3. IPOTESI DI DIMENSIONAMENTO Generalità La presente relazione illustra le ipotesi per l analisi dei carichi ed i criteri di dimensionamento della struttura delle facciate della la Torre Intesa San Paolo a Torino, in particolare: Ipotesi di carico: carichi climatici, di servizio e azioni accidentali. Ipotesi relative agli stati limite di esercizio della struttura portante delle facciate. Una particolare attenzione é stata data all applicazione dell ultimo aggiornamento delle norme italiane, integrate dal testo della normativa europea (Eurocodice) approvata in Italia. Quadro normativo Determinazione delle azioni del vento Per l attuale fase di progettazione preliminare, I valori delle pressioni del vento sono stati calcolati tramite applicazione della normative in vigore in Italia. I valori di base di riferimento per l azione del vento sono stati determinati tramite il Testo Unico. Per la determinazione dei coefficienti di pressione si é fatto riferimento all Eurocodice 1: UNI EN 1991-1-4: Azioni del vento (Luglio 2005). Per le fasi successive di progettazione si prevede di disporre dei risultati di studi sperimentali in galleria del vento, che permettano di avere una stima piu precisa della distribuzione delle pressioni del vento sulla superficie delle facciate della torre (vedi capitolo Concezione Tecnica). È stato recentemente pubblicato sul supplemento ordinario n. 159 della Gazzetta Ufficiale n. 222 del 23/09/2005 il Decreto del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti recante le nuove normative per la progettazione strutturale: Testo Unico - Norme tecniche per le costruzioni. Nel presente documento si fa riferimento pertanto al Testo Unico, congiuntamente alle normative europée quando necessario (ultima versione pubblicata dalla UNI) per il calcolo delle azioni climatiche. Vita utile di progetto In base al 2.5 del Testo Unificato - GU 23/09/2005, la classe di importanza dell opera va concordata tra il Committente ed il Progettista. Le classi degli edifici pubblici introdotte nella nuova normativa sono le seguenti : Classe 1 : comprende le costruzioni soggette a normali affollamenti e senza funzioni pubbliche e solciali essenziali ; il Testo Unico prevede una durata di vita di 50 anni, alla quale é associato un tempo di ritorno per il calcolo delle azioni climatiche pari a 500 anni. Classe 2 : costruzioni il cui uso prevede affollamenti significativi, costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, attività sociali essenziali. Vita utile di 100 anni; periodo di ritorno da considerare per i fenomeni naturali coinvolti : 1000 anni. Azioni ambientali e naturali Le azioni ambientali considerate sono le seguenti Azione sismica Azione del vento Azione della neve Azione della temperatura. Azione sismica Facendo riferimento alla classificazione sismica prevista dall'o.p.c.m. 3274/2003 (recepita dalla Regione Piemonte con D.G.R. del 17/11/2003 n. 61-11017), Torino si trova nella zona di sismicità 4. L azione sismica é calcolata sulla base del 3.2 del Testo Unificato - GU 23/09/2005. Il calcolo degli elementi strutturali si effettua in base all Ordinanza 3274 de 3/5/2005 «Testo integrato dell allegato 2 Edifici. L azione sismica viene descritta tramite lo spettro di risposta delle accelerazioni. Per la definizione dell azione sismica é necessario determinare la categoria del suolo di fondazione ( 3.2.1). Restiamo in attesa delle indicazioni