Octagon. Typhoon resistant know-house

Home / Notizie / Octagon. Typhoon resistant know-house

Octagon è una struttura abitativa a pianta ottagonale, pensata per la ricostruzione post-tifone nelle Filippine e per resistere alle catastrofi naturali che si verificano nell’arcipelago asiatico.
Octagon è il primo prodotto di know-house, progetto più ampio che nasce con l’intento di diffondere la conoscenza riguardo l’uso delle tecnologie di fabbricazione digitale per costruire case. 

octagon

L’obiettivo di know-house è consentire alle persone, alle imprese e ai governi, di costruire case in tempi brevi, con un budget molto basso, e dalle alte prestazioni architettoniche e strutturali. Per fare questo, know-house, include nei suoi progetti i migliori vantaggi propri del concetto di fabbricazione digitale, quali la replicabilità, la personalizzazione e – il più importante di tutti – il facile accesso alle conoscenze necessarie.

Tavole web-06

know-house vuole fondere la conoscenza globale sulla fabbricazione digitale alle problematiche specifiche di un contesto locale, al fine di trovare una soluzione precisa architettonica.
Eco-sostenibilità, il rispetto etico e culturale, la resilienza: sono queste le linee guida per lo sviluppo dei progetti know-house.

Octagon è il primo progetto della metodologia know-house.
Per testare il vero risultato dell’approccio know-house, abbiamo scelto, infatti, di progettare una tipologia di case che fossero state adatte per quei luoghi soggetti a catastrofi climatiche.

Tavole web-01

Octagon: l’idea

L’8 novembre 2013 le Filippine furono completamente devastate dal tifone Haiyan, uno dei più violenti della storia, che provocò oltre 10.000 morti, moltissimi dispersi, 4,4 milioni di persone sfollate dalle loro case, interi paesi isolati e stato di emergenza sanitaria. Haiyan fu la 24esima tempesta a colpire l’arcipelago asiatico, solo nel 2013.

Gli esperti, nel corso degli studi, hanno individuato diverse cause di tale disastro e, in generale, della vulnerabilità di questa terra. Tra queste, rientra sicuramente la peculiare posizione dell’arcipelago che, affacciandosi sul Pacifico occidentale, non ha davanti a sé altre masse di terra che possano attenuare la forza delle tempeste prima dell’impatto.

Foto aeree tifone Haiyan - Filippine

Inoltre, caratterizzata da una bassa età media e da alti tassi di povertà, la popolazione delle Filippine si è riversata sulle regioni costiere – quelle a più alto rischio di tifoni -,in abitazioni di fortuna che non hanno resistito all’impatto del super tifone. Oltre il 60 per cento dei filippini, infatti, vive lungo le coste, su isole che non superano i pochi metri di altitudine. Le onde di marea scatenate dal tifone Haiyan hanno superato i cinque metri di altezza, con punte di oltre sette metri, travolgendo le parti più basse delle isole abitate.

A typhoon victim walks in front of her house swept by Typhoon Hagupit in Can-avid, Samar

Il rapido aumento della popolazione ha anche impedito di mettere a punto, finora, piani di evacuazione efficaci e quelli che vigenti spesso non vengono rispettati dalla popolazione insediata nelle zone rurali.

Philippines-1024x796

Non ultimo, poi, il problema della deforestazione e il fatto che le Filippine si trovano sul cosiddetto Anello di Fuoco del Pacifico, una fascia costellata da vulcani e soggetta a terremoti.
Per tutte queste ragioni, ogni anno, le Filippine vengono danneggiate da una ventina di tempeste tropicali e tifoni, posizionandola tra i dieci paesi più a rischio di inondazione.

Philippines Typhoon

Più volte ci si è chiesto se esiste un modo per evitare la catastrofe, se esiste una casa che sia a prova di tifone.
Da queste valutazioni è nato Octagon, la struttura abitativa a pianta ottagonale, pensata per la ricostruzione post-tifone nelle Filippine e per resistere alle condizioni atmosferiche che si verificano, frequentemente, nell’arcipelago asiatico.

