DipartimentodiIngegneriaCivile,Chimica,AmbientaleedeiMateriali– DICAM
Corso di laurea magistrale in Ingegneria Civile
Tesi di Laurea in Progetti di strutture M
Azione del vento su facciate continue di edifici a torre: approccio normativo, analisi in galleria del vento e modellazione CFD
Candidato
Chiar.mo Prof. Ing. Luca Pozza
Nicolas Foschi Relatore
Correlatore
Dott. Ing. Stefano Pagliarani
Anno accademico 2020/2021 Sessione
Fenomeno fisico dell’azione del vento e fenomeni di interferenza in ambito urbano;
Il caso di studio: StonecutterCourtBuilding
Analisi analitica da normativa;
Analisi sperimentale in galleria del vento;
Analisi computazionale CFD;
Triplice confronto ed analisi dell’influenza dell’azione del vento nella progettazione di una cellula units;
Conclusioni.
Fenomeno naturale originato da:
Rotazione terrestre;
Riscaldamento differenziale delle masse d’aria;
Differente pressione atmosferica.
Andamento della velocità:
Al di sopra dello strato limite superficiale
Flusso indisturbato
Profilo logaritmico di velocità
Al di sotto dello strato limite superficiale
Presenza di turbolenze
Campo di velocità funzione della disposizione e delle caratteristiche degli ostacoli
“
sidefinisconodiinterferenza,ifenomenitalidamodificareil comportamentoalleazionidelventocheunacostruzioneounsuo elementoavrebbesefosseisolato”
Effetto ombra
Effetto barriera
Fenomeni di interferenza
Variazione della velocità del vento
Effetto scia
Effetto canale
Fenomeni
aerodinamici
Effetto venturi
Fenomeno di interferenza
Fenomeno di sincronizzazione
Fenomeni
aeroelastici
Galopping Flutter
Progetto di riqualificazione:
Demolizione della struttura esistente
Rinforzo locale delle fondazioni e dei due piani interrati
Realizzazione di una nuova struttura di 13 piani fuori terra adibiti ad uffici
Mantenimento del pub di interesse storico Hoop&Grapes
Focus relativo all’analisi
delle facciate continue:
12630 m2 di facciate
Forma in pianta irregolare
Facciata semicilindrica
Presenza di terrazzamenti
Approccio normativo Analisi in galleria del vento Modellazione CFD
Analisi analitica da normativa
Analisi sperimentale in galleria del vento
Analisi computazionale CFD
Analisi del singolo edificio in accordo all’eurocodice 1 “BSEN
1991-1-4:2005”
Edificio schematizzato di forma rettangolare con pareti piane verticali e copertura piana
Analisi dell’influenza dei terrazzamenti in accordo alla normativa inglese «BS 63992:1997»
Esecuzione di 4 analisi con variazione angolare pari a 90°
Realizzazione del modello climatico
Modello in scala 1:300 dell’edificio e del reale contesto urbano
Predisposizione di 600 sensori variamente distribuiti
Esecuzione di 36 prove con variazione angolare pari a 10°
Modello virtuale in scala 1:1 dell’edificio e del reale contesto urbano
Definizione del dominio di calcolo
Immersed Buondary Mesh
Esecuzione di 8 analisi con variazione angolare pari a 45°
Valutazione delle depressioni agenti nei prospetti laterali e nel prospetto posteriore
Valutazione delle pressioni agenti
nel prospetto investito
direttamente dal flusso
Analisi del comportamento di un edificio
investito dal flusso eolico
–
Visualizzazione del flusso eolico nei dintorni dell’edificio
Rilevazione fenomeni di interferenza
4 Prospetti relativi alle sovrappressioni (pressioni positive)
4 Prospetti relativi alle depressioni (pressioni negative)
APPROCCIO ANALITICO NORMATIVA
APPROCCIO SPERIMENTALE GALLERIA DEL VENTO
APPROCCIO COMPUTAZIONALE CFD
Semplice, veloce, economico Considera l’influenza del contesto urbano Considera l’influenza del contesto urbano
Accettato universalmente
Metodo innovativo maggiormente accettato
Analisi approfondite del flusso eolico
Casi standard
Carichi validi per la configurazione di prova testata
Carichi validi per la configurazione di prova testata
Non considera l’influenza del contesto urbano
Tempi e costi elevati, dipendenza da studi esterni
Metodo innovativo ancora poco accettato
Allineamento risultati dell’analisi in galleria del vento e della modellazione CFD;
Le analisi approfondite in galleria del vento o modellazione CFD restituiscono valori inferiori delle pressioni del vento rispetto all’analisi da normativa;
La modellazione CFD permette di definire con precisione il comportamento dell’edificio investito dal flusso eolico. L’attendibilità di tale approccio è in generale buona, comunque è consigliabile prevedere anche una validazione del modello in galleria del vento;
Generalmente i maggiori tempi e costi richiesti dai metodi avanzati sono ampiamente compensati dal risparmio dei materiali impiegati nella realizzazione della facciata.
Nell’ambio del caso di studio, i risultati derivanti dalle analisi avanzate sono stati ritenuti affidabili e dunque sono stati impiegati per l’effettiva progettazione delle facciate dell’edificio in esame.