che saranno fornite in un documento specifico redatto da uno specialista geotecnico. La scelta della classe di importanza dell opera gioca un ruolo determinante nel calcolo delle azioni ambientali sulla struttura, in quanto esse dipendono dal periodo di ritorno. Per le costruzioni di classe 2, che comprende le opere considerate di particolare prestigio ed importanza dal punto di vista strategico e sociale, il Testo Unico prevede una durata di vita di 100 anni, alla quale é associate un tempo di ritorno per il calcolo delle azioni climatiche pari a 1000 anni. Per le costruzioni di classe 1, che comprende le costruzioni soggette a normali affollamenti senza funzioni pubbliche e solciali essenziali, il Testo Unico prevede una durata di vita di 50 anni, alla quale é associato un tempo di ritorno per il calcolo delle azioni climatiche pari a 500 anni. Per quanto riguarda la progettazione sismica delle facciate, nell Ordinanza si fa riferimento allo stato limite di danno. Per edifici con tamponamenti progettati in modo da non subire danni a seguito di spostamenti di interpiano d rp, per effetto della loro deformabilita intrinseca o dei collegamenti alla struttura: d rp < h/100 dove d rp é lo spostamento interpiano calcolato con lo spettro per lo stato limite di danno. Azione del vento L azione del vento dipende dalla velocità di riferimento del vento v ref, definita come valore massimo della velocità media su un intervallo di tempo di 10 minuti, misurata a 10m dal suolo, su un terreno di categoria II (tale velocità corrisponde ad un periodo di ritorno di 50 anni). La facciata della torre oggetto del presente studio non si considera appartenente ad una delle categorie precedenti. Trattandosi di una struttura secondaria, la vita utile delle facciate é stata fissata pari a 25 anni, che corrisponde ad un periodo di ritorno per il calcolo delle azioni climatiche di circa 220 anni. Classificazione sismica La città di Torino è classificata in zona 4, a bassa sismicità: nella zona 4 non viene introdotto l'obbligo della progettazione antisismica, tranne che per interventi che interessano alcune tipologie di edifici strategici. La Regione Piemonte, con Circolare del Presidente della Giunta Regionale del 27 aprile 2004 n. 1/DOP, ha definito le procedure da adottare per le zone sismiche 2, 3 e 4. L edificio del progetto si puo considerare strategico ed é pertanto necessario effettuare la progettazione antisismica delle strutture.
Per cui i parametri sono i seguenti: z min = 12 m k R = 0.23 z o = 0.7 m La velocità di picco del vento, che tiene conto degli incrementi dovuti a fenomeni di raffica, si determina come: v P (z) = c ev (z) v R (T R ) dove c ev (z) é il coeffiiciente di esposizione delle velocità e vale : c ev (z) = k r [c t α(z) ( 7 + c t α(z) )] 0.5 c ev (z)= c ev (z min ) per z z min per z > z min La pressione cinetica di picco, associata alla velocità di picco, si calcola come: q p (z) = ½ ρ c e (z) v R ² dove c e (z) rappresenta il coefficiente di esposizione per le pressioni, ed è pari a: c e (z) = k r ²α(z) [7+α(z)] Di seguito si riportano i diagrammi della velocità di picco, della pressione di picco e del coefficiente di esposizione, in funzione dell altezza di riferimento (le coordinate z di riferimento corrispondono ai solai di ogni piano). Parametri di macrozonazione per il vento, per la zona 1: v ref,o = 25 m/s a o = 1000 m k a = 0.01 s -1 poiché a s < a o : v ref = v ref,o Tempo di ritorno La velocità di riferimento del vento, riferita al periodo di ritorno T R, é data da (v. par. 3.3.3 Testo Unico): v R (T R ) = α R (T R ) v ref dove T R = 220 anni percui α r = 1.08 Pertanto, la velocità di riferimento del vento é pari : v R = 27 m/s Velocità e pressione di picco del vento La velocità media del vento del sito in esame è pari a: v M (z) = k r c t α(z) v R (T R ) dove la funzione α(z) definisce il profilo logaritmico delle velocità, ed è pari a: α(z)= ln(z/z o ) per z > z min α(z)= α(z min ) per z z min c t é il coefficiente di topografia che, per il caso in esame, é considerato pari ad 1. I parametri z o, z min, k r sono correlati alla classificazione del sito in base alla sua rugosità, come risulta dalle tabelle 3.3.II e 3.3.III del Testo Unico. Per il sito in esame: Classe A: aree urbane Categoria d esposizione del sito: V
260 240 z (m) Velocità di picco 195,16; 256,60 260 240 z (m) Pressione di picco q p (z) = c e (z) 1/2 ρ v R ² 1,84 220 191,31; 218,79 220 1,77 200 190,04; 207,57 200 1,74 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 124,11; 14,96 118,24; 9,35 118,24; 5,61 145,09; 33,66 142,09; 29,92 136,77; 24,31 132,45; 20,57 186,78; 181,39 185,76; 173,91 184,96; 168,30 184,14; 162,69 183,28; 157,08 182,40; 151,47 181,79; 147,73 181,17; 143,99 180,53; 140,25 179,87; 136,51 179,19; 132,77 178,49; 129,03 177,77; 125,29 177,03; 121,55 176,27; 117,81 175,48; 114,07 174,66; 110,33 173,82; 106,59 172,94; 102,85 172,03; 99,11 171,09; 95,37 170,10; 91,63 169,08; 87,89 168,01; 84,15 166,88; 80,41 165,71; 76,67 164,47; 72,93 163,16; 69,19 161,79; 65,45 160,32; 61,71 158,77; 57,97 157,10; 54,23 155,31; 50,49 153,39; 46,75 151,29; 43,01 149,00; 39,27 v p (km/h) 100 120 140 160 180 200 220 240 Diagramma della velocità di picco del vento 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1,68 1,66 1,65 1,64 1,62 1,60 1,59 1,58 1,57 1,56 1,55 1,54 1,52 1,51 1,50 1,49 1,47 1,46 1,44 1,43 1,41 1,40 1,38 1,36 1,34 1,32 1,30 1,28 1,26 1,24 1,22 1,19 1,16 1,13 1,10 1,07 1,02 0,97 0,90 0,85 0,74 0,67 0,67 q p (kpa) 0,4 0,9 1,4 1,9 2,4 Diagramma della pressione di picco del vento
260 z (m) Coefficiente d'esposizione 4,03 c pi é il coefficiente di pressione interna c d é il coefficiente dinamico della struttura considerata. I coefficienti di pressione dipendono dalla forma dell elemento considerato, e possono essere calcolati secondo le indicazioni fornite nella norma UNI EN 1991-1-4 : Eurocodice 1. 240 220 200 3,87 3,82 Coefficienti di pressione esterna Ai fini del calcolo dei coefficienti di pressione si effettua l ipotesi che la pianta dell edificio sia assimilabile ad una forma rettangolare di lati 32m x 62 m. I coefficienti di pressione per le pareti verticali degli edifici a forma rettangolare sono forniti nel 7.2.2 dell Eurocodice 1-4. 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 1,48 1,63 1,98 1,86 2,23 2,14 3,62 3,59 3,55 3,52 3,50 3,47 3,45 3,42 3,40 3,37 3,34 3,32 3,29 3,26 3,23 3,20 3,16 3,13 3,10 3,06 3,03 2,99 2,95 2,91 2,86 2,82 2,77 2,72 2,67 2,61 2,55 2,42 2,49 2,35 1,00 1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 3,69 3,65 Ce Diagramma del coefficiente d esposizione Azione statica equivalente del vento L azione del vento sugli elementi si puo considerare come pressione statica equivalente applicata alle superfici di riferimento; nel caso di edifici si traduce in pressioni esterne e pressioni interne: w e = c pe c d q p w i = c pi c d q p c pe é il coefficiente di pressione esterna