La struttura ha prezzi accessibili ed è facilmente e rapidamente ricostruibile e riparabile in caso di danneggiamento.
Il progetto prende in considerazione il contesto culturale locale, i cicli dell’agricoltura, la conoscenza materiale locale, per sviluppare un prototipo di case in grado di ospitare 8 famiglie.

renderOctagonweb_medaarch

In accordo con l’Autorità delle Filippine e insieme ai pianificatori locali, vogliamo aiutare la popolazione delle Filippine, che ha subito pesanti danni dalle ultime catastrofi climatiche, ad utilizzare i software di modellazione 3D e la tecnologia di fabbricazione digitale per costruire da sé le loro case: i primi prototipi di Octagon.

Tavole web-02

Il nostro intento, è quello di creare non solo un nuovo tipo di abitazioni in grado di rispondere ai disastri in luoghi di emergenza, ma soprattutto quello di ragionare su nuovi sistemi di progettazione e fabbricazione che siano in grado di attutire i danni provocati dalle calamità e di garantire una ricostruzione veloce, a basso costo ed attuata dai residenti stessi dei luoghi disagiati, senza l’intervento di aziende esterne. Tali benefici possono essere ottenuti solo attraverso un nuovo approccio al design, che utilizzi le tecnologie di fabbricazione digitale e che tenga conto di soluzioni specifiche per il luogo oggetto d’intervento.

L’uso delle macchine a controllo numerico dà, infatti, la possibilità agli abitanti dei luoghi di emergenza, di replicare le parti danneggiate e ricostruire tutte le componenti della loro casa in modo veloce e a basso costo, a partire da una progettazione standard. Un approccio, questo, sperimentato anche per la ricostruzione di New Orleans, dopo i danni causati dall’uragano Katrina.

Tavole web-05

Il modo di progettare

Per la progettazione di Octagon, siamo partiti da un’attenta analisi del territorio che ci ha permesso di tener conto, in fase progettuale, dei diversi aspetti della vita degli abitanti delle Filippine (da quelli sociali, a quelli economici, passando per gli aspetti religiosi). Siamo convinti, infatti, che sia fondamentale comprendere il modo di vivere dei luoghi da ricostruire, al fine di inserirsi nella visione e nella dimensione del quotidiano di quella comunità, piuttosto che sconvolgerla.
Abbiamo, così, studiato le pratiche di costruzione locali, in modo da individuare soluzioni costruttive che lavorassero con i materiali e le filiere esistenti nelle Filippine.

R0013209

Lo studio del territorio, ci ha permesso di cercare quelle soluzioni tecnologiche più efficaci per il luogo oggetto d’intervento, che spingessero all’innovazione:

  • uso di nuove tecnologie di fabbricazione digitale
  • riduzione dell’impronta ecologica

Nel caso di Octagon, ogni parte viene tagliata da una lastra piana di legno massello o compensato per poi essere unita alle altre parti.
Dall’analisi del modo di concepire la vita in comunità proprio della cultura filippina, siamo arrivati alla definizione della sagoma della struttura a pianta ottagonale, progettata in maniera tale che ogni spicchio sia un’abitazione indipendente destinata a un nucleo familiare.

Tavole web-04

Non si tratta solo, dunque, di ricostruire per i filippini una casa, ma soprattutto di comprenderne lo stile di vita e le preferenze culturali, che spesso dettano le pratiche stesse di costruzione. Una bella sfida, questa, che consente però di ricostruire nel miglior modo possibile.

Così, partendo da un approccio resiliente, abbiamo studiato come funziona la vita lì in un anno e abbiamo capito, ad esempio, che costruire in cemento armato o in acciaio avrebbe rappresentato una scelta secondaria rispetto all’uso del legno per la ricostruzione delle Filippine dove, oltretutto, le abilità di falegnameria nel paese sono molto buone. Inoltre, la popolazione povera delle Filippine, vive attualmente in capanne di bambù nativo che trova particolarmente adatte per ripararsi dalle calamità climatiche. I tetti in paglia e il bambù, tuttavia, costituiscono un pericolo per il crollo quando i venti di tempesta raggiungono le zone rurali. Se la capanna viene danneggiata, è comunque molto più facile ed economico costruirne una nuova con gli stessi materiali. Ovviamente, tale metodo non basta e non è sicuro, in quanto il vento passerebbe comunque attraverso il tetto e le pareti. Tuttavia, tale studio si è rivelato un ottimo punto di partenza per poi sviluppare il nostro progetto.

