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Edificio per piscina con copertura in tensostruttura a fune

Informazioni tesi

  Autore: Carmelo Cultraro
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1981-82
  Università: Università degli Studi di Pisa
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Civile
  Relatore: Dario Danieli
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 154

Progetto per piscina comunale-calcolo strutture e trave di funi
La tesi risale al 1982. Il personal computer, come lo conosciamo oggi, non esisteva. Era appena uscito lo spectrum 48k e il commodore 64, i software che oggi girano sui personal si avevano solo pressi i centri di calcolo universitari,con input ad istruzioni singole, tradotte in schede perforate. I risultati si avevano il giorno dopo l'input senza modellazione a video. L'argomento non aveva precedenti in sede universitaria e non avevo alcun esempio da seguire. Il Prof. Danieli mi avvisò che la facoltà non aveva software per strutture a fune con elementi in sola trazione e di meditare una diversa tesi. Vista l'insistenza, mi chiese di attendere qualche settimana per vedere se era reperibile presso altre università, anche estere, un software dedicato in grado di calcolare strutture di quel tipo. Quando tornai per avere notizie, la risposta fu che non vi era software dedicato accessibile presso centri di calcolo, avendo contattato anche Otto Frei, progettista della copertura dello stadio olimpico di Monaco: il software era realizzato in proprio e non era disponibile. Trattandosi di un software per analisi in grandi spostamenti, o lo realizzavo ad hoc oppure dovevo utilizzare un sofware disponibile presso il centro di calcolo (facoltà Informatica) che analizzasse strutture in campo geometrico non lineare,da adattare al mio problema. L'università disponeva del "MARC", che aveva routines di calcolo non lineare di vario tipo e prevedeva i grandi spostamenti. Portai in casa dello studente alcuni libroni di istruzioni in inglese, con gli auguri del caso. Trassi dai voluminosi manuali una sottosezione che faceva per me, ovvero alcuni moduli che permettevano lo studio di aste nello spazio in regime di grandi spostamenti, con la possibilità di inserire tensioni iniziali non nulle. Optai per una struttura bidimensionale,avendo letto come trovare lo stato di pretensione di una trave di funi, utilizzando solo sistemi di equazioni lineari (fase 1, ricerca di forma). Occorreva dotarsi di un programma che risolvesse i sistemi di equazioni lineari per molte incognite, per trovare una trave pretesa da studiare sotto carico al centro di calcolo, successivamente, in regime non lineare. Allo scopo utilizzai il mio Spectrum 48 k, con un software autoprodotto per la soluzione di sistemi lineari e il calcolo delle pretensioni di tutte le funi. Sequestrato il tv 5 pollici del mio compagno di stanza, Rocco, cominciai a manipolare le prime travi pretese utilizzando i metodi descritti in bibliografia e il mio programma. Nei provai a decine, individuando la forma voluta,prima di passare al calcolo sotto carico al centro di calcolo. Fornivo in input la geometria corredata di tutti gli sforzi di pretensione nelle aste,calcolate col mio "personal" preliminarmente. Studiai prima una struttura di prova a 4 funi,con un solo nodo libero,per testare la convergenza sotto carico,con ottimi risultati.I primi output sulla trave di progetto furono deludenti, il MARC si interrompeva per singolarità nella matrice: la tensostruttura, essendo molto deformabile, non poteva studiarsi caricandola come una trave normale, ritenendo ininfluenti le deformazioni sullo stato iniziale. Il carico fu quindi diviso in steps e istruii il computer di analizzare la trave per successive iterazioni di carichi,aggiornando la matrice alla fine di ogni step. Finalmente nessuna interruzione,il calcolo arrivò a buon fine. Il programma permetteva il plottaggio della struttura con la deformata e finalmente potei controllare i risultati,perfettamente congruenti con tensostrutture esistenti della stessa luce (circa 50 metri),di cui avevo i risultati di calcolo pubblicati. Il confronto assicurò i relatori che il mio approccio era valido e il metodo funzionava. Il calcolo venne poi affinato, e solo dopo aver risolto tutti i problemi residui (aste diagonali scariche sotto neve, riduzione delle deformazioni,controllo della risonanza ecc.) passai al progetto architettonico. Completai "a mano" i calcoli di tutta la piscina, telai, nodi, fondazioni ecc.. Successivamente alla laurea ho messo a punto un programma non lineare dedicato, utilizzando il basic sotto DOS. Recentemente l'ho migliorato e compilato su pc sotto Windows,utilizzando "freebasic". Si ottengono calcoli e disegni delle deformate sull'esistente, stampabili. Vi sono 2 files, il primo per la ricerca di forma, il secondo per la verifica non lineare sotto carico. Il metodo e una videata dei risultati sono liberamente scaricabili cliccando sul link in basso,che riporta una mia pubblicazione edita dall'Ordine degli Ingg. di Catania. Questa tesi fu allora premiata a Milano presso il centro CISIA, è stata pubblicata su 2 riviste (Acciaio 1984 e Quarry and Construction 1984) e contribuì alla lode. Non sono pubblicabili circa 400 pagine A3 di calcolo elettronico.

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