Laurea Magistrale in Ingegneria dei Sistemi Edilizi Politecnico di Milano
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Laurea Magistrale in Ingegneria dei Sistemi Edilizi Politecnico di Milano
Titolo Tesi: Sistemi di rivestimento a facciata ventilata sottoposti a carico d’ incendio: proposta di una procedura di calcolo e verifica agli elementi finiti Autore: Davide Vairo Relatore: Angelo Lucchini
La tesi affronta il tema del comportamento meccanico in caso d’ incendio delle pareti ventilate, così da valutare l’ influenza della temperatura sulle proprietà meccaniche dei materiali e le ripercussioni delle dilatazioni termiche sulla stabilità della facciata. A tal riguardo, si sono prese in esame cinque possibili configurazioni, rappresentative delle soluzioni più comunemente utilizzate. Le analisi sono state condotte avvalendosi della modellazione agli elementi finiti, allineandosi il più possibile con i riferimenti normativi del panorama italiano ed europeo. Dopo aver ricavato delle curve che fossero rappresentative delle temperature raggiunte dalle fiamme nel tempo in diversi punti della facciata, è stata svolta un’ analisi termica che permettesse di valutare con precisione l’ evoluzione della temperatura per le diverse componenti del sistema. I risultati dell’ analisi termica hanno poi costituito l’ input per un’ analisi meccanica. Dai risultati ottenuti emerge che le sottostrutture in alluminio sono particolarmente vulnerabili alle alte temperature, sia per il rapido decadimento delle proprietà meccaniche del materiale che per i rilevanti fenomeni di dilatazione termica. Quest’ ultimi in particolare tendono ad alterare lo schema statico di partenza della sottostruttura, trasformandola da una struttura isostatica sottoposta ad un regime di trazione ad una iperstatica sottoposta a compressione e quindi suscettibile a fenomeni di instabilità. La dilatazione termica e la deformazione per instabilità dei profili della sottostruttura tendono a dislocare gli elementi di rivestimento, innescando coazioni meccaniche in funzione del loro sistema di vincolo. I rivestimenti sostenuti con clip tendono a sfuggire al vincolo antiribaltamento giungendo al collasso, mentre elementi vincolati con supporto nascosto in taglio kerf sono sottoposti ad una concentrazione locale di sforzi che ne determina il danneggiamento e la caduta al suolo. Generalmente sistemi di rivestimento a parete ventilata con sottostruttura in alluminio giungono in condizioni di crisi dopo quindici minuti di esposizione al fuoco in virtù della risposta del materiale alle alte temperature. Per le sottostrutture realizzate in acciaio al carbonio ed in acciaio inossidabile, invece, le principali criticità risiedono negli effetti delle azioni indirette, dal momento che le temperature raggiunte non sono tali da giustificare un marcato decadimento delle proprietà meccaniche del materiale. Allo stato dell’ arte sono quindi emerse delle criticità, dal momento che le soluzioni più comunemente impiegate garantiscono la stabilità della facciata per un periodo di tempo inferiore ai 30 minuti, mettendo seriamente a rischio l’ incolumità delle persone in fuga e delle squadre di soccorso deputate ad intervenire.
Concentrazione di sforzi sul rivestimento indotta dall’ instabilizzazione del profilo
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