I valori del coefficiente di pressione variano a seconda della superficie interessata dal vento per l elemento considerato. Nella tabella 7.1 dell ENV 1994-1-4 si riportano i valori del coefficiente c pe,1, relativi ad una superficice di 1 m², ed i valori per c pe,10, relativi ad una superficie di 10 m². Nel caso in esame si prendono i valori per h/d = 5. Di seguito si riportano le immagini con la definizione dei differenti coefficienti di pressione in funzione delle direzioni di provenienza del vento. Diagramma dei coefficienti di pressione esterna c pe,10
dedotti dalla curva h/d > 1 in figura 7.13. Coefficiente di pressione per le pareti isolate Le pareti vetrate nella parte alta e nella parte bassa della torre sulle facciate est ed ovest si considerano come pareti isolate ai fini del calcolo dei coefficienti di pressione. Pertanto, si considera su di esse una distribuzione costante della pressione del vento, il cui valore é calcolato per l altezza di riferimento h pari all altezza della parete. I coefficienti di pressione sono dati dal par. 7.4.1 dell ENV 1991-1-4. Diagramma dei coefficienti di pressione esterna c pe,1 Parete vetrata situata nella parte alta della torre Coefficienti di pressione interna Il coefficiente di pressione interna della struttura dell edificio si deduce sulla base delle indicazioni fornite nel 7.2.9 dell EN 1991-1-4. In mancanza di indicazioni precise riguardanti le aperture delle facciate, i valori estremi per il coefficiente di pressione interna valgono : Per la facciata situata in sommità della torre, assimilata ad una parete incastrata al livello 42 e libera in sommità, le grandezze di riferimento sono le seguenti : h = 35 m ; l = 39 m per cui : l/h < 3 : percui c p,a = 2.3 e c p,b = 1.4 l < 2h : le zone di pressione sono le zone A e B, dove la zona A si estende per una larghezza pari a 0.3h = 10.5 m c pi,min = - 0.5 c pi,max = + 0.35
Questo coefficiente si applica per le pareti sottovento ai valori delle pressioni calcolate in base al metodo per pareti isolate. Diagrammi della pressione esterna Nelle figure seguenti si riportano i diagrammi della pressione esterna del vento (w e = c p,e q p ) per le differenti zone della costruzione, ottenuti per c d = 1. Parete vetrata situata nella parte bassa della torre Per la facciata situata nella parte bassa della torre (parte della doppia pelle detta «a gonna»), si considera in via semplificata (e a favore di sicurezza) che la parete sia assimilabile ad una parete a sbalzo incastrata al livello 2 e libera al livello 7 ; le grandezze di riferimento sono le seguenti : h = 25 m ; l = 39 m per cui : l/h < 3 : per cui c p,a = 2.3 e c p,b = 1.4 l < 2h : le zone di pressione sono le zone A e B, dove la zona A si estende per una larghezza pari a 0.3h = 7.5 m Coefficiente di riparo Per le pareti sottovento, situate in corrispondenza delle pareti nella parte alta e bassa, si considera il fattore di riparo Ψ s dato dall Eurocodice 1 in funzione della distanza relativa tra le pareti: x/h = 1 : per cui Ψ s = 0.3