Studiando e seguendo la modalità di pensiero e di approccio propria della popolazione delle Filippine, abbiamo messo su una struttura abitativa che avesse caratteristiche vicine al loro modo di essere e di vivere.

Tavole web-03

Il modo di costruire

Attraverso l’uso di CNC milling  machine, tramite l’utilizzo di materiali locali e grazie al co-work con i futuri proprietari della casa, vogliamo realizzare un nuovo percorso per la ricostruzione di case dopo i disastri climatici, che trova il suo punto di forza nel passaggio di conoscenze e competenze sulle nuove tipologie di progettazione agli autoctoni permettendogli di ricostruire le proprie case in modo autonomo, senza dover ricorrere, ogni volta, all’aiuto di ingegneri professionisti.

Octagon sarà esposto alla Maker Faire Rome 2015 (16-18 ottobre, La Sapienza Roma). In particolare, durante la kermesse esporremo:

-       in scala 1:10, il modello di quattro spicchi di Octagon
-       il plastico dell’intera struttura abitativa a pianta ottagonale progettata per la popolazione delle Filippine.
-       una trave a grandezza naturale, in scala 1 a 1, della struttura abitativa.

Di seguito, condividiamo con voi la relazione tecnica sugli elementi della progettazione di Octagon.

octagon

Relazione tecnica sugli elementi della progettazione di Octagon.

Analisi dei carichi del vento

Lo studio dell’azione del vento sulla struttura è stato eseguito mediante coupled analysis su ANSYS. La coupled analysis, in generale, consiste nella combinazione di diverse tipologie di analisi (fluidodinamica, termodinamica, elettromagnetica, strutturale, etc.) al fine di generare una soluzione globale al problema posto.
In questo caso, abbiamo eseguito un’analisi fluidodinamica, al fine di stabilire l’interazione tra un fluido e la struttura. Il fluido in questione è stato caratterizzato in relazione ai dati storici reperibili sui tifoni nell’area geografica in questione. In particolare, in tale analisi, abbiamo assunto come velocità del vento 87,5 m/s (315 Km/h). L’analisi è stata realizzata assumendo un volume di controllo in cui è stata posizionata la nostra struttura.

Octagon_analisivento_3

L’output dell’analisi numerica di tipo fluidodinamico consiste nella distribuzione delle pressioni sulla superficie del volume analizzato.

Octagon_analisivento_2L’analisi ci ha fornito il comportamento del vento sulla struttura, evidenziando le zone di pressione e di de-pressione, fornendo i relativi valori di pressione puntuali, mostrando le line di flusso che descrivono le traiettorie del fluido intorno alla struttura. Le indicazioni che un output del genere fornisce, sono già molto preziose per validare la forma generale della struttura e per procedere nella progettazione degli elementi specifici.
L’output dell’analisi fluidodinamica è stato utilizzato come input dell’analisi strutturale.
Questo tipo di approccio ha consentito, infine, di valutare la risposta strutturale di Octagon alle sollecitazioni del vento e alle sollecitazioni combinate di vento e altre forze, così come di analizzare le reazioni vincolari per il dimensionamento delle fondazioni.

Analisi dei setti in legno

I setti che costituiscono le delimitazioni degli “spicchi” della pianta ottagonale sono stati sottoposti ad analisi numerica FEM mediante Ansys per la comprensione delle zone di massima sollecitazione e delle deformazioni massime.
I carichi sono stati applicati come forze nodali nei punti in cui le travi effettivamente scaricano sui setti. Sono state inoltre applicate le risultanti di pressione dovute all’azione del vento.

Octagon_setti_1

 

Il risultato ci ha consentito di capire se il materiale di costruzione avrebbe sopportato i carichi previsti e in secondo luogo di capire quali sono le zone di maggiore sollecitazione in modo ottimizzare la forma progettata.

Octagon_setti_2

Octagon_setti_3

Il sistema di costruzione delle travi

Il vincolo progettuale riguardante la reperibilità del materiale nel luogo in cui la struttura verrà realizzata, ci ha imposto di comporre qualunque elemento della struttura a partire da pannelli di multistrato delle seguenti dimensioni: 3000x2000x18 mm.
Data le finalità di autoproduzione e le difficoltà di reperimento di materiale durante eventi catastrofici, non sarà possibile utilizzare collanti, né invasive giunzioni in acciaio. Essendo tale vincolo piuttosto complicato, ha richiesto la creazione di un sistema di costruzione a secco che fosse ripetibile sui diversi elementi ma al contempo tenesse conto delle specificità degli elementi.

