TESI DI LAUREA

TESI RECENTI

Alcuni degli argomenti sviluppati sono in prosecuzione con altri candidati

1) Progetto di una passerella pedonale nell’ambito di una proposta di riqualificazione ambientale del lungomare di Torvaianica

Studente: Eugenio Aglietti

Correlatore: Prof. Maurizio Petrangeli

A.A. 2009-2010

Il tema oggetto del Laboratorio di Tesi dal titolo ‘Progetto di una passerella pedonale nell’ambito di una proposta di riqualificazione ambientale del lungomare di Torvaianica’ si ripropone come obiettivo principale l’elaborazione del progetto architettonico-strutturale di una passerella ciclopedonale come collegamento tra uno stabilimento balneare ed un’isola artificiale situata a Torvaianica. La premessa fondamentale è stata quella di approfondire e rettificare alcuni aspetti architettonici e strutturali del progetto di Laboratorio di Sintesi per integrare al meglio il nuovo progetto.

Il percorso progettuale è stato strutturato ponendo come operazione preliminare una fase di ricerca sulla tematica dei collegamenti pedonali nella storia, soffermandosi soprattutto sullo scenario attuale e sulle tendenze future del linguaggio architettonico delle passerelle. Terminato questo primo momento di studio, finalizzato oltremodo alla redazione di una tesina riassuntiva delle principali categorie strutturali di passerelle pedonali, sono state proposte le linee guida del tema oggetto di Tesi: la scelta di alcuni riferimenti chiave tra i progetti contemporanei presentati della tipologia di struttura più idonea, ovvero quella strallata, nonché la scelta della maglia formale, delle geometrie compositive e dei materiali utilizzati nel nuovo progetto.

Durante la fase dell’elaborazione del progetto vero e proprio ci si è soffermati in particolare sul numero di passerelle, sull’andamento planimetrico e sui punti di contatto con il progetto esistente. A tal proposito sono state studiate delle soluzioni strutturali le quali non andassero ad interferire con i flussi pedonali all’interno dell’area dello stabilimento (accessi agli edifici, flussi pedonali a quota della spiaggia e a quote delle coperture). Operazione altrettanto importante è stata quella dell’ideazione di particolari maglie di strallature per riprendere il concetto di rete, molto vicino all’ambito marino qual è quello di Torvaianica, nonché per dare qualità visiva dal punto di vista architettonico e strutturale all’intero progetto.

Successivamente è stato effettuato un predimensionamento di massima, per poi passare alla fase di analisi e verifica degli elementi strutturali quali stralli, antenne, pilastri e travi. Per compiere tali operazioni ci si è serviti delle attuali conoscenze in campo della Scienza delle Costruzioni e della Teoria delle Strutture ed, inoltre, dell’ausilio di un avanzato software di calcolo quale il SAP2000, rilasciato dalla Computers and Structures Inc., in grado di modellare in 3D il progetto architettonico e di studiarne i punti critici. Le verifiche sono state effettuate tenendo conto non solo delle tensioni che ogni elemento strutturale riesce a sopportare, ma anche delle deformazioni causate dal peso proprio della struttura e dal passo dei flussi pedonali. Per questo motivo è stata controllata la vibrazione e l’oscillazione complessiva della passerella per studiare la reazione di comfort o discomfort dei pedoni durante l’attraversamento del ponte.

2) Progettazione di un edificio espositivo con struttura reticolare a ponte in zona sismica

Studente: Mario Cutuli

Correlatore: Prof. Marcello Pazzaglini

A.A. 2009-2010

Il Laboratorio di Tesi si prefigge l’obiettivo di indagare le possibilità offerte da una tipologia di edificio, quella dell’edificio a ponte, che è allo stesso tempo architettonica e strutturale.