-2,14-1,43-0,89 z (m) 260 240-1,25 Pressione - zona E 260 z (m) 240-2,06-1,37-0,86 220-1,20 220-2,03-1,35-0,85 200-1,18 200 q (kpa) -1,96-1,94-1,92-1,91-1,89-1,87-1,86-1,84-1,83 Pressione - zona A Pressione - zona B Pressione - zona C -1,31-1,82-1,80-1,79-1,78-1,76-1,75-1,73-1,71-1,70-1,68-1,66-1,65-1,63-1,61-1,59-1,57-1,54-1,52-1,50-1,47-1,44-1,42-1,39-1,36-1,29-1,28-1,27-1,26-1,25-1,24-1,23-1,22-1,21-1,20-1,19-1,18-1,17-1,16-1,15-1,14-1,13-1,12-1,11-1,10-1,08-1,07-1,06-1,04-1,03-1,01-1,00-0,98-0,96-0,94-0,92-0,90-1,32-1,29-1,25-1,18-1,13-1,05-0,82-0,88-0,86-0,83-0,79-0,76-0,70-0,99-0,87-0,81-0,80-0,79-0,79-0,78-0,77-0,77-0,76-0,76-0,75-0,75-0,74-0,73-0,73-0,72-0,71-0,71-0,70-0,69-0,69-0,68-0,67-0,66-0,65-0,64-0,63-0,62-0,61-0,60-0,59-0,58-0,56-0,55-0,54-0,52-0,79-0,79-0,66-0,58-0,49-0,47-0,44-0,41-0,36-0,52-0,33-0,52-0,33 0-2,50-2,00-1,50-1,00-0,50 0,00 Diagramma della pressione nelle zone A, B, C 180 160 140 120 100 80 60 40 20-1,14 180-1,13-1,12-1,11-1,10 160-1,09-1,08-1,08-1,07 140-1,06-1,05-1,04-1,04-1,03 120-1,02-1,01-1,00-0,99-0,98-0,97 100-0,96-0,95-0,94-0,93-0,91 80-0,90-0,89-0,87-0,86-0,84-0,83 60-0,81-0,79-0,77-0,75-0,73 40-0,69 Pressione - zona E -0,66-0,61-0,58 20-0,51 q (kpa) -0,46-0,46 0-1,40-1,20-1,00-0,80-0,60-0,40-0,20 0,00 Diagramma della pressione nella zona E
260 240 z (m) Pressione - zona D 1,43-2,50-1,96-0,89 z (m) 260 240 220 1,37-2,40-1,89-0,86 220 200 1,35-2,37-1,86-0,85 200 180 1,29 1,28 160 1,27 1,26 1,25 1,24 1,23 140 1,22 1,21 1,20 1,19 1,18 120 1,17 1,16 1,15 1,14 1,13 1,12 100 1,11 1,10 1,08 1,07 1,06 80 1,04 1,03 1,01 1,00 0,98 60 0,96 0,94 0,92 0,90 0,88 0,86 40 0,83 0,79 0,76 0,70 Pressione - zona D 20 0,66 0,58 0,52 0,52 q (kpa) 0 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 1,31 Diagramma della pressione nella zona D Pressione c pe,1-2,29-2,26-2,24-2,22-2,20-2,18-2,17-2,15 Pressione - zona A Pressione - zona B Pressione - zona C -1,80-2,14-2,12-2,11-2,09-2,07-2,06-2,04-2,02-2,00-1,98-1,96-1,94-1,92-1,90-1,87-1,85-1,78-1,76-1,75-1,73-1,71-1,70-1,69-1,68-1,67-1,65-1,64-1,63-1,61-1,60-1,59-1,57-1,56-1,54-1,52-1,51-1,49-1,83-1,80-1,77-1,75-1,72-1,69-1,65-1,62-1,47-1,45-1,43-1,41-1,39-1,37-1,35-1,32-1,30-1,27-1,24-1,21-1,18-1,14-1,58-1,54-1,50-1,46-1,38-1,32-0,82-0,81-0,80-0,79-0,79-0,78-0,77-0,77-0,76-0,76-0,75-0,75-0,74-0,73-0,73-0,72-0,71-0,71-0,70-0,69-0,69-1,08-1,04-0,96-0,90-0,79-0,68-0,67-0,66-0,65-0,64-0,63-0,62-0,61-0,60-0,59-0,58-0,56-0,55-0,54-0,52-0,49-0,47-0,44-0,41-0,36-1,23-1,15 20-1,01 q (kpa) -0,92-0,92-0,72-0,72-0,33-0,33 0-3,00-2,50-2,00-1,50-1,00-0,50 0,00 Diagramma della pressione nelle zone A, B, C calcolate per c p,1 180 160 140 120 100 80 60 40
-1,25 Pressione - zona E c pe,1 260 z (m) 240 260 240 z (m) Pressione - zona D c pe,1 1,78-1,20 220 220 1,71-1,18 1,69 200 200-1,14 180-1,13-1,12-1,11-1,10 160-1,09-1,08-1,08-1,07 140-1,06-1,05-1,04-1,04-1,03 120-1,02-1,01-1,00-0,99-0,98-0,97 100-0,96-0,95-0,94-0,93-0,91 80-0,90-0,89-0,87-0,86-0,84-0,83 60-0,81-0,79-0,77-0,75-0,73 40-0,69-0,66 Pressione - zona E -0,61-0,58 20-0,51 q (kpa) -0,46-0,46 0-1,40-1,20-1,00-0,80-0,60-0,40-0,20 0,00 180 1,62 1,60 160 1,59 1,57 1,56 1,55 1,54 140 1,53 1,52 1,50 1,49 1,48 120 1,47 1,46 1,44 1,43 1,42 1,40 100 1,39 1,37 1,36 1,34 1,32 80 1,30 1,29 1,27 1,25 1,23 60 1,20 1,18 1,16 1,13 1,10 1,07 40 1,04 Pressione - zona D 0,99 0,95 0,88 20 0,82 0,72 0,65 0,65 q (kpa) 0 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 1,63 Diagramma della pressione nelle zone E calcolate per c p,1 Diagramma della pressione nelle zone D calcolate per c p,1
