Il grattacielo ecologico della Commerzbank a Frankfurt (analisi evolutive con software FEM - MIDAS Gen)

La sede centrale della Commerzbank è il primo grattacielo di quasi 300 m di altezza a essere realizzato con un sistema di costruzione misto acciaio puro e cemento armato. Invece del classico nucleo all’interno, la struttura portante è composta complessivamente da tre nuclei (“core”) disposti negli angoli arrotondati dell’edificio (a Nord, Sud e a Ovest). 

Il presente lavoro si prefigge da una parte di valutare i provvedimenti da prendere in fase di costruzione - in particolare durante l’assemblaggio delle varie sezioni bullonate delle strutture Vierendeel e il successivo getto della soletta dei relativi impalcati sorretti - e dall’altra di valutare le deformazioni orizzontali per effetto dei venti sulla torre esistente. In questo report, per ovvie ragioni di spazio, si è fatto cenno ai soli risultati delle analisi evolutive (effetti reoligici per ritiro e fluaggio). Il presente lavoro ha soprattutto colto l’occasione per poter testare e provare il software Midas Gen su una struttura a geometria abbastanza complessa.

Link al sito web della CSPFEA:

http://www.cspfea.net/structural-modeling-magazine/

 

Link per scaricare il n.19 della rivista Structural Modeling dal sito della CSPFEA:

http://www.cspfea.net/prodotto/structural-modeling-n19/

 

Per una veloce consultazione del n.19 della rivista:

http://www.sigmundcarlo.net/public/CSPFea_StructuralModeling_19.pdf

Construction stages analysis (MIDAS Gen) -
EUROCODES Spreadsheets Structural Design -

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Parte III - Princìpi di dinamica e modellistica della turbolenza

In questa III parte della sezione dedicata ai princìpi della Meccanica dei Fluidi, si presentano alcune delle tematiche che riguardano l’argomento “turbolenza” nei fluidi. Viene descritto e affrontato anche l’approccio LES (Large Eddy Simulations), per entrambi gli schemi di fluido incompressibile e compressibile e le relative equazioni di bilancio dell’energia anche per il caso di flussi turbolenti reagenti (reazioni di combustione).

 

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Parte II - Cinematica e vorticità dei fluidi newtoniani e stokesiani

Questi sono essenzialmente degli appunti personali riguardanti la cinematica e la vorticità dei fluidi, presentati in via del tutto generale. Parte di questo lavoro ha concentrato l’attenzione essenzialmente sulla caratterizzazione del moto dei fluidi secondo lo schema di fluido ideale alla Euler e alla conseguente schematizzazione dei potenziali delle grandezze vettoriali cinematiche di campo. Si è fatto perciò riferimento implicito a tutta la trattazione della cinematica dei fluidi, così come presentata nei testi di Meccanica dei Fluidi, ai quali si rimanda per migliori e più dettagliate delucidazioni. 

 

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Parte I - Bilanci energetici per fluidi newtoniani
Questi sono essenzialmente degli appunti personali riguardanti le equazioni dei fluidi newtoniani. Parte di questo lavoro ha concentrato l’attenzione essenzialmente sulla caratterizzazione del moto dei fluidi di tipo Navier-Stokes e sulle equazioni di bilancio energetico meccanico-termodinamico. Si è fatto riferimento implicito a tutta la trattazione della cinematica dei fluidi, come presentata nei testi di Meccanica dei Fluidi, ai quali si rimanda per migliori e più dettagliate delucidazioni.

 

Tendenzialmente, ci si è orientati verso un’impostazione vicina allo studio dei fluidi per le Macchine, in particolar modo le Turbomacchine. In ogni caso, i riferimenti alle trattazioni di suddette discipline sono state alquanto superficiali.

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Predimensionamento elementi strutturali in c.a., acciaio, muratura e legno secondo nuove NTC ed Eurocodici - Sigmund Carlo - Stampa cartacea 

(Dim. 18.91 x 24.59 - copertina morbida con rilegatura termica)

Questo lavoro affronta il calcolo e il predimensionamento degli elementi

strutturali che più frequentemente si incontrano nell’edilizia e nella pratica

tecnica. Le procedure di progetto e verifica presentate in questa pubblicazione

rispettano quanto riportato nelle seguenti normative:

 

 • Norme Tecniche per le Costruzioni(*);

 • Eurocodice 1 – Basi di calcolo ed azioni sulle strutture;

 • Eurocodice 2 – Progettazione delle strutture in calcestruzzo;

 • Eurocodice 3 – Progettazione delle strutture in acciaio;

 • Eurocodice 5 – Progettazione delle strutture in legno;

 • Eurocodice 6 – Progettazione delle strutture in muratura.