Lo spunto proviene dal progetto elaborato nel Laboratorio Finale di Sintesi, in cui sono stati realizzati un parco, servizi e residenze. L’elemento preso in esame è quello che, concludendo il fronte delle abitazioni, scavalca il centro commerciale che ha una copertura praticabile: all’interno l’edificio ospita residenze duplex, la cui divisione è segnata dalla scansione della struttura reticolare ipotizzata.L’idea di una ri-progettazione nasce dal carattere “multifunzionale” che è insito nel tipo di struttura adottata, poiché il “tubo reticolare” che crea il ponte offre la possibilità di ospitare più tipologie funzionali al suo interno.Nello specifico, pur mantenendo la configurazione volumetrica adottata, così da lasciare inalterata la conformazione totale del complesso edilizio, si è deciso di intervenire su tre aspetti che hanno determinato una nuova soluzione architettonica: in primo luogo la tipologia funzionale, che sostituisce la precedente con quella di un edificio per esposizioni temporanee e mostre, scelta che consente di valorizzare al massimo le possibilità spaziali ed estetiche offerte dalla struttura in esame; in secondo luogo gli elementi di appoggio del “ponte”, che collegano il volume alla piazza e ai percorsi e gli consentono di scavalcare l’edificio-rampa dello shopping mall; infine l’involucro esterno, che è funzionale alle necessità di illuminazione e controllo termico dell’edificio di progetto, ma che è usato anche per gli altri edifici del fronte, per mantenere l’aspetto unitario che ha informato l’idea iniziale.

Per affrontare al meglio questo argomento è stato necessario approfondire aspetti diversi, in prima istanza legati al tema del “ponte abitato” nelle interpretazioni avute nella storia partendo dal medioevo fino all’architettura moderna.

Si è data molta importanza a questo tema soprattutto in riferimento alle soluzioni scaturite sull’argomento nell’ultimo ventennio, il che ha portato ad una ricerca tipologica che indaga 54 progetti contemporanei dal punto di vista spaziale-formale, sempre a confronto con le soluzioni strutturali-tecnologiche: questa mette in luce come il tema dell’”edificio ponte” abbia assunto connotazioni differenti a seconda delle necessità intrinseche dei luoghi, ma soprattutto delle scelte del progettista.

Questo momento di studio ha consentito di vagliare le possibilità funzionali, spaziali e costruttive dei progetti analizzati, contribuendo quindi alla maturazione di scelte effettuate in seguito nel progetto di studio.

Un ulteriore aspetto preso in esame è quello del sisma, in relazione alle necessità di cui bisogna tener conto nella progettazione delle strutture e quindi alle normative che regolamentano il tema, ma anche alle implicazioni estetiche che tale necessità comporta. La progettazione affrontata per l’edificio parte dalla riflessione sulle potenzialità offerte dal tipo di struttura analizzata, cioè una libertà compositiva e funzionale offerta dall’assenza di sostegni intermedi, e dal rapporto formale che può nascere dal contrasto tra la maglia rigida e modulare e una forma morbida e sinuosa che si muove nello spazio lasciato libero, creando funzioni, spazi e sensazioni.

La soluzione definitiva per i sostegni, che deriva dal progetto della nuova sala espositiva, prevede una soluzione “intermedia”: l’accesso principale all’edificio, posto verso la piazza, è realizzato mediante la scala principale ed un ascensore inseriti in un volume delimitato da pareti, mentre pilastri inclinati forniscono i sostegni nella parte terminale dell’edificio, il che consente di aumentare la percezione di slancio e dinamismo del volume a sbalzo.

Questa scelta è inoltre supportate da considerazioni derivanti dagli studi sui modelli numerici.

3) Progettazione di una torre residenziale con struttura a sviluppo rotazionale in zona sismica

Studente: Emanuele Rossi

A.A. 2012-2013

La torre nasce da un idea di progetto architettonico sviluppatasi all’interno del laboratorio di sintesi. Il corso, suddiviso in tre parti, aveva come obiettivo finale la creazione di un parco urbano con annessi servizi e residenze nel quartiere di Tor Bella Monaca a Roma. La fase preliminare è stata contraddistinta da lo sviluppo di un ‘’concept ‘’, riguardante il tema delle quattro stagioni, che portasse alla creazione finale di un disegno di suolo nell’area di progetto. Da qui nasce l’idea di immaginare un panorama nei quattro diversi periodi dell’anno ma alla stessa ora. Si può intuire che il sole abbia altezze ed inclinazioni diverse nella sfera celeste; grazie a questo si è arrivati al concepimento della macchina osmotica, una macchina utopistica capace di assorbire, tramite coni ad angolazioni diverse (metafora dell’angolo del sole), i raggi solari e i venti presenti nell’area.