Diagrammi di pressione netta sulle facciate a doppia pelle In base all Eurocodice 1 (par. 7.2.10), per pareti a doppia pelle, in cui la pelle interna é impermeabile, e la pelle esterna é permeabile con aperture uniformemente distribuite, la pressione del vento si considera come segue : Per la pelle esterna i coefficienti di pressione sono i seguenti: 2/3c pe per la pressione della parete sopravento, 1/3c pe per la pressione della parete sottovento; Per la pelle interna, la forza netta puo essere calcolata con un coefficiente netto di pressione pari a c p,net = c pe - c pi Diagrammi di pressione sulla parete esterna della doppia pelle I diagrammi di pressione sulla parete esterna della doppia pelle sono riportati nelle seguenti figure. La pressione sulle parti a sbalzo della pelle esterna é calcolata sommando i contributi delle pressioni sulle due facce contigue, come indicato nelle figure seguenti. In questo modo il coefficiente di pressione netta é pari a : c p,net = c p,d + c p,a = 2 Distribuzione delle pressioni in corrispondenza della pelle esterna a sbalzo Distribuzione delle pressioni in corrispondenza della pelle esterna a sbalzo
Diagrammi di pressione sulla parete interna della doppia pelle Sulla parete interna della doppia pelle si calcolano le pressioni nette considerando il coefficiente di pressione: c p,net = c pe c pi considerando la combinazione più sfavorevole per pressione e depressione.
Pressione netta sulle lamelle aperte Per il calcolo della pressione netta sulle lamelle che possono aprirsi e quindi avere un inclinazione diversa dalla verticale, si considerano i coefficienti di pressione per canopy rooofs (tettoie isolate). Per l angolo di inclinazione rispetto all orizzontale si considera il caso più penalizzante che corrisponde ad α = 30. Per i valori del coefficiente di chiusura, si considerano i casi ϕ = 1 per la pressione verso l alto, e il caso inviluppo per tutti i valori di ϕ per la pressione verso il basso: c f = + 1.2 verso il basso c f = - 1.4 verso l alto questi valori si possono usare per tutte le lamelle mobili orientabili, sul giardino d inverno e sulla facciata est ed ovest. Pressione sulle facciate dei muri tromba a sud Nei diagrammi di pressione riportati di seguito si considera che la pressione globale applicata sulla facciata è data dal coefficiente di pressione c p,net = c p,e c p,i dove la pressione interna é rappresentata dalla pressione interna allo spazio compreso tra la facciata interna ed esterna. I valori considerati per c pi sono, in prima approssimazione, quelli estremi indicati nel paragrafo 3.2.5.
Pressione sulle facciate a Sud dei giardini d inverno I valori delle pressioni dati nei seguenti diagrammi si riferiscono alla pelle esterna dei giardini d inverno sulla parte con le lamelle in posizione verticale. La pressione é cacolata per il caso di lamelle chiuse allineate secondo la verticale, per cui per il coefficiente di pressione si considera la somma tra coefficiente di pressione esterna e coefficiente di pressione interna.
Pressione sulle facciate delle sale riunioni a Nord Sulle facciate vetrate situate a Nord si effettua l ipotesi che la pressione sia data dal coefficiente c p,e calcolato per la zona D in pressione, e par la zona A in depressione. Quest ultima ipotesi é stata considerata poiché la forma della torre in pianta é rastremata con un lato più corto sul lato nord dove si trovano le sale riunioni, e quindi la zona laterale di depressione massima in caso di vento da est o da ovest, si puo ritenere estesa a tutta la larghezza della facciata considerata.
