Il vento come criterio di progetto per le pareti accoppiate: dalla galleria del vento al controllo della deriva
I sistemi di pareti taglio accoppiate rappresentano una soluzione diffusa per gli edifici alti, grazie alla elevata rigidezza laterale e alla capacità di contenere le deformazioni indotte dal vento in esercizio. La valutazione del loro comportamento sotto azione eolica reale richiede tuttavia una rappresentazione accurata dei carichi e una modellazione numerica calibrata. Uno studio recente, condotto su un edificio di 20 piani, analizza il legame tra i risultati ottenuti da prove in galleria del vento e la risposta strutturale, esplorando le potenzialità di un approccio prestazionale rispetto alla verifica codificata tradizionale.
Carichi aerodinamici ricavati da database sperimentali
I profili di pressione superficiale impiegati nell’analisi provengono dal database aerodinamico TPU (Tokyo Polytechnic University). I segnali temporali di pressione sono stati convertiti in carichi eolici equivalenti a scala reale, variabili nel tempo, e applicati al modello strutturale. La fase di progettazione preliminare dell’edificio è stata condotta con un software di calcolo strutturale basato sui criteri delle attuali normative, mentre le analisi dinamiche non lineari sono state eseguite in ambiente di calcolo open source con modellazione a fibre delle pareti, utilizzando lo schema a elementi verticali multipli (Multiple Vertical Line Element Model).
Tre scenari di vento per valutare le vulnerabilità nascoste
Lo studio ha confrontato tre differenti condizioni di pericolosità eolica, analizzando sia la configurazione originaria dell’edificio sia una versione ottimizzata delle pareti. Gli indicatori di domanda eolica esaminati comprendono i rapporti di deriva interpiano, le accelerazioni ai piani e il comportamento dei componenti di facciata e delle connessioni. I risultati mostrano che il dimensionamento basato sulle prescrizioni normative di deriva e resistenza può non cogliere appieno alcuni fenomeni localizzati, come l’accumulo di danno in zone circoscritte o le sollecitazioni di esercizio che compromettono la funzionalità dell’edificio.
Ottimizzazione delle pareti: un incremento contenuto di calcestruzzo per un guadagno significativo
La configurazione raffinata delle pareti ha richiesto un aumento del volume totale di calcestruzzo del 4,33% rispetto al progetto base. Con questa modifica, la deriva in sommità è stata ridotta del 60%, garantendo il controllo del comportamento dinamico e l’assenza di plasticizzazione delle sezioni. L’analisi conferma come, per la configurazione esaminata, sia possibile mantenere sia l’integrità strutturale sia la piena agibilità durante eventi eolici severi, a patto di adottare un approccio prestazionale che integri le verifiche di resistenza con quelle di servizio.
Limiti e contesto dello studio
I risultati sono circoscritti alla geometria dell’edificio analizzato e alle condizioni aerodinamiche desunte dal database TPU. Come evidenziato nel lavoro, le conclusioni non possono essere estese a configurazioni diverse senza ulteriori validazioni.
Per il progettista, lo studio offre una conferma dell’utilità di affiancare alle verifiche di codice una modellazione dinamica non lineare, specialmente quando le azioni eoliche rappresentano il carico dominante. L’incremento di costo legato a un moderato aumento di sezione delle pareti può tradursi in un miglioramento sostanziale delle prestazioni in esercizio, riducendo il rischio di danni a tamponamenti, facciate e sistemi secondari. La corretta interpretazione dei carichi da vento, a partire da dati sperimentali o da database accreditati, resta un passaggio cruciale per la progettazione di edifici alti in zone ventose.
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