Si è proceduto con lo studio dell’edificio a sviluppo rotazionale mettendo a punto varie ipotesi strutturali tra le quali ne sono state scelte due: la prima, che risulta essere semplice e pura in quanto caratterizzata da forme e sistemi semplici, elaborata per studiare il “normale” comportamento della struttura ed i suoi naturali modi di vibrare, potrebbe essere definita "pura" cioè modellata con i soli elementi formali atti a descrivere lo sviluppo rotazionale dell'opera, senza sistemi supplementari.La seconda tipologia potrebbe essere definita come un ibrido tra la prima configurazione semplice e i riferimenti presi in esame tramite sistemi strutturali studiati e conseguentemente applicati al modello. Si è potuto applicare sistemi molto utili che, assieme alla struttura, contribuiscono a migliorare le prestazioni come gli Outrigger, posti tra il nucleo e la prima fila di pilastri ad esso limitrofi, e sistemi di controventamento semplice ad X tra i pilastri di facciata dei piani a doppia e tripla altezza in cui la distanza libera di inflessione dei pilastri imponeva una soluzione.

4) Progettazione di edifici alti con struttura diagrid in zona sismica

Studente: Fabiola Cosima Decataldo

A.A. 2012-2013

L'idea alla base dell'intero progetto nasce durante il Laboratorio di Sintesi con lo sviluppo di un parco urbano, residenze e servizi nel quartiere di Tor Bella Monaca a Roma, partendo dallo sviluppo formale del concetto delle "quattro stagioni".

Pensando a queste ultime come ad un intreccio di periodi distinti, ma mai nettamente separati e indipendenti fra loro, causati dalla rotazione della Terra, la mia interpretazione grafica del tema è stata quella di affiancare e sovrapporre fasce parallele e perpendicolari (le stagioni) e di introdurre il senso del movimento della Terra con degli elementi ruotati (lo scorrere ciclico dell'anno). La torre, punto di riferimento dell'intero parco urbano e fulcro ideale attorno al quale ruota la Terra, è la metafora dell'asse terrestre, la cui inclinazione è una delle cause dell'alternarsi delle stagioni.La struttura che permette di realizzare tale inclinazione è un esoscheletro formato da una griglia di elementi diagonali chiamata appunto diagrid.La torre in esame raggiunge un'altezza complessiva di 122.50 metri ed è composta da 28 piani: i primi due sono destinati ad attività commerciali, l'ultimo a ristorante, gli altri a residenze e uffici.La conformazione base della struttura si ottiene suddividendo un piano ogni quattro in parti uguali e collegando i punti con elementi diagonali; ogni modulo diagrid è composto quindi da quattro piani, ma ha angoli sempre diversi dovuti alla forma irregolare della torre. L'ipotesi di mantenere gli angoli tutti della stessa inclinazione è stata abbandonata poiché non risultava possibile far corrispondere i nodi degli elementi con i solai dei piani per potervi innestare le travi di bordo, soluzione che in una struttura regolare in pianta e in altezza avrebbe permesso un controllo maggiore degli angoli della diagrid e quindi della rigidezza.

