Blast resistant facades design. Case study of a stadium redevelopment

This thesis outlines a three-phase research program that was developed to create a sort of guideline for the Blast Resistant Facades design. It has been carried out during a six-months internship at Eckersley O’Callaghan London (EOC), thanks to its collaboration with Politecnico di Milano, UNICMI and the Professor Eng. Paolo Rigone. The first phase focuses on the comparison between the standards and codes about this topic from different continents and countries trying to understand their limitations, differences and deficiencies. The second and third one consists in a static and a dynamic analysis for a specific blast threat applied to a real case study. In these phases materials characteristics and behaviours are studied and investigated. Moreover, a series of models has been created to determine the accuracy and applicability of two software packages in predicting the behaviour of laminated glass facades under dynamic blast loading with different techniques: a FE model analysis and a SDOF model analysis. Finally, the outputs of these programs were compared to understand their limitations, possibilities to be improved and to find out the better way to obtain a correct solution for a proposed problem.

Questo elaborato di tesi delinea un programma di ricerca suddiviso in tre fasi che è stato sviluppato per creare una sorta di linea guida nella progettazione delle facciate antiesplosione. La ricerca è stata il risultato di un tirocinio di sei mesi presso lo studio di Londra Eckersley O’Callaghan (EOC), grazie alla sua collaborazione con il Politecnico di Milano, UNICMI e il professor Ing. Paolo Rigone. La prima fase si focalizza sul confronto tra le principali normative di diversi continenti e stati nel mondo cercando di individuare le loro limitazioni, differenze e mancanze. La seconda e la terza fase costituiscono invece la parte di analisi, statica e dinamica, per una specifica minaccia esplosiva applicata a un caso studio reale. In queste fasi sono state investigate e studiate le caratteristiche e i comportamenti dei materiali presenti nel sistema di facciata. Sono stati inoltre creati una serie di modelli per determinare l’accuratezza e l’applicabilità di due sofware nella progettazione di facciate che utilizzano vetri laminati per resistere a un carico da esplosione. Questi modelli sono stati analizzati con due differenti tecniche: un modello a Elementi Finiti e un modello a Singolo Grado di Libertà. Infine, si sono confrontati i risultati dei due programmi per valutare i loro limiti, le possibilità di miglioramento e per trovare le miglior soluzione per ottenere risultati corretti per il problema proposto.