 

L'argomento è stato pensato per tutti i Colleghi Architetti, Geometri e

Ingegneri che si occupano di strutture o per gli studenti di Architettura &

Ingegneria. Vengono infatti presentati numerosi esempi di calcolo e verifica

completamente svolti agli stati limite di strutture, più o meno complesse, che

più frequentemente si incontrano nella pratica tecnica. Sono stati anche

accostati semplici esempi “guida” per condurre velocemente la verifica e il

calcolo degli elementi strutturali sottoposti all’incendio, come ormai imposto

dalle NTC in tutte le verifiche strutturali.

_____________________________________________________________

(*) Norme Tecniche delle Costruzioni (D.M. 14.01.2008 e relativa bozza di

revisione di cui al parere del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici n.53/2012,

espresso nell’Adunanza dell’Assemblea Generale del 14 novembre 2014).

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Ingegneria sanitaria ambientale trattamento reflui civili e industriali vol. II - Sigmund Carlo - Stampa cartacea 

(Dim. 18.91 x 24.59 - copertina morbida con rilegatura termica)

Questo secondo di due volumi affronta tutte le tematiche relativamente al sollevamento di reflui e fanghi mediante macchine operatrici, ai vari tipi di equipaggiamento idraulico previsto nelle stazioni di sollevamento (riferimento alle documentazioni tecniche concesse gentilmente dalla Ditta Itt Flygt di Milano), ai fenomeni del "colpo d'ariete", al sollevamento dei fanghi mediante coclee e al pompaggio di fanghi a basso contenuto d'acqua.

Viene poi passata in rassegna la sezione di sedimentazione e le varie caratteristiche costruttive e di progettazione delle relative vasche. Vengono poi descritti nel dettaglio i dispositivi di aerazione e le varie procedure di calcolo per il loro dimensionamento.

Segue una vasta gamma di layout di impianti attualmente utilizzati nel trattamento dei reflui (impianti a fanghi attivi e impianti a filtri percolatori). Vengono descritti i vecchi trattamenti mediante fosse Imhoff, i pozzi disperdenti e subirrigazione fino ai trattamenti più moderni mediante fitodepurazione (materiale concesso gentilmente dalla Ditta Initram Impresa Italia S.r.l. di Firenze).

 

Si passa poi alla descrizione dei trattamenti chimici dei reflui e dei fanghi. Relativamente al fango, si descrivono le varie unità di digestione aerobica e anaerobica e relative procedure di progetto, fino ai dettagli di tipo puramente idraulico dell'intera linea di trattamento.

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Ingegneria sanitaria ambientale trattamento reflui civili e industriali vol. I
 - 
Sigmund Carlo - Stampa cartacea 

(Dim. 18.91 x 24.59 - copertina morbida con rilegatura termica)

Questo primo di due volumi affronta le problematiche del trattamento dei reflui civili e industriali. Gli argomenti trattati sono relativi alle caratteristiche di qualità delle acque, alla tipologia di refluo trattato, ai controlli sulle acque e ai dati chimico-fisico fondamentali.

Vengono descritti nel dettaglio i principali aspetti chimici, biologici e organolettici delle acque e le caratteristiche idrauliche dei liquami in funzione del tipo di fognatura di adduzione.

Viene fatto cenno anche alle più importanti verifiche statiche per tubazioni interrate sottoposte ai sovraccarichi in superficie.

Si descrivono nel dettaglio i vari parametri di progetto (abitante equivalente, tempo di detenzione idraulica, temperatura, rendimento depurativo, concentrazioni di inquinanti, etc.).

 

Si passa infine nel dettaglio delle varie sezioni primarie di trattamento meccanico (grigliatura, dissabbiatura e disoleatura), descrivendo le singole peculiarità e proponendo delle pratiche e veloci procedure di progetto. Dettagliate tabelle di veloce predimensionamento e descrittive di modelli di vasche in commercio o già predimensionate in funzione del numero di abitanti equivalenti o delle portate sono state fornite gentilmente dalla Ditta Ecoplants S.r.l. di Vicofertile (PR).

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Tecnica delle Costruzioni - Quaderno Tecnico n.2 - Blocchi di ancoraggio di condotte sui terreni - Sigmund Carlo - Stampa cartacea 

(Dim. 18.91 x 24.59 - copertina morbida con rilegatura termica)

Il presente lavoro affronta in maniera sintetica le principali problematiche delle strutture di ancoraggio al terreno per linee di adduzione idraulica (essenzialmente acquedotti e oleodotti). Nelle procedure di calcolo si è tenuto conto delle attuali norme europee (Eurocodici Strutturali CEN/TC 250) nonché delle attuali Norme Tecniche per le Costruzioni.

