Le azioni dinamiche sugli elementi di facciata di edifici alti

Con riferimento ad edifici alti fino a 200 metri, si definiscono le azioni del vento, del sisma e di un’esplosione esterna agenti sulla facciata e si illustrano le modalità di realizzazione di un programma di calcolo che permetta di quantificarne l’entità .

Il vento esercita una pressione sulle superfici, in relazione alla perdita di energia cinetica delle particelle d’aria arrestate, che per questo si chiama pressione cinetica (o dinamica). Inoltre, nell’interazione con i corpi solidi, la corrente d’aria può distaccarsi da essi, con formazione di scie e di vortici, che ne rendono più complessa la quantificazione degli effetti. La normativa nazionale prevede, per costruzioni poco sensibili all’azione dinamica del vento, l’utilizzo di coefficienti di pressione con cui ottenere una pressione equivalente di tipo statico.

L'esplosione esterna, produce anch’essa un intenso spostamento d’aria, il cosidetto blast wind, associato alla medesima pressione dinamica; ma è in concomitanza di un’altro fenomeno, ben più rilevante, il bomb blast, che consiste nell’elevatissimo incremento di pressione, che si propaga nell’aria come onda supersonica, caratterizzata dallo shock front, un salto pressorio, pressoché istantaneo, con effetti devastanti su ciò che investe. E’ un carico impulsivo di elevata intensità .

L’effetto del sisma viene sempre affrontato applicando il concetto di spettro di risposta. Tuttavia, gli elementi di facciata, non essendo parte del sistema resistente globale dell’edificio, possono essere verificati anche con una forza statica equivalente orizzontale.

Si è situato l’edificio in un centro urbano a medio alta sismicità come Milano, in zona di vento 1, e si è considerato di rivestirlo con una facciata a cellule (o curtain wall). In relazione ad uno di questi elementi di rivestimento, si sono calcolate le forze statiche equivalenti, risultanti da ciascuna delle tre azioni del vento, dell'esplosione e del sisma.

Dal confronto conclusivo, questi fenomeni si caratterizzano per un ordine di grandezza diverso delle loro azioni, e per una diversa distribuzione altimetrica lungo la parete dell’edificio.
Si distinguono i piani bassi ed intermedi, come gravemente sofferenti al danno provocato dalle elevatissime pressioni di un’esplosione esterna.
Solo a grande altezza, si possono cominciare a fare confronti con le pressioni del vento. Infine, nonostante la zona di medio-alta sismicità, le azioni indotte dalle oscillazioni dell’edificio, sugli elementi di rivestimento, sono esigue.