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2020-01-22

Cupole sospese: Progettazione e valutazione del collasso progressivo

Negli ultimi tre decenni, le cupole sospese sono diventate soluzioni popolari per la copertura di palazzetti dello sport, stadi e sale per eventi, in particolare in Cina e Giappone. Mentre le sospese possono essere facilmente costruite e mantenute, la loro applicazione estende i limiti di campata per i sistemi a cupola a griglia. A differenza delle cupole con funi, non sono necessari metodi di costruzione speciali, tuttavia, una struttura più economica, più rigida e più robusta è stata creata per campate medie e grandi. Questa struttura spaziale ibrida è composta da una cupola superiore a un solo strato e da un sistema tensegritico inferiore concentrico.

Autore
Adam Nagy
Università
Università del Surrey, Regno Unito

Questo progetto si concentra sulla progettazione e sulla resistenza al collasso di cupole sospese; nella prima parte del lavoro viene presentata una revisione della letteratura come preparazione per il caso di studio vero e proprio della progettazione preliminare e dell'analisi di collasso progressivo della cupola.

La revisione discute le caratteristiche tipiche di progetto, il comportamento e i criteri di accettazione applicabili delle sospese. Anche gli aspetti del collasso progressivo sono presentati in generale e specificamente per le sospese. Viene eseguito uno studio preliminare per una cupola sospesa a lamelle rifilate di quaranta metri. È stato dimostrato che la stabilità globale è un aspetto determinante della progettazione, la cupola sospesa irrigidita dell'anello più esterno può cedere anche con un rapporto di utilizzo della tensione moderato e inflessioni se la stabilità non lineare con la geometria imperfetta non è valutata.

Le analisi di collasso progressivo dell'opera sono state eseguite secondo la strategia di limitare l'estensione della rottura localizzata. Nel caso della maggior parte delle strutture spaziali, comprese le cupole sospese, il metodo del percorso del carico alternativo con la rimozione teorica dell'asta è l'approccio più praticabile. Il primo modello, costituito solo da travi (Han et al., 2015), è stato trovato efficiente per localizzare quelle configurazioni di aste della rimozione fittizia, che molto probabilmente causano un collasso progressivo. D'altra parte, un modello combinato di trave e guscio è stato trovato più sicuro e affidabile per prevedere la stabilità e l'integrità della struttura rimanente. I risultati delle due analisi sono confrontati e discussi. Sono presentati i diagrammi di flusso delle metodologie utilizzate.


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