5) Strutture diagrid in zona sismica

Studente: Michela Argenti

A.A. 2014-2015

La necessità di realizzare grandi spazi destinati ad attività collettive è sempre stato uno degli obbiettivi primari degli architetti. Tutto questo è sempre stato condizionato dai materiali e dalle tecnologie costruttive disponibili. In concomitanza con queste esigenze nascono, alla fine del XIX secolo, i grattacieli. I primi esempi li troviamo in America, ma ad oggi sono diffusi in tutto il mondo, con particolare concentrazione nei paesi asiatici, come la Cina, la Corea e il Giappone. Per la realizzazione dei grattacieli sono state utilizzate negli anni diverse tecnologie, Il primo esempio significativo è l'Empire State Building a New York, costruito nel 1931, l'edificio raggiunge un'altezza complessiva di 100 piani ed è realizzato con una struttura a telaio rigido rinforzato. Alla fine degli anni '60 si verificano importanti evoluzioni tecnologiche con l'avvento delle strutture tubolari, questa tecnologia costruttiva permetteva di concentrare le resistenze ai carichi laterali lungo il perimetro dell'edificio, utilizzando così una quantità minore di materiale strutturale. L'evoluzione delle strutture tubolari è passata, poi, da quelle a tubi intelaiati a quelle reticolari, tuttora utilizzati come nel World Financial Center di Shangai.

Recentemente l'utilizzo delle diagonali perimetrali ha portato un ulteriore sviluppo tecnologico attraverso la produzione di strutture Diagrid, questa tipologia strutturale, a differenza delle precedenti, permette la totale eliminazione di elementi verticali, in quanto le diagonali resistono sia ai carichi gravitazionali, sia alle forze laterali.

Le analisi condotte per quanto riguarda le diagrid con inclinazione tra 60 e 67 gradi confermano ciò che era emerso dalle ricerche iniziali, ovvero che questo tipo di inclinazione risulta essere il migliore per diminuire l'effetto shear-lag e gli spostamenti globali, propri degli edifici alti. Per quanto riguarda le analisi condotte sui modelli strutturali per diagrid con inclinazione maggiore di 70 gradi possiamo considerare l'ipotesi di rinforzo 1 la scelta più efficace riguardo al comportamento strutturale globale; in quanto tra tutte le alternative progettuali è quella che mostra la maggior efficienza in termini di spostamenti laterali e deformata di inviluppo sismico, unita ad una diminuzione di sforzo normale alla base rispetto alle problematiche riscontrate nel modello di partenza (74 gradi).

6) Progettazione di un impianto sportivo con copertura gridshell in acciaio

Studente: Giulia Angelucci

A.A. 2014-2015

La tendenza dell'architettura contemporanea verso la “smaterializzazione dell'involucro edilizio” ha condotto all'adozione di strutture estremamente leggere e trasparenti; tale risultato è ottenuto principalmente dalla collaborazione di acciaio e vetro. La simbiosi estetica e meccanica tra questi due materiali non è di recente adozione nell'architettura, mentre del tutto nuovo è il campo di applicazione.

