Buckling of gridshells from dome to free-form structures = Instabilità dei gridshell dalle cupole alle strutture a forma libera
Sabrina Pugnale
Buckling of gridshells from dome to free-form structures = Instabilità dei gridshell dalle cupole alle strutture a forma libera.
Rel. Mario Sassone. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura Costruzione Città, 2013
Abstract
I gridshell sono strutture leggere resistenti per forma. Si possono considerare come suddivisione di un guscio continuo in una griglia di elementi snelli, collegati tra loro nei nodi. Con tale configurazione, la struttura tende a un comportamento non lineare nella sua globalità., il che rende importante la necessità di verificarne adeguatamente l’instabilità.
L’instabilità è un fenomeno che si presenta e va considerato in tutte le tipologie strutturali. Quelle che resistono principalmente a compressione, come appunto i gridshell, ne risentono particolarmente.
Questa tesi s’incentra su tale tipologia, e investiga inizialmente l’influenza di alcuni parametri sul carico critico per l'instabilità di cupole reticolate in acciaio e vetro. Diverse analisi sono state eseguite su configurazioni a pianta circolare, di diversa forma e curvatura: cupole sferiche, paraboliche ed ellittiche. Tale scelta permette un parziale confronto con i più recenti lavori di ricerca in questo ambito, i quali riportano test basati su dati geometrici e strutturali simili.
Lo studio sui parametri è stato effettuato mediante analisi di stabilità (analisi di buckling) al primo e al secondo ordine, considerando però solo imperfezioni di tipo geometrico. Una discussione dei risultati ottenuti è poi riportata per ognuno dei parametri variabili considerati.
Il rapporto che lega forma e instabilità strutturale è stato poi analizzato in due casi studio reali a forma libera in acciaio e vetro: la copertura del British Museum di Londra e la House for Hippopotamus dello zoo di Berlino.
Il processo di definizione dei modelli geometrici parametrici e dei modelli per l’analisi agli elementi finiti è spiegato in dettaglio nel testo, ed è volto all’automazione della procedura di modellazione e analisi strutturale.
Questa tesi può essere concettualmente suddivisa in tre parti. Nella prima, sono introdotti i principali concetti riguardanti la stabilità e le relative possibilità di analisi e verifica. E inoltre spiegato tutto il processo di parametrizzazione dei modelli geometrici e il collegamento tra software di modellazione e per l’analisi strutturale. Nella seconda parte sono illustrati i parametri che influenzano il carico critico di diversi tipi di cupole a pianta circolare, con relative analisi e commenti. Nella terza parte si presentano le analisi strutturali sui due casi studio a forma libera.
- Abstract in italiano (PDF, 291kB - Creative Commons Attribution)
- Abstract in inglese (PDF, 190kB - Creative Commons Attribution)
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