Le strutture spaziali compresse moderne sono superfici di varia forma articolate nel-lo spazio. Le esigenze tecniche e tecnonel-logiche, legate alla nel-loro messa in opera, hanno spinto la progettazione verso la ricerca di una discretizzazione della superficie stessa, tale da renderla efficiente dal punto di vista funzionale e gradevole alla vista. Le realiz-zazioni in questo campo si differenziano per la composizione della rete di aste e pannelli: è ammesso l’utilizzo di varie maglie strutturali, ciascuna accompagnata da punti di forza e criticità. Questa importante scelta risulta poi condizionante per il successivo sviluppo in quanto il legame tra una grid shell e la propria geometria è indissolubile. A tale scopo, nei primi capitoli, sono state mostrate alcune realizzazioni con l’intento di evidenziare le differenze e le immediate conseguenze legate all’uso di un dato tipo di pattern. Questo lavoro, partendo dalla volontà di approfondire il campo poco esplorato delle meshpoligonali, è basato sull’uso della tassellazione alla Voronoi a prevalenza esagona-le. La tesi pertanto ha esaminato un’applicazione ad un caso studio progettuale dell’in-novativo pattern di discretizzazione, servendosi della sperimentazione condotta su una riproduzione fisica in grande scala.
In risposta agli obiettivi prefissati, il primo passo nell’analisi della superficie Shell in esame è stato quello di approfondire la conoscenza della modellazione in geometria per-fetta. Questa ha senz’altro confermato la rispondenza dei risultati alle proprietà auspicate nella genesi dell’algoritmo di discretizzazione: la grid shell è prevalentemente compres-sa e i regimi flessionali sono ridotti al minimo. Un passo ulteriore è stato lo studio delle frequenze naturali, il quale ha evidenziato un comportamento assai complesso, in cui si distinguono i primi modi perché dominanti e puri.
Si è cercata, in seguito, una conferma del dato ottenuto mediante una sperimentazione statica. Il ricavo è stato un avvicinamento al modello fisico, segnato dall’evidenza di alcune problematiche e difetti. Da ciò è scaturito il confronto tra le ipotesi fatte nel-la precedente modelnel-lazione e il dato ottenuto, finalizzato alnel-la revisione e adattamento delle assunzioni fatte. Le imperfezioni, che accompagnano ogni realizzazione, sono state computate grazie all’introduzione di un campo di spostamenti basato sulle forme
156 Conclusioni e sviluppi futuri
modali, su ispirazione di [7]. La scelta è risultata vincente poiché la rappresentazione GS1 prodotta, corredata di adeguati accorgimenti, è riuscita a simulare con buona ap-prossimazione il comportamento del prototipo durante il test statico. I confronti tra i risultati numerici e reali nei punti monitorati, mostrati precedentemente, ne sono testi-monianza. La configurazione scelta in questa prova è stata selezionata tra quelle ritenute più rappresentative e di rapido riscontro pratico, ma questo non vieta di approfondire il campionamento statico, o, ancor meglio, di adottare delle tecniche digitali di rilievo tridimensionale, al fine di giungere alla vera deformata del prototipo.
La campagna di prove dinamiche, condotta con varie tecniche e strumenti, produce dei risultati in ottimo accordo tra loro; un esito inatteso date le difficoltà insite nell’approc-cio a un oggetto assai delicato, come quello in esame, e le varie influenze che avrebbero potuto pesare sulle misurazioni stesse. Il lavoro di fitting inverso che deriva dall’analisi critica di questi risultati ha prodotto un modello, GS2, basato sulla geometria imperfetta
GS1 e irrigidito da un sistema di bielle ancorate al centroide della maglia: in tal
mo-do si ottiene un sistema dinamico molto simile a quello testato con i metodi a forzante impulsiva e con l’analisi operativa. Fermo restando il buon risultato ottenuto, la natu-ra dell’openatu-ra è assai più complessa e solo un campionamento più definito, ossia con il monitoraggio di più gradi di libertà, potrebbe rivelarla nella sua totalità. A causa delle influenze in massa degli accelerometri, non è possibile con la strumentazione posseduta ripetere le prove in un’altra configurazione senza alterarne i risultati: si andrebbe contro l’ipotesi di osservabilità del campione (cap.3). Si possono percorrere due strade: ag-giungere altri accelerometri della stessa tipologia di quelli già usati, mettendo in conto le relative influenze e costruendo un altro modello dinamico, oppure utilizzare accele-rometri miniaturizzati, che non hanno influenza sulle prove. Le misurazioni con questi ultimi possono riguardare più configurazioni, poiché essi non alterano l’osservabilità del modello fisico, le quali possono essere sovrapposte. Il sistema in questo caso conserve-rebbe la linearità, validando l’operazione di sovrapposizione.