Il sistema progettato si basa sulla composizione di elementi molto grandi, a partire da elementi più piccoli mediante sistemi di incastro che tengono conto della natura degli sforzi localizzati, e di spine e controspine per la tenuta del “pacchetto” che comporrà l’elemento finale, realizzando così una struttura lamellare a secco.
In particolare, su tali elementi, abbiamo realizzato il sistema d’incastri in modo che i denti fossero sempre contrapposti e direzionati parallelamente alla curvatura della trave nel punto di giunzione.

Octagon_sistema_travi_2

Per le travi piane, invece, abbiamo rilevato uno sforzo prevalentemente di taglio nei punti di giunzione. Ciò ci ha fatto orientare verso denti obliqui, diretti a 45° e speculari rispetto alla mezzeria dell’elemento di trave.

Octagon_sistema_travi_1 Per i setti abbiamo adoperato una commistione dei due approcci, con un’attenzione alla tipologia degli sforzi punto per punto. Tutti gli elementi sono fissati con un sistema di spine e controspine che serve a bloccare lo “svergolamento” degli elementi e l’apertura del pacchetto.

Octagon_sistema_travi_4

Octagon_sistema_travi_3

La validazione del sistema di incastri, è stata anch’essa verificata mediante analisi agli elementi finiti, così come fatto anche per gli altri componenti, al fine di verificarne la resistenza ai carichi previsti.

Octagon_incastro_1

 

Octagon is a project by: Medaarch + Mediterranean FabLab + PicernoCerasoLAB
Coordinator: Amleto Picerno Ceraso, Gianpiero Picerno Ceraso.
Structural engineer: Gianpiero Picerno Ceraso, Amedeo Di Marco.
Design team: Giuseppe Luciano, Matteo Saturnino, Agostino Granato, Olga Vlagouli Thomas Duff Bangs, Vanessa Mitropanou, Mauro Paolucci, Mark Clarkson, Teresa D’Alessandro
Communication: Francesca Luciano
Graphic design: Gianluca Tesauro

Articoli simili

Octagon è una struttura abitativa a pianta ottagonale, pensata per la ricostruzione post-tifone nelle Filippine e per resistere alle catastrofi naturali che si verificano nell’arcipelago asiatico.
Octagon è il primo prodotto di know-house, progetto più ampio che nasce con l’intento di diffondere la conoscenza riguardo l’uso delle tecnologie di fabbricazione digitale per costruire case. 

octagon

L’obiettivo di know-house è consentire alle persone, alle imprese e ai governi, di costruire case in tempi brevi, con un budget molto basso, e dalle alte prestazioni architettoniche e strutturali. Per fare questo, know-house, include nei suoi progetti i migliori vantaggi propri del concetto di fabbricazione digitale, quali la replicabilità, la personalizzazione e – il più importante di tutti – il facile accesso alle conoscenze necessarie.

Tavole web-06

know-house vuole fondere la conoscenza globale sulla fabbricazione digitale alle problematiche specifiche di un contesto locale, al fine di trovare una soluzione precisa architettonica.
Eco-sostenibilità, il rispetto etico e culturale, la resilienza: sono queste le linee guida per lo sviluppo dei progetti know-house.

Octagon è il primo progetto della metodologia know-house.
Per testare il vero risultato dell’approccio know-house, abbiamo scelto, infatti, di progettare una tipologia di case che fossero state adatte per quei luoghi soggetti a catastrofi climatiche.

Tavole web-01

Octagon: l’idea

L’8 novembre 2013 le Filippine furono completamente devastate dal tifone Haiyan, uno dei più violenti della storia, che provocò oltre 10.000 morti, moltissimi dispersi, 4,4 milioni di persone sfollate dalle loro case, interi paesi isolati e stato di emergenza sanitaria. Haiyan fu la 24esima tempesta a colpire l’arcipelago asiatico, solo nel 2013.

Gli esperti, nel corso degli studi, hanno individuato diverse cause di tale disastro e, in generale, della vulnerabilità di questa terra. Tra queste, rientra sicuramente la peculiare posizione dell’arcipelago che, affacciandosi sul Pacifico occidentale, non ha davanti a sé altre masse di terra che possano attenuare la forza delle tempeste prima dell’impatto.

