Sala per Pinacoteca (SCRIGNO)
e soprastante frangisole vetrato
(TAPPETO VOLANTE - dimensioni in pianta 55x20 m)
al Lingotto di Torino

Committente Societa' LINGOTTO SpA - Torino
Progetto architettonico
RPBW - RENZO PIANO BUILDING WORKSHOP - Parigi
Progetto esecutivo e impianti
FIATENGINEERING SpA - Torino
Progettisti strutturali delle carpenterie in acciaio
Ing. F. Clemente e Ing. G. Luparia
Esecuzione e montaggio delle carpenterie
Clemente F.lli srl - Orbassano (TO)

Descrizione dell’opera

Nell’ambito della ristrutturazione dell’ex fabbricato industriale del Lingotto a Torino, è stata prevista una serie di trasformazioni funzionali ed architettoniche dello stesso. In corrispondenza del lato nord, è stato progettato l’inserimento di una serie di spazi adibiti a Pinacoteca ed in particolare la realizzazione di una sala mostre collocata in un contenitore sopraelevato rispetto al fabbricato stesso. La sala ha forma di un parallelepipedo, rastremato alle estremità, con dimensioni in pianta di circa 10 x 37 m ed altezza variabile da 7,5 m nella parte centrale a 4,5 m alle estremità circa ed appoggia sul fabbricato sottostante su 4 pilastri con sezione a croce d’acciaio, di 2 m circa d’altezza. I pilastri sono posizionati ai vertici di un rettangolo di 9,6 x 8,5 m e la sala presenta quindi 2 sbalzi di circa 14,25 m per parte.

Le pareti ed il fondo sono rivestite da pannelli d’acciaio in vista; la copertura è formata da una struttura leggera in acciaio ed è completamente vetrata.

Al di sopra della sala è posizionato un grande frangisole formato da lame di vetro serigrafato inclinate a circa 45° e sostenute da un doppio reticolo di tubi rettangolari in acciaio. Le dimensioni in pianta del predetto frangisole sono di circa 20 x 55 m. Il frangisole poggia sulla sala mostre tramite 4 montanti d’acciaio ed è vincolato anche con tiranti formati da cavi pretesi.

Inferiormente è presente una struttura formata da travi a cassone d’acciaio, con forma ad H, per consentire il raccordo tra i pilastri di acciaio di sostegno della sala ed i pilastri in calcestruzzo armato del fabbricato sottostante, opportunamente rinforzati per sostenere i nuovi carichi.

Schema statico

La struttura portante della sala è formata da travature reticolari spaziali formanti una sorta di scatola aperta verso l’alto, in quanto, data la leggerezza richiesta dal progetto architettonico per la copertura, questa non può contribuire alla rigidezza di insieme. La geometria delle membrature resistenti è tale da consentire l’alloggiamento degli impianti necessari al condizionamento della sala mostre.

In corrispondenza delle aperture per le porte di ingresso, che impediscono il posizionamento di diagonali necessarie al funzionamento a trave reticolare, sono stati previsti pannelli irrigidenti in lamiera saldata che definiscono campi con funzionamento a trave tipo Vierendeel.

Le pareti laterali e la superficie di fondo sono formate da pannelli saldati di lamiera di grandi dimensioni. Sono stati previsti particolari sistemi regolabili di aggancio di tali pannelli alle strutture reticolari portanti, in grado di recuperare deformazioni e tolleranze e di rispettare le tolleranze, molto restrittive, di montaggio.

Il grande pannello frangisole superiore ha una struttura a graticcio piano, formata da 2 serie di tubi rettangolari ortogonali tra loro e solidarizzati con saldatura nei punti di incrocio. Per ridurre la deformabilità nei riguardi delle azioni dinamiche dovute al vento, il pannello è ancorato in 8 punti con cavi pretesi alla sottostante struttura della sala mostre. L’entità delle pretensioni è tale da evitare che i cavi vadano "in bando" anche nelle condizioni più sfavorevoli di azione del vento.

Azioni sulla struttura

Oltre ai pesi propri, ai sovraccarichi di normativa ed al peso della neve, riveste particolare interesse l’azione del vento in particolare sul frangisole superiore che, data la leggerezza delle sue strutture portanti, può essere particolarmente sensibile alle azioni di tipo dinamico. E’ stata prevista a tale proposito una prova in galleria del vento (presso il Politecnico di Milano) per definire l’insieme delle azioni che il vento può esercitare sulla struttura a conferma dei dati assunti per il primo dimensionamento della struttura.

Montaggio

Date le caratteristiche di scarsa portanza delle strutture del fabbricato esistente tutto il montaggio è stato fatto con una gru posizionata a terra. L’altezza di sollevamento è di circa 43 m, la larghezza del fabbricato di circa 80 m e lo sbraccio massimo di conseguenza è di circa 50÷60 m. E’ stata prevista una gru di grande portata in grado di sollevare carichi di circa 25 t alle distanze sopraindicate, in modo da poter prefabbricare, in officina e/o in aree di lavorazione predisposte a terra, grandi blocchi di strutture e ridurre al minimo i giunti da eseguire in opera.

Calcolazioni effettuate

Le calcolazioni, in fase preliminare, sono state svolte da FiatEngineering utilizzando il programma ad elementi finiti Straus7.

Tutti gli elementi delle strutture rettangolari sono stati schematizzati come elementi beam, i tiranti come elementi truss e i pannelli di lamiera come elementi plate. In totale nel modello sono presenti 2444 elementi beam, 8 elementi truss e 955 elementi plate per un totale di 14650 gradi di libertà.

Sono state inserite 20 diverse condizioni di carico per tener conto dei diversi carichi verticali e delle azioni del vento.

E’ stata eseguita un’analisi statica lineare per la valutazione delle sollecitazioni e la verifica degli elementi, un’analisi modale per la valutazione dei periodi e dei modi propri di vibrare ed un’analisi di linear buckling per la valutazione dei carichi critici di stabilità in campo lineare.