I blocchi di ancoraggio sono essenzialmente delle strutture di fondazione superficiali atte ad assorbire e a scaricare sul suolo le azioni che i liquidi convogliati delle condotte in pressione esercitano in corrispondenza di punti singolari del tracciato della linea di adduzione. Tale argomento richiede quindi un attento esame delle condizioni idrauliche della linea e successivamente uno studio geologico-geotecnico dei terreni interessati.

Il lavoro è stato quindi suddiviso essenzialmente in due parti distinte: una, relativa ai principi di Meccanica dei fluidi e Idraulica dei fluidi newtoniani convogliati all’interno di condotte in pressione, e l’altra relativamente ai principi di Meccanica delle terre dei terreni granulari e coesivi saturi.

 

 

Nelle calcolazioni, qui presentate quali semplici esempi di applicazioni pratiche, si è fatto maggior riferimento alle seguenti norme europee: EN 1997-1 (2004): Eurocode 7: Geotechnical design - Part 1: General rules; EN 1997-2 (2007): Eurocode 7: Geotechnical design - Part 2: Ground investigation and testing.

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Tecnica delle Costruzioni - Quaderno Tecnico n.1 - Piastre e tubi
Sigmund Carlo - Stampa cartacea 

(Dim. 18.91 x 24.59 - copertina morbida con rilegatura termica)

Il presente lavoro tratta in maniera sintetica le principali problematiche che interessano il Progettista nel calcolo statico delle piastre e dei tubi sottili in regime elastico lineare. Per le piastre si è ritenuto utile accostare alle formulazioni teoriche alcune tabelle “ad hoc” per un calcolo spedito e agevole delle più frequenti condizioni di carico e vincolo che si presentano nella pratica tecnica. Vengono in particolare proposte alcune tabelle di Ernst Bittner e di Richard Bares.

Si è affrontato in particolare le verifiche di resistenza delle piastre circolari assialsimmetriche che interessano strutture prettamente idrauliche, quali piastre di fondo di serbatoi e flange cieche delle tubazioni. Riguardo alle tubazioni e alle condotte in generale, si sono affrontate alcune problematiche legate al dimensionamento delle tubazioni in impianti idraulici in pressione (oleodinamici) e sollecitati da gradienti termici (impianti a vapore). Infine, sono state analizzate le principali problematiche legate alla verifica statica, alle massime deformazioni per ovalizzazione e all’instabilità elastica delle condotte interrate.

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Elementi di Scienza delle Costruzioni 
Sigmund Carlo - Stampa cartacea 

(Dim. 15.59 x 23.39 - copertina morbida con rilegatura termica)

Il presente lavoro costituisce un sintetico compendio delle principali trattazioni della Scienza delle Costruzioni. Una sezione introduttiva, riguardante alcuni principi di calcolo di Analisi Matematica e Fisica, è stata allegata quale promemoria e riferimento per la pratica tecnica. Data la vastità della materia, si è deciso di ridurre al minimo la parte descrittiva. Alcune formulazioni, per evitare di doverle dedurre da complicate, seppur necessarie, trattazioni analitiche, sono state giustificate con semplici ragionamenti intuitivi. Numerosi e pregevoli sono i testi in letteratura al riguardo. Il presente lavoro si propone, necessariamente, come breve e succinta panoramica delle problematiche base che interessano la Scienza delle Costruzioni.

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Macchine a Fluido
Sigmund Carlo - Ebook (PDF) - formato A4 226 pagine. - 18 Euro/copia

Considerazioni sull'equazione di Navier Stokes. Termodinamica dei fluidi reali. Termodinamica delle macchine. Fluidodinamica delle macchine.  Equazione globale dell'equilibrio. Curve caratteristiche compressori centrifughi. Situazioni pratiche di impiego delle macchine operatrici. Aspetti pratici degli impianti di sollevamento. Scambi di energia e palettature delle turbomacchine. Classificazione e caratteristiche generali delle macchine a fluido. Osservazioni sull'equazione meccanica dell'energia.

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Meccanica dei Fluidi
Sigmund Carlo - Ebook (PDF) - formato A4 170 pagine - 15 Euro/copia

Schemi di mezzo continuo. Equazioni della Termodinamica. Considerazioni sull'equazione di Navier Stokes. Applicazioni dell'equazione di Navier Stokes. Osservazioni sull'equazione meccanica dell'energia. Termodinimica dei fluidi reali. Strato limite atmosferico. Equazioni di bilancio per l'energia cinetica. L'energia cinetica turbolenta. Atmosfera: moti dell'aria. Descrizione Euleriana della dispersione.