La tesi di laurea indaga il comportamento di strutture “grid-shells”, letteralmente gusci grigliati, in acciaio e vetro , verificandone l'effettivo rendimento meccanico in condizioni sismiche.Il termine “gridshell” è solitamente utilizzato per descrivere strutture leggere resistenti per forma, ottenute discretizzando un guscio continuo in una griglia di nodi e aste. Tale sistema strutturale permette di coprire ampie superfici con un peso proprio totale piuttosto basso ed una quantità di materiale ridotta rispetto ai gusci, permettendo l'eliminazione di ogni supporto intermedio. Spesso viene effettuata un'ulteriore distinzione tra gridshell e strutture spaziali reticolate (o a traliccio): la differenza principale tra le due risiede nel fatto che in gridshell tradizionali tutti gli elementi della griglia si estendono da un lato all'altro della struttura, mentre i gusci reticolati sono costituiti da una griglia di singoli elementi connessi ai nodi.Frei Otto definisce la gridshell come “un' ossatura spazialmente curva di aste e nodi rigidi. Gli elementi ad asta formano una griglia piana con mesh rettangolari e distanza costante tra i nodi.” In generale, però, il termine è utilizzato per descrivere entrambe le tipologie di strutture, in quanto sono caratterizzate da un comportamento strutturale piuttosto simile, che deriva da quello dei gusci.Leggerezza, flessibilità, adattabilità, sostituibilità dei componenti e durabilità sono solo alcune delle numerose qualità di questa tipologia costruttiva, che ben si adattano alle esigenze dell'architettura contemporanea. Un sistema del genere consente di realizzare superfici free form discretizzate in elementi rettilinei, senza limitare in alcun modo la creatività del progettista.La ricerca nel campo di tale tipologia strutturale ha subìto negli ultimi anni una grande accelerazione, soprattutto per quanto riguarda i materiali: sono stati infatti impiegati anche il bambù e il cartone per le aste e i materiali più diversi per i pannelli di rivestimento, dal vetro ai cuscini pneumatici in ETFE. Tali sperimentazioni prendono le mosse soprattutto dalla tematica di sostenibilità ambientale, ciò ha condotto all'adozione di sistemi all'avanguardia particolarmente attenti a ridurre l'apporto energetico dell'edificio, al mantenimento delle condizioni di comfort interno e alla realizzazione di strutture interamente riciclabili.La ricerca della tesi di laurea è stata condotta a partire dallo studio di progetti realizzati con copertura a griglia reticolare secondo la loro evoluzione storica: dalle serre botaniche ottocentesche agli edifici di ultima generazione con struttura in materiale composito. In particolare, si è scelto di concentrare lo studio verso l'analisi di strutture in acciaio e vetro, che rappresentano la tipologia storicamente più utilizzata. Alla tesi è allegato il progetto di un impianto sportivo con copertura gridshell in acciaio, questo ricopre la duplice funzione di mostrare l'estrema versatilità di questo tipo di strutture, adattandosi perfettamente al disegno di qualsiasi forma libera e di offrire un supporto alle analisi e alle verifiche condotte, illustrando qualità e criticità nell'adozione di gridshells.L'estrema leggerezza e la capacità di portare sforzi esclusivamente mediante tensioni assiali rende le strutture a guscio reticolato particolarmente adatte a coprire luci importanti, senza l'ausilio di fitti sostegni intermedi; ciò ha condotto all'ipotesi di adattare una copertura a doppia curvatura con tipologia strutturale in acciaio come coronamento di un impianto sportivo.Le scelte progettuali e dei materiali sono state indirizzate verso la copertura, che rappresenta il tema centrale della tesi di laurea; illustrando in che modo strutture leggere e trasparenti come le gridshells possano adattarsi perfettamente a qualsiasi esigenza progettuale.Infatti, dopo aver studiato e verificato il comportamento della copertura nei confronti delle azioni orizzontali e verticali ipotizzando una struttura in acciaio e vetro, si è deciso di sperimentare l'utilizzo di nuove tecnologie.Ai pannelli in vetro sono sostituiti i cuscini pneumatici in ETFE a triplice layer che riducono i fenomeni indesiderati di abbagliamento dei campi da gioco e migliorano le prestazioni energetiche dell'intero edificio; i pilastri ramificati “ad albero” si trasformano in sostegni conici “ad imbuto” con tecnologia gridshell in vetro di sicurezza stratificato , proseguendo l'andamento della copertura, che rappresentano dei veri e propri canali di luce e di convogliamento a terra delle acque meteoriche.La struttura portante è costituita da supporti ramificati in acciaio di sezione tubolare variabile, secondo l'andamento delle sollecitazioni assiali, i cosiddetti “pilastri ad albero” e da tre elementi conici, che presentano la medesima tessitura della copertura.L'adozione di sostegni misti è dettata da considerazioni di tipo strutturale unitamente a valutazioni di tipo architettonico e funzionale. Infatti, i pilastri ad albero sono disposti nell'area dei campi da gioco secondo una maglia geometrica, mentre i tre sostegni gridshell sono modellati nella zona restante in prossimità delle aree di concavità della superficie di copertura.