Azioni della neve Il carico neve é calcolato in base alla normativa contenuta nel Testo Unico. Il valore del carico neve é pari a : q s = μ i q sk c E c t Il valore del carico neve al suolo per la zona di Torino (zona 1) é pari a: q sk = 1.6 kn/m² Il coefficiente per il periodo di ritorno relativo alla durata di vita delle facciate (25 anni) é pari a : α Rn = 1.08 Per cui il carico neve al suolo é pari a : q sk = 1.68 kn/m² Il coefficiente di forma per superfici orizzontali vale: μ i = 0.8 Per cui il valore del carico neve su superfici orizzontali, quali passerelle di manutenzione in facciata o elementi orizzontali, vale : q s = μ i q sk c E c t = 1.34 kn/m² nell ipotesi conservativa che c E = c t = 1. Azioni della temperatura Le azioni termiche negli edifici sono calcolate attraverso le seguenti grandezze: Un gradiente di temperatura uniforme ΔT u dato dalla differenza tra temperatura media attuale T dell elemento e la sua temperatura iniziale T o ; Un gradiente linearmente variabile dato da ΔT m, differenza tra temperature delle superfici di intradosso ed estradosso. Nal caso in cui la temperatura non costituisca un azione fondamentale per la sicurezza della struttura, la seconda componente puo essere trascurata. Il gradiente di temperatura uniforme sull elemento puo essere valutato come ΔT u = T T o, dove T é la media tra la temperatura esterna ed interna presente nell edificio. I valori della tempertaura interna ed esterna possono essere determinati sulla base della tabella 3.4.III riportata nel seguito. La temperatura T o corrisponde alla temperatura dell elemento strutturale alla data della messa in esercizio della struttura. I valori della temperatura interna dell edificio possono essere calcolati in base alla tabella 3.4.II. Nel caso in esame, si considera una temperatura iniziale al momento della costruzione pari a To = 15 C. Per il calcolo della temperatura T si considerano i seguenti parametri: Estate: T in = 25 C; T est = T max + T 3 = 45 C per facciate a sud/ovest ; T = 44 C T est = T max + T 3 = 63 C per facciate a nord/est; T = 35 C Inverno: T in = 20 C; T est = -15 C; T = 2.5 C; dunque i gradienti di temperatura sono i seguenti: Estate: facciate sud/ovest: ΔT = + 29 C; facciate nord/est: ΔT = + 20 C; Inverno: facciate sud/ovest: ΔT = - 12.5 C. Carichi permanenti I carichi permanenti sono calcolati sulla base del peso proprio degli elementi strutturali principlai e secondari ; i valori significativi utilizzati sono i seguenti: Vetro: 25 kn/m 3 Alluminio: 27 kn/m 3 Acciaio: 78.5 kn/m 3
Sovraccarichi di servizio I sovraccarichi di servizio sono determinati in base al Testo Unico, par. 6.1, relativo alle azioni antropiche per opere civili ed industriali. Carichi orizzontali sulle pareti vetrate con funzione di parapetto Per la determinazione dei carichi orizzontali sui pannelli di vetro aventi funzione parapetto, quali: Pannelli in vetro situati sulle facciate doppia pelle est ed ovest, in corrispondenza delle parti in cui la pelle esterna con le lamelle é interrotta o a sbalzo Pannelli in vetro in corrispondenza delle facciate nord si considerano i valori relativi alla categoria 2 (ambienti suscettibili di affollamento, come banche ed uffici aperti al pubblico): H k = 1 kn/m Applicato ad una quota di 1.2 m rispetto al piano di calpestio. Carichi sulle passerelle di manutenzione della doppia pelle Sulle passerelle di manutenzione della doppia pelle si considerano i carichi seguenti:, (relativi alla categoria 7: coperture non accessibili): Carico orizzontale H k = 1 kn/m applicato a 1.2m di altezza rispetto al piano di calpestio Carico verticale Q k = 2 kn Azioni accidentali Incendio Per la determinazione delle prestazioni nei confronti dell incendio si rimanda al documento specialistico in fase di redazione. Urti Le strutture di facciata essendo strutture secondarie, non sono interessate dal dimensionamento della struttura nei confronti di urti di elicotteri o aerei che riguarda piuttosto la struttura portante principale della torre. Esplosioni Il dimensionamento delle facciate nei confronti delle esplosioni si effettuerà in base alle considerazioni del consulente sulla sicurezza Securcomp. In base alle osservazioni ricevute il 12/04/2007 dal Dott. Biasiotti, si individuano le seguenti richieste prestazionali, indicate in termine di categoria di protezione secondo la norma EN 13123-2:2004: Piano terra e primo piano: EXR5 Dal piano 2 al piano 5 compreso: EXR2 Piani interrati, zona ristorante e asilo nido: EXR3-NS (non splinter) Le diverse zone sono localizzate graficamente nella figura seguente.
