Progettazione e modellazione previsionale FEM del nuovo manto di copertura dei padiglioni biplanari di FieraMilano Rho-Pero

The physiological infiltration problems in the current condition of the covers of the exhibition halls and the request of Fondazione Fiera Milano to install a large photovoltaic plant, led to the adaptation of the covers in order to eliminate the highlighted criticalities and to guarantee a solid foundation for the installation of the photovoltaic panels. This thesis is therefore a detailed study of the causes and the resulting deterioration pathologies found on the exhibition pavilions, with the aim of elaborating a complete executive design of the new metallic mantle with sliding slats at ground length. In the light of the choices made for the construction of the metal mantle of the monoplanar pavilions, an analysis of all the critical nodes of the biplanars is proposed in order to arrive at the final configuration of the cover system. For each element under examination, the design choices identified for the single floor pavilions have been analysed and suitably optimised to respond to critical management, operational and above all correct functioning over time of the biplanar pavilions. The installation of a large photovoltaic system, combined with the complexity that characterizes the biplanar pavilions, led to the study of the roof through finite element modelling (Finite Element Method). The objective of this last phase of the project is to develop forecasting models that give back the real behaviour of the proposed technological-structural strategies, providing a valid tool for obtaining reliable data as conditions and loads vary. In this regard, it was decided to analyse the behaviour of the metal slatted roof and the supporting substructure subjected to the load conditions increased by the presence of photovoltaics. The obtained results give a complete picture of the behaviour of the new coverage package, paying particular attention to morphologically more complex areas. This made it possible to verify the choices made in the design and to determine the actual compatibility between the metal cover and the photovoltaic plant.

I problemi infiltrativi fisiologici allo stato attuale delle coperture dei padiglioni espositivi e la richiesta di Fondazione Fiera Milano di installare una grande centrale fotovoltaica hanno portato all’adeguamento delle coperture al fine di eliminare le criticità evidenziate e garantire una base solida per l’installazione dei pannelli fotovoltaici. La presente tesi si configura dunque, come uno studio nel dettaglio delle cause e delle conseguenti patologie di degrado riscontrate sulle coperture dei padiglioni fieristici, con lo scopo di elaborare un progetto esecutivo completo del nuovo manto metallico con doghe a scatto a lunghezza di falda. Alla luce delle scelte adottate per la realizzazione dei manti metallici dei padiglioni monoplanari, si propone un’analisi di tutti i nodi critici dei biplanari per giungere alla configurazione finale del sistema copertura. Per ogni elemento in esame sono state analizzate le scelte progettuali individuate per i padiglioni monoplanari ed opportunamente ottimizzate per rispondere alle criticità gestionali, operative e soprattutto di corretto funzionamento nel tempo dei padiglioni biplanari. L’installazione di un impianto fotovoltaico di grandi dimensioni, unita alla complessità che connota i padiglioni biplanari ha portato allo studio della copertura attraverso la modellazione ad elementi finiti (Finite Element Method). L’obiettivo di quest’ultima fase progettuale è quello di sviluppare dei modelli previsionali che restituiscano il comportamento reale delle strategie tecnologico-strutturali proposte, fornendo uno strumento valido per l’ottenimento di dati attendibili al variare delle condizioni e dei carichi applicati. A questo proposito, si è scelto di analizzare il comportamento del manto in doghe metalliche e della sottostruttura di sostegno sottoposti alle condizioni di carico agenti incrementate dalla presenza del fotovoltaico. I risultati ottenuti restituiscono un quadro completo del comportamento del nuovo pacchetto di copertura, ponendo una particolare attenzione alle zone morfologicamente più complesse. Ciò ha permesso di verificare le scelte intraprese nella progettazione e determinare l’effettiva compatibilità tra la copertura metallica e la centrale fotovoltaica.