7) Base Isolated Critical Healthcare Building in Istanbul

Studente: Mehmet Sinan Bermek

A.A. 2014-2015

Critical buildings are essential for the continuity of social order in post catastrophe scenarios. This means that the damage in load bearing or non load bearing systems should be almost negligible (Immediate Occupancy) in these buildings and the technical equipment which generally surpasses the cost of construction must be protected from abrupt accelerations thus the high energy input of seismic events is to be managed within the elastic phase boundaries through damping, dissipation or decoupling. In this study, the effectiveness of seismic isolation is investigated through comparative analysis between four base models: Fixed Base (FB), Shear Resisting Isolators (LRB), Decoupling Isolators (Low Friction Damping and High Friction Damping) with a ductile, asymmetric frame type Reinforced Concrete superstructure with collaborating slabs. Earthquake analysis of the building is based on site spectrum matched earthquake records in time domain of different seismic events (with both horizontal and vertical excitations) and the study focuses on 4 strike slip fault records. Results regarding main displacement factors, peak floor accelerations, maximum stress/strain values, functional considerations and the effect of base isolation in the overall structural dimensions and costs are presented.

8) Progetto di un edificio con piani sospesi in zona sismica

Studente: Alessandra Di Fiore

A.A. 2014-2015

Lo studio riguarda la progettazione di in un edificio a torre sospesa a struttura mista. Le dimensioni in pianta sono di circa 25,00 m. x 25,00 m. per un altezza totale di 70,80 m. Sono stati analizzati due modelli di edificio: il primo prevede la suddivisione dell’ edificio in due blocchi di 9 piani ciascuno, per cui i primi nove sono appesi ad una prima trave reticolare

situata all’altezza media dell’edificio, gli ulteriori 8 verranno appesi alla trave reticolare situata in sommità; il secondo prevede invece che tutti i piani della torre siano appesi ad un’unica grande trave reticolare posta nella parte superiore dell’edificio. La seconda ipotesi ha evidenziato come atteso la presenza di elevati sforzi assiali nei tiranti e di momenti flettenti alla base. Motivo per cui è stata scelta la prima ipotesi, che presenta sforzi assiali e momenti flettenti minori sia nella combinazione fondamentale che in quelle sismiche.

Analisi della risposta dinamica di un edificio esistente isolato alla base sottoposto a sisma di tipo “near-fault”

Studente: Gim Suanno

Relatore: Prof. Maurizio De Angelis

Correlatore: Prof. Fabrizio Mollaioli

A.A. 2009-2010

Nel presente lavoro è stato preso in esame un edificio con struttura in calcestruzzo armato che, per concezione strutturale, qualità dei materiali e modalità realizzative degli elementi strutturali, può essere considerato rappresentativo degli edifici in cls armato costruiti nella zona dell’Appennino tra gli anni ’60 e gli anni ’70, in assenza quindi di specifici accorgimenti atti a renderlo resistente alle azioni dovute ad un sisma.

Si è valutato per l’edificio in esame gli effetti derivanti dall’introduzione di un sistema di isolamento alla base. A questo proposito è stato scelto di paragonare due tipi di dispositivi da utilizzare in alternativa, isolatori elastomerici ad alto smorzamento (HDRB) ed isolatori a pendolo scorrevole (FPS).Una volta scelti i dispositivi di isolamento, è stata affrontata la problematica inerente il loro dimensionamento ed è stato proposto anche un primo paragone tra i risultati ottenuti adottando i due sistemi separatamente.

Sono state condotte poi delle analisi sia modali con spettri di risposta modificati (per tenere in conto le capacità dissipative del sistema di isolamento) che dinamiche lineari con accelerogrammi spettro-compatibili, valutando le differenti risposte ottenute adottando i due diversi sistemi di isolamento.

L’ultima parte di questo lavoro è stata poi dedicata allo studio del comportamento dei due sistemi di isolamento sottoposti ai segnali accelerometrici registrati durante il terremoto che ha colpito la regione Abruzzo ed in particolare la città de L’Aquila nella notte del 6 aprile 2009. I segnali accelerometrici registrati durante l’evento sismico principale, presentano infatti alcune caratteristiche peculiari. Una di tali caratteristiche è stata sicuramente la presenza di una forte componente verticale del moto, e quindi risulta interessante per dispositivi come gli FPS, il cui comportamento dipende fortemente dal valore del carico verticale agente su di essi, valutare gli effetti indotti da forti variazioni del carico stesso.

Un secondo aspetto è inerente invece alle pulsazioni di lunga durata che caratterizzano alcuni dei segnali accelerometrici analizzati.