. La sua copertura è caratterizzata da complesse geometrie e sistemi strutturali innovativi. Si rende necessaria un’analisi approfondita per valutarne l’efficacia e la stabilità nel tempo delle connessioni che caratterizzano le arcate. Nei primi capitoli viene presentata una panoramica sulle coperture spaziali di grande luce esistenti e viene introdotta nello specifico la copertura del Campus Einaudi, definendone il funzionamento strutturale. La struttura principale è costituita da travature metalliche reticolari ad arco consecutivamente disposte e collegate tra loro per mezzo di travi curve. La geometria è variabile da trave a trave, specialmente nelle zone corrispondenti agli angoli del fabbricato, in cui si evidenziano forme più articolate. La caratteristica di non-regolarità geometrica, associata alla doppia curvatura della copertura, ha inevitabilmente portato ad una concezione caratterizzata da completa eterogeneità di aste e nodi. La struttura metallica sostiene la copertura realizzata in tessuto di vetro tessile spalmato con politetrafluoroetilene (PTFE). Nel caso studio, il modello agli elementi finiti comprende ventidue delle cinquantatré travi reticolari costituenti la copertura nel suo complesso. È stata sviluppata la porzione di copertura che sovrasta i blocchi C1, C2 e C3, ospitanti le funzioni bibliotecarie ed altre attività accessorie quali bar, laboratori linguistici e altri locali per gli studenti. Questa semplificazione di calcolo è stata applicata in modo coerente considerando un’opportuna configurazione di carichi e di vincoli di bordo che tiene conto del carico proveniente dalle arcate adiacenti. In ultima analisi viene proposto un modello strutturale ulteriore, nel quale al posto dei giunti maggiormente danneggiati sono inserite delle molle elastiche rotazionali, al fine di ricostruire un modello più vicino alla realtà dell’attuale condizione della struttura. Infatti, l’introduzione di tali vincoli elastici simula una diminuzione della rigidezza flessionale localizzata, dovuta nella realtà alla perdita della coppia di serraggio nei giunti. I risultati ottenuti mirano a fornire una panoramica dettagliata delle prestazioni strutturali della copertura, consentendo di identificare i punti critici e fornendo un approccio integrato che combina tecniche di modellazione e software specializzati per una valutazione accurata delle prestazioni strutturali.