Copertura per lo Stadio del nuoto (complesso del Foro italico)

caro Daniele per cominciare, perchè non inserisci una tua foto sul tuo profilo? il rapporto sarà meno impersonale.

Ciò premesso, mi hai fatto due esempi apparentamente molto diversi tra loro. Cosa li accomuna? le dimensioni? quali sono le dimensioni nei due casi? quali sono i materiali?

insomma, cominciamo ad entrare nel merito?

ovvero, ci mettiamo nel solco della forma libera in un contesto di dimensioni enormi. In più, questa forma libera è praticamente piatta, quindi non può far ricorso ad una resistenza per forma, e con una tessitura anch'essa libera, ossia che non ottimizza lo stato tensionale.

Vedo grandi difficoltà, ma se la tesi vuol essere un percorso formativo non si può far altro che procedere come fatto con Daniele Nardone, ossia iniziando, sbagliando e correggendosi. 

Cominciamo ad essere un minimo dettagliati:

1) dove appoggia questa superficie?

2) quali sono le sue esatte dimensioni di ingombro?

3) E', come a me sembra, praticamente piatta? 

4) Sei disposto a mettere tutto in discussione?

Spiego meglio il punto 4) . E' tutto troppo rigido. Le dimensioni sono fisse, la tessitura è rigida, la curvatura è assente. Cosa sei disposto a trattare?

ora le dimensioni sono chiare. Dovresti chiarirmi se è possibile appoggiare la copertura sull'intero perimetro, oppure su di una parte di esso, oppure ancora su di una serie di appoggi isolati. Strutturalmente fa veramente molta differenza. la proposta sta nel procedere per gradi di complessità, per arrivare ad avere in tempi rapidi un ordine di grandezza delle dimensioni strutturali. Si potrebbe in primissima approssimazione trascurare l'increspatura e considerare la copertura come piatta. In tal caso il modello meccanico sarebbe quello di una piastra inflessa, ottenuta tramite un graticcio di travi reciprocamente incastrate. Le travi sarebbero molto alte e fitte, in prima approssimazione formanti un reticolo ortogonale a passo regolare, e di acciaio. Questa prima approssimazione potrebbe fornirci un'idea di cosa stiamo dimensionando.

Si tratta di diventare rapidamente operativi. Disgna una tessitura regolarissima che immagini un graticcio di travi ortogonali piano, distribuiti su di un rettangolo di lati pari alle dimensioni della copertura. Ognuna delle travi sarà appoggiata tridimensionalmente. All'incrocio tra due travi, c'è un incastro reciproco. Il passo dovrebbe essere molto fitto. Potresti ipotizzare il passo che si vede in una delle due strutture che hai postato, con quelle stesse dimensioni delle travi. Sembra una con dimensioni reciproche (altezza, spessore delle travi, interassi) molto eleganti.
 

Daniele, stavo guardando i due edifici che hai proposto e vorrei che prima di iniziare a fare tentativi sia necessario un attimo di approfondimento, di studio, insomma, di ascolto. Le due coperture che hai evidenziato sono per ora solo delle suggestioni, anche se belle. Per prendere spunto da esse, dobbiamo conoscerne le dimensioni. Il motivo per cui te lo chiedo è legato ad un fattore che stai al momento trascurando: la scala. Nel passaggio tra una copertura 30mx80 m ad una copertura 80 m x 240 m, la struttura cambia non solo quantitativamente, ossia nelle dimensioni delle membrature, o nello spessore delle solette (per il CA) ma può drasticamente cambiare qualitativamente, ossia tipologicamente. Il passaggio continuo/discreto (soletta continua o membrature?) o nella geometria globale (struttura piatta (piastra) o curva (guscio)?) sono cambiamenti di tipologia strutturale che ti fanno rapidamente passare da un modello fisico matematico ad un altro, da una tecnologia ad un'altra, da un'organizzazione di cantiere ad un'altra. Ergo: va ponderato.

Tutto questo sermone deve intendersi in questo modo: prima di partire, vuoi fare un'analisi dettagliata delle coperture a grandi dimensioni che hai proposto? per me, quella di Foster è infinitamente più piccola: sembra un 30X70 ed in più è curva. Tra parentesi pare copiata da una copertura in legno di cui mima perfettamente sia la forma esterna, sia la tessitura e quindi l'effetto interno. La allego:

caro Daniele,

sinceramente non conoscevo questo "special constraint" e non so bene come funziona. Sto immaginando che tu abbia  disegnato le travi nella loro interezza, ossia lunghe 80 m e 240 m, e poi, all'incrocio tra due di esse hai imposto l'incastro reciproco. E' così? ovviamente, sei già su SAP2000. In che versione? Con Fabiana, ed anche mi pare con Daniele Nardone, stamo avendo problemi di interfaccia tra Rhino e la versione 11 di Sap2000. Non abbiamo ancora risolto il problema, ma alla fine ci accorderemo sulla release 14, che ti invito a procurarti.

Premesso ciò, i tuoi graticci di travi sono già disegnati su SAP ed ora vanno analizzati. Per fare ciò devi:

1) scegliere un materiale (acciaio, ma immagino dovremo spostarci sugli acciai ad elevatissima resistenza di ultima generazione: dovresti cominciare a cercare in rete dati su questi materiali. Mi pare che Stefano Gabriele (gabriele@uniroma3.it) abbia lavorato ad un progetto di ricerca su tali acciai. Se gli scrivi un'email magari ti fai dare delle indicazioni in merito. Servono resistenza, peso specifico, duttilità, tutti i parametri in suo possesso) 

2) scegliere una sezione per queste travi. Credo che sarà impossibile scegliere un profilo laminato di quelli standard e forse dovremo riferisci a sezioni saldate scatolari, di grande altezza.

3) ipotizzare un vincolo esterno, ossia il vincolo tra le travi e gli elementi verticali che stanno lungo il perimetro. Per ora va bene l'incastro, ma poi bisogna vedere se si riuscirà a realizzarli. 

4) ipotizzare un carico a metro quadro. Anzitutto ci sarà il peso proprio, che SAP2000 calcola in automatico, una volta  decisi i materiali e le sezioni. Ma non basta: la struttura porterà certamente una copertura di completamento che  deve essere vista come un sovraccarico permanente ed il peso di questi completamento (lastra di vetro?) dipende dalla tecnologia prescelta. Questa è una tua scelta. Poi c'è il sovraccarico accidentale, che va calcolato in base alla funzione. Alla fine questo carico a metro quadro sarà riportato a metro lineare sulle travi, moltiplicando per gli interassi. E quindi si farà 'analisi dello stato tensionale. 

5) il cantiere: la cosa che mi preoccupa di più è dove e come si organizza il cantiere di quest'opera. Si può organizzare a piè d'opera? 

saluti