Aspetti strutturali nella modularizzazione di edifici industriali

This work is part of a wider research project developed by the “Construction” department of ANIMP (Associazione Nazionale di Impiantistica Industriale) in collaboration with ECI, European Construction Institute; the project’s coordination is performed by ANIMP together with Politecnico di Milano. The project faces both management and structural issues concerning modularization, involving also many chief companies within the industrial off-site construction field. The research aims to achieve three major goals: (1) come up with an univocal definition of modularization inside the industrial field, (2) analyze this way of building from an economic/management point of view,(3) improve structural solutions that may adduce to a reduction of the structure weight. In the present work a case study was taken into consideration. The main load conditions, especially the wind one, the PSV one (effect of the operation of pressure safety valves), and the seismic one (implemented with two different level of site seismicity) were studied. Regarding the wind load condition, the revision completed brought out the necessity of increasing the structure stiffness together with a more cooperative behavior between different transversal frames. Instead, the seismic analysis headed towards both a stiffening of the transversal direction, and a better exploitation of the longitudinal bracing systems. In this respect, and also to the aim of the reduction of weight during transportation, it is interesting to recall the solution proposed for columns that provides for hollow square section to be partially filled with concrete (on the construction site); this solution shall be verified for fire action.

Il lavoro di tesi si colloca all’interno di un progetto di ricerca sviluppato dalla sezione “Construction” di ANIMP (Associazione Nazionale di Impiantistica Industriale) in collaborazione con ECI, European Construction Institute; il coordinamento del progetto è svolto da ANIMP con il Politecnico di Milano. Nel progetto, che prevede la collaborazione tra aziende leader nel campo della costruzione industriale off-site, si affrontano sia tematiche di carattere gestionale, sia argomenti più strettamente legati alla progettazione strutturale. Gli obiettivi della ricerca sono principalmente tre: (1) giungere ad una definizione univoca di modularizzazione nel campo della costruzione industriale, (2) analizzare tale modalità costruttiva dal punto di vista economico/gestionale e (3) proporre soluzioni strutturali che portino ad una riduzione del peso della struttura. Nella trattazione è stato preso in considerazione un case study reale; lo studio si è articolato prendendo in considerazione le principali condizioni di sollecitazione, soffermandosi, in particolare sulle situazioni di (1) azione del vento e delle valvole di sicurezza PSV e (2) azioni sismiche, considerate per due diversi livelli di sismicità al sito. Per quanto attiene alla prima condizione, le verifiche svolte hanno fatto emergere, in generale, la necessità di aumentare la rigidezza della struttura ed il livello di collaborazione fra i telai trasversali. Per quanto riguarda le azioni sismiche, si è operato sia in funzione dell’irrigidimento nel piano trasversale, sia per meglio sfruttare la presenza di controventi nel piano longitudinale. Di particolare interesse, anche ai fini della riduzione del peso al trasporto, è apparso l’utilizzo, per le colonne, di sezioni cave parzialmente riempite (in situ) di calcestruzzo; tale soluzione sarà da verificare con attenzione ai fini delle azioni di incendio.