Passerella ciclo-pedonale sul fiume Sesia_Strumenti per l’analisi: il problema della ricerca della forma_Il “form finding” applicato al progetto
IL “FORM
FINDING” APPLICATO
n° aste= n° aste convergenti in ogni nodo C=n°carrelli
AL PROGETTO. La concezione strutturale del nostro progetto ha cercato di seguire in maniera fedele i principi costruttivi alla base delle strutture tensegrali e della scienze delle costruzioni. Questi principi comportano che: i puntoni siano solo compressi, le funi solo tese, che ogni vertice dei puntoni sia stabilizzato nello spazio da tre o più funi, che le funi stabilizzanti formino con l’asse del puntone angoli acuti per generare tensioni di compressione con piccole tensioni di trazione, che almeno 2 puntoni orizzontali, due verticali e 2 trasversali agli orizzontali devono essere impiegati per generare all’interno di un volume tetraedrico uno spazio regolare, che ci sia almeno un puntone in comune le unità spaziali che compongono il ponte per garantire un comportamento strutturale statico integrato ed infine che le funi siano pretese per dare rigidità alla struttura. Rispettando i principi citati prima, è stata disegnata la struttura portante del ponte con l’ausilio di programmi CAD. Bisogna sottolineare che, nel nostro progetto, struttura e architettura non originano una dualità di oggetti distinti l’uno dall’altro, che confluiscono in un progetto che le racchiude, ma la struttura è l’architettura e viceversa. I valori delle pretensioni da dare ad ogni singolo tratto di fune, per conferire la rigidezza iniziale al ponte, sono stati ricavati attraverso un analisi statica lineare del modello virtuale, con un programma FEM. Applicando al modello una deformazione, questa, per via delgrado di iperstaticità della struttura stessa, genera delle tensioni interne reagenti, che vengono utilizzate per determinare il fattore di force density utilizzato nel processo di form finding per alterare in modo minimale la topologia da noi definita. Per capire se il modello fosse iperstatico isostatico o labile, abbiamo costruito un algoritmo in grasshopper che computa i gradi di libertà e di vincolo del modello stesso fig.33 e 34. L’algoritmo riporta in forma di script la formula di statica:
GDV = ∑ ( I ⋅3) + (Ce ⋅ 2) + [Ci(2(n°aste − 1))] + C I=n° incastri Ce=n°cerniere esterne Ci= n°cerniere interne
96
fig.33 - Definizione dell’algoritmo basato sull’equazione sopracitata
fig.34 - Schema statico adottato per testare l’algoritmo
Se il modello in analisi è labile, bisogna aggiungere un n° di vincoli tale per cui si passa da una condizione di labilità ad una almeno una volta iperstatica. Successivamente viene condotta l’analisi statica del modello, che permette di verificare il comportamento degli elementi strutturali, laddove si manifestano comportamenti anomali (funi compresse, puntoni tesi) si guarda il modello per vedere se si possono fare delle modifiche topologiche, aumentando l’acutezza degli angoli modificando la lunghezza e/o la posizione dei puntoni, modificando la posizione dei vincoli esterni. In questo modo il predimensionamento degli elementi e determinazione delle pretensioni, si ottiene per sovrapposizione di feedback risultanti da un processo iterativo, ciclico, composto di 4 fasi: analisi statica del modello, controllo delle tensioni risultanti per ricavare il fattore di densità, esecuzione del FDM applicando i fattori di densità trovati, applicazione dei carichi al modello virtuale ottenuto tramite FDM per eseguire l’analisi statica che restituirà i valori delle tensioni utilizzate per dimensionare gli elementi. Quelle situazioni anomale, che nonostante le modifiche permangono, vengono risolte cambiando l’identità dell’elemento, quindi le funi