06 - 2013 | Focus Edilizia
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L’acciaio e la forma: il nuovo campus universitario Luigi Einaudi a Torino

dott. ing. Elisa Trolese, Mastropasqua-Zanchin & Associates Structural Engineering srl

Il progetto del Nuovo Campus Universitario Luigi Einaudi, dove trovano sede le facoltà di Giurisprudenza e Scienze Politiche, si inserisce all’interno del recupero dell’area Nord Orientale di Torino, tra Corso Regina Margherita e Lungo Dora Siena, nota anche come zona ex Italgas. Prima del recupero tale area si trovava in stato di abbandono essendo le lavorazioni industriali ormai cessate dagli anni ‘70 del secolo scorso. L’elemento caratterizzante dell’edificio, la cui architettura è firmata da Foster & Partners, è dettato dalla copertura tenso-strutturale, in acciaio e membrana, che costituisce un particolare riconoscibile dai vari punti panoramici della città. Tale progetto enfatizza i pregi dell’acciaio, con il quale è stato possibile riprodurre una forma architettonica singolare, geometricamente eterogenea e di elevata estensione.

INTRODUZIONE

Il nuovo complesso universitario, sviluppato su un lotto triangolare di circa 45.000 m2, si eleva per quattro piani fuori terra e si compone di sette grandi edifici distinti tra loro, dove trovano spazio una biblioteca interdipartimentale con oltre 500 mila volumi, laboratori linguistici ed informatici, 27 aule ed oltre 600 posti auto interrati ed in superficie; è inoltre presente un ampio cortile interno, in parte adibito a verde, a disposizione degli studenti. Le forme architettoniche tondeggianti del polo universitario richiamano quelle dei vicini gasometri, in particolare le facciate esterne in vetro e metallo, si caratterizzano per un andamento rettilineo e spigoli smussati, le superfici interne del campus si caratterizzano invece per andamenti curvilinei, in particolare l’ampio cortile circolare interno, avente diametro di 80 metri, ricorda il vicino largo Montebello, piazza contemporanea di Torino.

DESCRIZIONE DELL’OPERA

ll complesso strutturale è composto da sette corpi in c.a. strutturalmente indipendenti tra loro dal punto di vista sismico e termico ma interconnessi dalla copertura tenso-strutturale il cui andamento sinuoso è incentrato attorno al cortile centrale. La copertura si caratterizza per una superficie di circa 16.700 m2 ed è rivestita con una membrana strutturale, di color bianco, opportunamente tesata sulla struttura metallica sottostante costituita da 54 telai tubolari metallici di forma arcuata che conferiscono alla copertura un andamento ondulato apparentemente regolare. La superficie membranale è caratterizzata, infatti, da una geometria a doppia curvatura, costantemente variabile in ogni parte dell’intero sviluppo; si identificano in particolare un andamento concavo in corrispondenza della dorsale di ciascuna reticolare arcuata, orientata sempre trasversalmente all’edificio (con una coda rivolta verso il cortile interno ed una verso l’esterno), ed un andamento convesso, tra un telaio reticolare ed il successivo. Tale variabilità ha fortemente caratterizzato le strutture metalliche sottostanti, da cui ciascun telaio di sostegno è stato realizzato con caratteristiche geometriche differenti.

LA STRUTTURA METALLICA

Il sistema metallico di supporto membranale è costituito da 54 telai reticolari di forma arcuata aventi una luce variabile compresa tra i 20 m ed i 52 m, per un peso complessivo delle carpenterie metalliche di circa 1.200 tonnellate. Le caratteristiche di non regolarità della copertura, associate alla doppia curvatura della stessa, hanno inevitabilmente portato ad un sistema eterogeneo di telai reticolari portanti che si caratterizzano per luci di lavoro, altezze ed interassi sempre diversi. Di conseguenza la lunghezza delle aste e la geometria dei nodi di appartenenza delle stesse sono risultate sempre diverse. Tutte le membrature reticolari si compongono di profili tubolari, serie CHS, e profili angolari in lega S355J0, fanno eccezione le strutture accessorie di controsoffittatura realizzate con profili aperti IPE classe S275JR. Per quanto concerne il design strutturale, può risultare inoltre interessante segnalare come l’interazione esecutiva-costruttiva delle carpenterie metalliche di copertura abbia visto l’attuazione di un’approfondita campagna di indagini numeriche volta ad investigare e parametrizzare le resistenze di design delle connessioni in materia di chord faillure (resistenza meccanica delle pareti di nodi tubolari), per effetto dell’alto numero di connessioni convergenti sui correnti tubolari a spessore variabile dai 5 ai 40 mm. L’interazione tecnica, con successivo aggiornamento esecutivo delle sezioni nominali dei correnti, si è basata su analisi numeriche ad elementi finiti di tipo non-lineare, estese al post-critico e volte dunque a ricercare le resistenze ultime di collasso delle pareti tubolari (ultimate resistance) per effetto delle azioni di spinta degli elementi afferenti. Sulla base di tali analisi sono stati redatti abachi di resistenza e rigidezza utilizzati in sede di progettazione costruttiva per l’adeguamento degli spessori dei profili, ove necessario.

LA MEMBRANA DI COPERTURA

La membrana impiegata nella copertura, denominata Sheerfill (tipo I-HT e tipo II-HT), è costituita da anima tessile in fibra di vetro (fiberglass) con rivestimento esterno in PTFE (politetrafluoroetilene, gergo: teflon). Il design esecutivo ha previsto la tesatura del prodotto secondo le due direzioni warp (giacitura arco-arco) e weft (giacitura bullnose-bullnose) con valori rispettivamente di 2.00 kN/m e 3.00 kN/m. La realizzazione degli stati di prestress succitati è stata attentamente analizzata in fase di design costruttivo per assecondare le problematiche legate alla posizione in quota e spesso a sbalzo dei bordi tensostrutturali. La tesatura della membrana è stata realizzata mediante inserimento di sistemi di contrasto, in particolare lungo la trave di perimetro esterno, denominata trave bull-nose è stato inserito un elemento corrente a sezione circolare CHS 38*8, denominato railing, saldato alla sezione corrente maestra (CHS 406.4) mediante fazzoletti a passo massimo di 500 mm. La tesatura della membrana in corrispondenza dei 54 telai reticolari arcuati è invece stata realizzata impiegando un doppio tubo di contrasto CHS 38, connesso alla sezione maestra dell’arco CHS 219.1, mediante fazzoletti posizionati a passo regolare .

IL MONTAGGIO

L’assemblaggio ed il montaggio dei 54 telai reticolari arcuati è avvenuto mediante pre-montaggio, a piè d’opera, delle 108 semi-strutture che sono state poi sollevate e posizionate sulla copertura e quindi giuntate nel nodo di sommità, nella mezzeria, di ciascun telaio. Al posizionamento dei telai è succeduta la posa della trave di bordo, denominata bull-nose, di congiunzione di tutte le code reticolari a definire un perimetro di chiusura della lunghezza approssimativamente di 1000 m. Per quanto concerne la posa della membrana il sistema concepito, così come descritto al paragrafo precedente, ha consentito il montaggio delle membrane per moduli indipendenti permettendo l’ultimazione dell’installazione in un tempo netto indicativo di circa sei mesi, con una presenza media complessiva di 12÷15 unità in cantiere.

 

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