Studio del sistema di connessione alla struttura portante per facciate continue del tipo a cellula sottoposte ad azione sismica

Ad eccezione di alcune linee guida presenti nelle norme di progettazione dell’edificio, vi è attualmente una mancanza di criteri di approccio alla progettazione antisismica delle facciate continue in vetro. Oggi l’approccio alla soluzione del problema risiede nella tecnologia e nella geometria dell’elemento di facciata con le relative difficoltà a controllarne il comportamento. Al fine proteggere la facciata dalle azioni sismiche, in questo elaborato viene esaminato il concetto di offrire una compatibilità meccanica tra la struttura dell’edificio e l’involucro, in contrasto con la pratica comune di affidare la resistenza sismica ai giunti presenti tra gli elementi che costituiscono la facciata. Come si potrà leggere nel proseguo dell’elaborato, la principale causa di danno per il vetro di facciata è la deformazione nel piano del telaio, causata dagli spostamenti interpiano della struttura dell’edificio. Attraverso l’utilizzo di sistemi di connessioni avanzati, è possibile evitare che questi spostamenti vengano trasferiti all’involucro, pur mantenendo la struttura dell’edificio come sistema di supporto principale. Una serie di meccanismi di connessioni avanzante a dissipazione energetica, che possono essere incorporati nei sistemi di curtain wall, sono introdotti nel capitolo 4. Ma prima di ciò, al fine di comprendere meglio il comportamento dell’involucro vetrato durante un terremoto, nel capitolo 3 sono stati analizzati i problemi legati alle dinamiche sismiche delle facciate continue, differenti per ognuno dei sistemi di curtain wall analizzati. Nel capitolo 6 è stato analizzato un edificio a torre di 30 piani, localizzato a Milano, lo si è modellato in un software agli elementi finiti e si è ricavata la sua risposta sismica sotto forma di spostamenti e accelerazioni di piano e periodo di oscillazione dell’edificio. I dati ottenuti sono stati utilizzati nel capitolo 7 per effettuare un’analisi geometrica sugli spostamenti e le rotazioni che la facciata continua a cellula (su cui ci si è soffermati) subisce, cercando di focalizzare l’attenzione sui punti critici che possono provocare danni al telaio e quindi al vetro. Nei successivi due capitoli, basandosi sui risultati ottenuti precedentemente riguardo il comportamento delle cellule soggette all’azione sismica (capitolo 7), sono state studiate due tipologie di connessioni avanzate a dissipazione energetica. La prima sfrutta la tecnologia degli isolatori sismici elastomerici oggi utilizzati nelle fondazioni dell’edificio. Adattare questi principi di isolamento alla facciata continua però non ci ha portato ai risultati desiderati: l’incompatibilità tra il periodo di oscillazione dell’edificio e i piccoli spostamenti della facciata relativamente al piano di ancoraggio è il motivo principale dell’inapplicabilità del sistema. Nel capitolo 9 invece ci si è scontrati con lo studio dei dispositivi ad attrito. Introdotte le equazioni che ne governano il comportamento si sono forniti i criteri di progettazione di un sistema di connessione che garantisca un livello di isolamento desiderato, diverso piano per piano, a seconda delle azioni e degli spostamenti che lo caratterizzano. Durante il corso della ricerca, oggetto di questa tesi, il principale obiettivo è stato quello di proporre sistemi di connessione che garantiscano compatibilità tra il comportamento meccanico della struttura dell’edificio e l’involucro. Gli aspetti di cui si è tenuto conto in fase di progettazione sono: - I costi di produzione - La semplicità di produzione e installazione - Garantire caratteristiche estetiche e geometriche semplici In questa ricerca si è posta maggiore attenzione alla sicurezza e quindi ad evitare rotture meccaniche della facciata. Tuttavia, la funzionalità dell’involucro in termini di performance (tenuta all’aria, all’acqua e il suo isolamento acustico) ha bisogno di essere indagata maggiormente. Queste prestazioni però posso essere assicurate indirettamente dal fatto che limitando gli eventuali danni strutturali (di sicurezza in uso) vengono preservate le funzionalità degli elementi di giunto, quali guarnizioni e sigillanti.