La validazione prestazionale di un sistema custom di facciata mediante prove di laboratorio e verifica con modellazione FEM. Il caso studio di "Lorenzini 8"

This thesis aims to demonstrate the design process leading to the performance assessment of the custom façade system created for the “Lorenzini 8” project, consisting of prefabricated concrete panels incorporating aluminum mullions and transoms. This was accomplished through laboratory tests conducted on a representative performance mock-up. Starting from the current regulatory framework for envelope design, an overview of the harmonized product standard UNI EN 13830 and its updates was provided. Then how to determine performance based on the UNI 11173 standard was shown and, subsequently, verified through a series of tests compliant with the product standard. The test results were analyzed and compared with those of the FEM modeling of the system to assess possible differences with the considerations made for the static verifications performed with engineering calculations. This comparison revealed discrepancies in the results, which led to an evaluation of the influence of the elements fixed to the central mullions, as intended, on the operational behavior of the façade system, demonstrating their importance in contributing to the stiffening of the mullions and reducing their deformations. This observation could not be established before the design stage, due to the absence of experimental tests that could validate the modeling method for the two profiles and determine their degree of collaboration. However, the result is useful for optimizing solutions for other similar typological modules, still under analysis, which exhibit higher deformations. Finally, a comparison was made between the FEM modeling in the dynamic regime of the pendulum test on the glass and the experimental observations. It was concluded that, through in-depth studies of the actual impact behavior of the laminated panels, it might be possible to establish specific modeling methods to obtain results consistent with the experimental reality, in order to predict their eventual failure.

La tesi vuole mostrare il percorso progettuale che porta alla validazione prestazionale del sistema di facciata custom realizzato per il progetto Lorenzini 8, costituito da pannelli prefabbricati in calcestruzzo, in cui sono inserite facciate continue a montanti e travesi in alluminio, mediante test di laboratorio svolti su un performance mock-up rappresentativo. Partendo dal quadro normativo vigente relativo alla progettazione dell’involucro, si è fatta una panoramica della norma di prodotto armonizzata UNI EN 13830 e dei suoi aggiornamenti. In seguito, si è mostrato come determinare le prestazioni in funzione della norma UNI 11173, le quali sono state verificate, con esito positivo, mediante una sequenza di test in conformità alla norma di prodotto. I risultati delle prove sono stati analizzati e confrontati con quelli della modellazione FEM del sistema, per valutare possibili differenze rispetto alle considerazioni fatte per le verifiche statiche svolte con i calcoli ingegneristici. Da questo confronto sono emersi degli scostamenti nei risultati, che hanno portato a valutare l’influenza delle lesene fissate ai montanti centrali, secondo l’intento architettonico, sul comportamento in esercizio del sistema di facciata e mostrando la loro rilevanza nel contribuire a irrigidire i montanti, riducendone le deformate. Quanto osservato non si è potuto stabilire a priori nella progettazione, in assenza di prove sperimentali che validassero la modalità di modellazione dei due profili per stabilirne il grado di collaborazione; tuttavia, il risultato potrebbe essere utile per l’ottimizzazione delle soluzioni di altri moduli tipologici analoghi, ancora in fase di analisi, che hanno deformazioni superiori, per le quali si è ricorsi all’utilizzo di rinforzi. Infine, si è fatto un confronto tra la modellazione FEM in regime dinamico della prova al pendolo sui vetri con quanto osservato sperimentalmente, convenendo che, mediante studi approfonditi sul reale comportamento all'urto delle lastre stratificate, potrebbe essere possibile stabilire delle modalità specifiche di modellazione per ottenere risultati in linea con la realtà sperimentale, al fine di prevederne l’eventuale rottura.