L’auditorium per la nuova scuola musicale di Pisa
RELATORI: Prof.Ing. Maurizio Froli, Dott.Ing. Gerardo Masiello, Dott.Arch. Roberto Pasqualetti
TESISTA: Francesco Del Viva
SOMMARIO:
Il progressivo aumento degli iscritti alle cinque scuole musicali pisane, assieme alla disponibilità dell’amministrazione comunale, ha dato origine all’idea di un nuovo polo musicale concepito ad hoc per lo studio della musica, ma dotato anche di spazi polifunzionali.
La struttura portante dell’auditorium è caratterizzata da una forma complessa derivata dall’accostamento di due diverse superfici di loft aventi continuità in tangenza sul piano di massima dimensione in pianta.
La superficie così generata è caratterizzata da doppie curvature puntualmente variabili, fedelmente riproducibili soltanto attraverso tecnologie CAM (Computer Aided Manufacturing), con notevole aggravio dei costi.
Pertanto il primo obiettivo è stato quello di discretizzare la superficie teorica in una nuova superficie non troppo “distante” da quella di partenza, che associasse la semplicità costruttiva dei pannelli a semplice curvatura con la sinuosità della forma originaria.
In ambiente CATIA V5, sulla base di considerazioni geometriche, è stato possibile approssimare la superficie originale attraverso segmenti conici a base non circolare, come riportato nell’immagine seguente.
La complessità geometrica della struttura ha condizionato anche la modellazione agli elementi finiti, per la quale è stata scelta una modellazione completa per elementi plates, ad eccezione di pochi elementi beams per le colonne e l’orditura secondaria dell’involucro.
La modellazione FEM ha richiesto inizialmente la realizzazione di un modello CATIA V5 composto da sole superfici, successivamente importate in Straus7 come geometrie.
Attraverso l’Automeshing di Straus7 è stato realizzato un modello FEM composto da circa 132.000 elementi plates lineari a 4 nodi, 140.000 nodi e 5.200 beams.
Verificata l’attendibilità numerica del modello FEM sono state effettuate tutte le analisi statiche e dinamiche, lineari e non, necessarie a garantire la resistenza e la stabilità sia nei confronti degli stati limite non sismici che sismici. In particolare per l’analisi sismica si è preferito percorrere due strade indipendenti al fine di confrontare, e quindi validare, i risultati ottenuti. La prima strada percorsa è quella classica dell’ analisi modale a spettro di risposta elastico, successivamente confrontata con un’analisi dinamica lineare time history con accelerogrammi artificiali spettro-compatibili. Dal confronto emerge che i risultati dell’analisi modale a spettro di risposta inviluppano quelli dell’analisi time history, confermando l’ordine superiore di quest’ultima, molto più onerosa ma più accurata.
L’instabilità progressiva delle travi dell’involucro e l’instabilità globale delle travi principali d’impalcato, hanno invece richiesto analisi statiche non lineari che valutassero la convergenza della soluzione anche quando gli spostamenti non sono più trascurabili. In particolare per la trave centrale d’impalcato si è ricorso ad un modello dotato di un’imperfezione iniziale che ha per forma la prima forma instabile della trave priva di ritegni trasversali intermedi, e per ampiezza 1/1000 della luce.