Stati limite di servizio : deformazioni della struttura portante della torre La struttura portante dei solai della torre è caratterizzata da travi di piccola luce (6/8 metri) e da travi di grande luce nel caso della facciata principale (16.5 metri fra megacolonne ). Nel caso di travi con luce importante, per le quali le deformazioni sono quindi potenzialmente elevate in valore assoluto, é quindi necessario fissare dei limiti piu restrittivi appositamente per le facciate: questi limiti possono quindi essere piu restrittivi dei limiti imposti delle normative per gli stati limite di esercizio. Una particolare importanza assumono inoltre gli spostamenti durante le diverse fasi di costruzione della torre, e le tolleranze di costruzione che per le strutture in cemento armato sono notoriamente piu elevate rispetto alle strutture metalliche e alle facciate. Facade type: Description of facade: Description of structural support: Location (grid line in the X axis): Location (grid line in the Y axis): L= Span (m): Floor: H = height between floors(m): A questo proposito abbiamo creato un tabella-tipo per ogni facciata (vedi figura nella pagina seguente) che permette di localizzarla in pianta ed in elevazione, ed indicare le deformazioni massime per ogni fase e ogni tipo di carico. Il criterio di limitazione delle deformazioni verticali: Ref. Condition Description of structural deformations Deformations/Tolerances x y z f lim = L/1000 + 5 mm é preso in prestito dalla normativa francese BAEL 91 per le strutture in cemento armato, e fa riferimento al criterio stabilito per solai supporto di partizioni fragili (come le partizioni vetrate). Il criterio relativo agli spostamenti differenziali orizzontali é il seguente: 1 Pre facade installation Fabrication & Installation due to the weight of the slab Δd = H/500 oppure Δlim = +/- 10 mm 2 During facade installation due to the weight of the curtain wall Dove quello da considerare é il più restrittivo dei due. Total (1) & (2) +/- 25mm (x,y,z) Il valore di +/- 25 mm che compare come limite della somma delle deformazioni (1)+(2) corrisponde alle massime tolleranze di costruzione ammissibili per la struttura di supporto in cemento armato. La voce (3) tiene conto delle deformazioni delle strutture di solaio durante le fasi di costruzione dei piani superiori successive alla posa della facciata nei piani più bassi, nell ipotesi che i solai siano costruiti a partire dal basso verso l alto: a questo proposito é importante conoscere la metodologia e le fasi di costruzione dell edificio che hanno evidentemente un influenza sulle deformazioni delle facciate successivamente alla loro posa e al loro reglaggio. 3 4 Post facade installation and during construction of tower Fit-Out installation!! Beyond this stage the curtain wall is no longer adjustable due to the weight of the remaining part of the tower under construction* due to the weight of partitions, raised floors, ceilings, etc Da notare che la normativa sismica italiana fornisce inoltre un criterio di spostamenti per lo stato limite di danno per gli elementi in facciata: d rp < h/100 5 Live load due to internal live loads such as people, furniture, etc dove d rp é lo spostamento interpiano calcolato con lo spettro per lo stato limite di danno. Questo criterio dovrà essere naturalmente rispettato, qualora fosse piu sfavorevole di quello enunciato nella tabella precedente. due to wind loads 6 Climatic live loads due to seismic loads due to thermal expansion** Total (3), (4), (5) & (6) Maximum deflection => Storey drift allowance (X,Y) => Differential movement between floors => L/1000 + 5mm H/500 +/- 10mm * Of particular concern are the first floors from level 8 onwards ** Mega-columns