Foto aeree tifone Haiyan - Filippine

Inoltre, caratterizzata da una bassa età media e da alti tassi di povertà, la popolazione delle Filippine si è riversata sulle regioni costiere – quelle a più alto rischio di tifoni -,in abitazioni di fortuna che non hanno resistito all’impatto del super tifone. Oltre il 60 per cento dei filippini, infatti, vive lungo le coste, su isole che non superano i pochi metri di altitudine. Le onde di marea scatenate dal tifone Haiyan hanno superato i cinque metri di altezza, con punte di oltre sette metri, travolgendo le parti più basse delle isole abitate.

A typhoon victim walks in front of her house swept by Typhoon Hagupit in Can-avid, Samar

Il rapido aumento della popolazione ha anche impedito di mettere a punto, finora, piani di evacuazione efficaci e quelli che vigenti spesso non vengono rispettati dalla popolazione insediata nelle zone rurali.

Philippines-1024x796

Non ultimo, poi, il problema della deforestazione e il fatto che le Filippine si trovano sul cosiddetto Anello di Fuoco del Pacifico, una fascia costellata da vulcani e soggetta a terremoti.
Per tutte queste ragioni, ogni anno, le Filippine vengono danneggiate da una ventina di tempeste tropicali e tifoni, posizionandola tra i dieci paesi più a rischio di inondazione.

Philippines Typhoon

Più volte ci si è chiesto se esiste un modo per evitare la catastrofe, se esiste una casa che sia a prova di tifone.
Da queste valutazioni è nato Octagon, la struttura abitativa a pianta ottagonale, pensata per la ricostruzione post-tifone nelle Filippine e per resistere alle condizioni atmosferiche che si verificano, frequentemente, nell’arcipelago asiatico.

La struttura ha prezzi accessibili ed è facilmente e rapidamente ricostruibile e riparabile in caso di danneggiamento.
Il progetto prende in considerazione il contesto culturale locale, i cicli dell’agricoltura, la conoscenza materiale locale, per sviluppare un prototipo di case in grado di ospitare 8 famiglie.

renderOctagonweb_medaarch

In accordo con l’Autorità delle Filippine e insieme ai pianificatori locali, vogliamo aiutare la popolazione delle Filippine, che ha subito pesanti danni dalle ultime catastrofi climatiche, ad utilizzare i software di modellazione 3D e la tecnologia di fabbricazione digitale per costruire da sé le loro case: i primi prototipi di Octagon.

Tavole web-02

Il nostro intento, è quello di creare non solo un nuovo tipo di abitazioni in grado di rispondere ai disastri in luoghi di emergenza, ma soprattutto quello di ragionare su nuovi sistemi di progettazione e fabbricazione che siano in grado di attutire i danni provocati dalle calamità e di garantire una ricostruzione veloce, a basso costo ed attuata dai residenti stessi dei luoghi disagiati, senza l’intervento di aziende esterne. Tali benefici possono essere ottenuti solo attraverso un nuovo approccio al design, che utilizzi le tecnologie di fabbricazione digitale e che tenga conto di soluzioni specifiche per il luogo oggetto d’intervento.

L’uso delle macchine a controllo numerico dà, infatti, la possibilità agli abitanti dei luoghi di emergenza, di replicare le parti danneggiate e ricostruire tutte le componenti della loro casa in modo veloce e a basso costo, a partire da una progettazione standard. Un approccio, questo, sperimentato anche per la ricostruzione di New Orleans, dopo i danni causati dall’uragano Katrina.

Tavole web-05

Il modo di progettare

Per la progettazione di Octagon, siamo partiti da un’attenta analisi del territorio che ci ha permesso di tener conto, in fase progettuale, dei diversi aspetti della vita degli abitanti delle Filippine (da quelli sociali, a quelli economici, passando per gli aspetti religiosi). Siamo convinti, infatti, che sia fondamentale comprendere il modo di vivere dei luoghi da ricostruire, al fine di inserirsi nella visione e nella dimensione del quotidiano di quella comunità, piuttosto che sconvolgerla.
Abbiamo, così, studiato le pratiche di costruzione locali, in modo da individuare soluzioni costruttive che lavorassero con i materiali e le filiere esistenti nelle Filippine.