Questi passi, all’aumentare del numero di DOF esaminati, portano il livello di analisi ad elevarsi a favore della costruzione del modello matematico sperimentale di risposta completo, con la misura di tutti i parametri in tutto il campo di frequenze.
In conclusione si può dire che, come si evince dallo stato dell’arte sulle grid shells, an-che per questo caso studio sono risultate di fondamentale importanza le imperfezioni. La loro introduzione ha avvicinato la risposta del modello numerico a quella reale. Da questa esperienza emerge inoltre la grande variabilità dei risultati in funzione della modellazione degli elementi: proprietà dei materiali, ipotesi sul grado di vincolo offer-to dai nodi ecc. Le differenze riscontrate sono non tanoffer-to nel campo delle sollecitazioni quanto nel campo degli spostamenti: un aspetto che potrebbe risultare importante nelle verifiche di esercizio per queste strutture assai leggere e deformabili.
L’influenza di tali problematiche sulle analisi dinamiche si manifesta in misura molto maggiore rispetto alle analisi statiche: il modello GS2, ad esempio, modifica
pesante-mente il proprio comportamento rispetto alla risposta in Natural Frequency del GS0.
Mentre gli studi sull’influenza delle imperfezioni nell’analisi di stabilità sono assai dif-fusi [2, 7], nel campo dinamico si riscontra ancora una carenza di tali riferimenti. Uno sviluppo di questo lavoro già previsto riguarda la valutazione degli effetti irrigidenti di cavi pretesi applicati alla struttura. Come spesso accade, una grid shell, resistente per forma ai carichi propri, risulta poco adatta a contrastare azioni fuori piano o non simme-triche. Per ovviare a questa vulnerabilità si dispone una rete di cavi che, se necessario, vengono tesati con una presollecitazione differente (ad esempio si ricordi il caso di Neu-munster in cap.1). Oltre allo stato di pretensione da indurre, si potrebbe indagare sui possibili percorsi dei cavi che, data la particolare geometria, potrebbero seguire un per-corso rettilineo (supponendo di ragionare in pianta) o una spezzata che segua il disegno delle celle. Quest’ultimo scenario aprirebbe le porte a una soluzione a impatto visivo nullo e totalmente inedita.
Un passo ulteriore potrebbe prevedere l’estensione dei risultati al progetto in grande sca-la delsca-la struttura esaminata, basandosi sulle esperienze effettuate sul resca-lativo prototipo. La pratica, già applicata con successo in passato (si ricordino ad esempio i lavori di Antoni Gaudi e Heinz Isler), è molto diffusa ai giorni nostri ed adoperata dalle grosse società di ingegneria al fine di testare un elemento progettuale su un modello in scala. Ovviamente questo passaggio necessita di adeguate considerazioni sugli effetti scala, di cui si dava cenno nel cap.4.
In generale, le prospettive di sviluppo nel campo delle superfici grid shell a forma libera sono molteplici e l’interesse di cui godono nel panorama architettonico contemporaneo è in continua crescita. Il progresso scientifico e tecnologico certamente gioca a favore di studiosi e progettisti, tuttavia il confronto con un buon modello fisico in scala può rappresentare il preludio della conoscenza della realtà.
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