R0013209

Lo studio del territorio, ci ha permesso di cercare quelle soluzioni tecnologiche più efficaci per il luogo oggetto d’intervento, che spingessero all’innovazione:

  • uso di nuove tecnologie di fabbricazione digitale
  • riduzione dell’impronta ecologica

Nel caso di Octagon, ogni parte viene tagliata da una lastra piana di legno massello o compensato per poi essere unita alle altre parti.
Dall’analisi del modo di concepire la vita in comunità proprio della cultura filippina, siamo arrivati alla definizione della sagoma della struttura a pianta ottagonale, progettata in maniera tale che ogni spicchio sia un’abitazione indipendente destinata a un nucleo familiare.

Tavole web-04

Non si tratta solo, dunque, di ricostruire per i filippini una casa, ma soprattutto di comprenderne lo stile di vita e le preferenze culturali, che spesso dettano le pratiche stesse di costruzione. Una bella sfida, questa, che consente però di ricostruire nel miglior modo possibile.

Così, partendo da un approccio resiliente, abbiamo studiato come funziona la vita lì in un anno e abbiamo capito, ad esempio, che costruire in cemento armato o in acciaio avrebbe rappresentato una scelta secondaria rispetto all’uso del legno per la ricostruzione delle Filippine dove, oltretutto, le abilità di falegnameria nel paese sono molto buone. Inoltre, la popolazione povera delle Filippine, vive attualmente in capanne di bambù nativo che trova particolarmente adatte per ripararsi dalle calamità climatiche. I tetti in paglia e il bambù, tuttavia, costituiscono un pericolo per il crollo quando i venti di tempesta raggiungono le zone rurali. Se la capanna viene danneggiata, è comunque molto più facile ed economico costruirne una nuova con gli stessi materiali. Ovviamente, tale metodo non basta e non è sicuro, in quanto il vento passerebbe comunque attraverso il tetto e le pareti. Tuttavia, tale studio si è rivelato un ottimo punto di partenza per poi sviluppare il nostro progetto.

Studiando e seguendo la modalità di pensiero e di approccio propria della popolazione delle Filippine, abbiamo messo su una struttura abitativa che avesse caratteristiche vicine al loro modo di essere e di vivere.

Tavole web-03

Il modo di costruire

Attraverso l’uso di CNC milling  machine, tramite l’utilizzo di materiali locali e grazie al co-work con i futuri proprietari della casa, vogliamo realizzare un nuovo percorso per la ricostruzione di case dopo i disastri climatici, che trova il suo punto di forza nel passaggio di conoscenze e competenze sulle nuove tipologie di progettazione agli autoctoni permettendogli di ricostruire le proprie case in modo autonomo, senza dover ricorrere, ogni volta, all’aiuto di ingegneri professionisti.

Octagon sarà esposto alla Maker Faire Rome 2015 (16-18 ottobre, La Sapienza Roma). In particolare, durante la kermesse esporremo:

-       in scala 1:10, il modello di quattro spicchi di Octagon
-       il plastico dell’intera struttura abitativa a pianta ottagonale progettata per la popolazione delle Filippine.
-       una trave a grandezza naturale, in scala 1 a 1, della struttura abitativa.

Di seguito, condividiamo con voi la relazione tecnica sugli elementi della progettazione di Octagon.

octagon

Relazione tecnica sugli elementi della progettazione di Octagon.

Analisi dei carichi del vento

Lo studio dell’azione del vento sulla struttura è stato eseguito mediante coupled analysis su ANSYS. La coupled analysis, in generale, consiste nella combinazione di diverse tipologie di analisi (fluidodinamica, termodinamica, elettromagnetica, strutturale, etc.) al fine di generare una soluzione globale al problema posto.
In questo caso, abbiamo eseguito un’analisi fluidodinamica, al fine di stabilire l’interazione tra un fluido e la struttura. Il fluido in questione è stato caratterizzato in relazione ai dati storici reperibili sui tifoni nell’area geografica in questione. In particolare, in tale analisi, abbiamo assunto come velocità del vento 87,5 m/s (315 Km/h). L’analisi è stata realizzata assumendo un volume di controllo in cui è stata posizionata la nostra struttura.

Octagon_analisivento_3

L’output dell’analisi numerica di tipo fluidodinamico consiste nella distribuzione delle pressioni sulla superficie del volume analizzato.

Octagon_analisivento_2L’analisi ci ha fornito il comportamento del vento sulla struttura, evidenziando le zone di pressione e di de-pressione, fornendo i relativi valori di pressione puntuali, mostrando le line di flusso che descrivono le traiettorie del fluido intorno alla struttura. Le indicazioni che un output del genere fornisce, sono già molto preziose per validare la forma generale della struttura e per procedere nella progettazione degli elementi specifici.
L’output dell’analisi fluidodinamica è stato utilizzato come input dell’analisi strutturale.
Questo tipo di approccio ha consentito, infine, di valutare la risposta strutturale di Octagon alle sollecitazioni del vento e alle sollecitazioni combinate di vento e altre forze, così come di analizzare le reazioni vincolari per il dimensionamento delle fondazioni.

Analisi dei setti in legno

I setti che costituiscono le delimitazioni degli “spicchi” della pianta ottagonale sono stati sottoposti ad analisi numerica FEM mediante Ansys per la comprensione delle zone di massima sollecitazione e delle deformazioni massime.
I carichi sono stati applicati come forze nodali nei punti in cui le travi effettivamente scaricano sui setti. Sono state inoltre applicate le risultanti di pressione dovute all’azione del vento.

Octagon_setti_1

 

Il risultato ci ha consentito di capire se il materiale di costruzione avrebbe sopportato i carichi previsti e in secondo luogo di capire quali sono le zone di maggiore sollecitazione in modo ottimizzare la forma progettata.

Octagon_setti_2

Octagon_setti_3

Il sistema di costruzione delle travi

Il vincolo progettuale riguardante la reperibilità del materiale nel luogo in cui la struttura verrà realizzata, ci ha imposto di comporre qualunque elemento della struttura a partire da pannelli di multistrato delle seguenti dimensioni: 3000x2000x18 mm.
Data le finalità di autoproduzione e le difficoltà di reperimento di materiale durante eventi catastrofici, non sarà possibile utilizzare collanti, né invasive giunzioni in acciaio. Essendo tale vincolo piuttosto complicato, ha richiesto la creazione di un sistema di costruzione a secco che fosse ripetibile sui diversi elementi ma al contempo tenesse conto delle specificità degli elementi.

Il sistema progettato si basa sulla composizione di elementi molto grandi, a partire da elementi più piccoli mediante sistemi di incastro che tengono conto della natura degli sforzi localizzati, e di spine e controspine per la tenuta del “pacchetto” che comporrà l’elemento finale, realizzando così una struttura lamellare a secco.
In particolare, su tali elementi, abbiamo realizzato il sistema d’incastri in modo che i denti fossero sempre contrapposti e direzionati parallelamente alla curvatura della trave nel punto di giunzione.

Octagon_sistema_travi_2

Per le travi piane, invece, abbiamo rilevato uno sforzo prevalentemente di taglio nei punti di giunzione. Ciò ci ha fatto orientare verso denti obliqui, diretti a 45° e speculari rispetto alla mezzeria dell’elemento di trave.

Octagon_sistema_travi_1 Per i setti abbiamo adoperato una commistione dei due approcci, con un’attenzione alla tipologia degli sforzi punto per punto. Tutti gli elementi sono fissati con un sistema di spine e controspine che serve a bloccare lo “svergolamento” degli elementi e l’apertura del pacchetto.

Octagon_sistema_travi_4

Octagon_sistema_travi_3

La validazione del sistema di incastri, è stata anch’essa verificata mediante analisi agli elementi finiti, così come fatto anche per gli altri componenti, al fine di verificarne la resistenza ai carichi previsti.

Octagon_incastro_1

 

Octagon is a project by: Medaarch + Mediterranean FabLab + PicernoCerasoLAB
Coordinator: Amleto Picerno Ceraso, Gianpiero Picerno Ceraso.
Structural engineer: Gianpiero Picerno Ceraso, Amedeo Di Marco.
Design team: Giuseppe Luciano, Matteo Saturnino, Agostino Granato, Olga Vlagouli Thomas Duff Bangs, Vanessa Mitropanou, Mauro Paolucci, Mark Clarkson, Teresa D’Alessandro
Communication: Francesca Luciano
Graphic design: Gianluca Tesauro

Articoli simili