Tensostruttura e tendostruttura: quali differenze?
Tensostruttura e tendostruttura sembrano terminologie molto simili, ma in realtà identificano due sistemi costruttivi alquanto differenti. L’elemento che li accomuna è la presenza di membrana/telo per il tamponamento del coperto e pareti, ma come vedremo la funzione statica è alquanto diversa.
Intanto precisiamo che per sistema costruttivo si intende l’organizzazione e la tipologia degli elementi resistenti, al fine di garantire la statica del manufatto. La tendostruttura identifica un sistema costruttivo tradizionale basato su travi e pilastri, mentre la tensostruttura un sistema costruttivo basato sulla contrapposizione di elementi compressi ed elementi tesi.
Nella tendostruttura il telo di copertura e le pareti trasferiscano le sollecitazioni esterne alle travature principali e ai pilastri, che a sua volta li scaricano al terreno secondo varie modalità (fondazioni, dispositivi di ancoraggio, zavorre, etc.).
Il telo di copertura e pareti non svolgono alcuna funzione strutturale, ma servono unicamente a proteggere dalle azioni esterne. Al contrario, nella tensostruttura i teli svolgono una funzione strutturale fondamentale dal momento che costituiscono assieme alle funi gli elementi soggetti a trazione. A questi, come illustrato, si contrappongono aste e piantoni soggette a sforzi di compressione. Elementi tesi, ed elementi compressi, devono essere organizzati nello spazio secondo un preciso ordine e disposizione affinché sia garantito l’ equilibrio in ogni punto. Nella tensostruttura le membrane devono presentare prestazioni e caratteristiche di resistenza molto elevati dal momento che sono soggetti ad elevati sforzi di trazione, e una rottura provocherebbe danni elevati. Un altro aspetto che distingue le tensostrutture dalle tendostrutture è la forma del manufatto. Mentre la tendostruttura presenta forme tradizionali come copertura a volta, a una falda (monofalda), due falde (tetto a due falde), quattro falde (a pagoda), le tensostrutture proprio per la loro concezione strutturale presentano forme particolari, interessanti e poco scontate come a “doppia sella”, a “cappello di strega”; questo dipenda dal fatto che geometria (forma della struttura) e tensione dei vari elementi che la compongono concorrono mutuamente alla statica del manufatto. Per comprendere più a fondo quest’ultimo concetto è importante aggiungere un ulteriore elemento, ovvero la “pretensione”. Il concetto di pretensione si sposa con il concetto di “forma”, infatti elementi come telo, membrana e funi – essendo privi di rigidezza – non presentano una forma propria, ed è quindi necessario sottoporli ad una tensione di trazione iniziale (detta appunto di pretensione) per conferire una certa stabilità (in tecnica si utilizza il termine di “rigidezza”). La progettazione delle tensostrutture risulta quindi più complessa, e inoltre risulta più complessa la messa in opera proprio per la necessità di tesare membrane e cavi secondo valori prefissati dal progettista per garantire stabilità e forma. Al contrario le tendostrutture risultano più semplici sia in fase di progettazione che di messa in opera.
Tensostrutture per architetture – Come funzionano
Le tensostrutture permettono di realizzare strutture molto agili, che ben si prestano a forme architettoniche studiate per coprire grandi spazi, senza necessità di attuare opere verticali di sostegno.
Le tensostrutture efficaci per progetti di architettura sono concepite per offrire una grande leggerezza, una buona flessibilità e la necessità di ricorrere a un quantitativo minore di materiali di utilizzo. La realizzazione è una fase di progettazione nella quale l’architetto dà vita a una struttura struttura perfettamente in linea con l’ambiente e con lo spazio che si deve rivestire.
Le tensostrutture sono sistemi strutturali piacevoli e interessanti concepiti per rivestire grandi luci nel caso dei sistemi strallati e superfici vaste nel caso di membrane semplicemente tese. Permettono di coprire aree medie e grandi assicurando sicurezza e funzionalità, unendo esigenze tecnologiche e creatività.
La tensostruttura si basa sul principio di fare collaborare una struttura portante rigida con un elemento superficiale che – tramite la tensione al quale è sottoposto – conferisce stabilità all’insieme.
Le forme degli edifici di oggi sono sempre più complesse e tendono a variare, con conseguenti ripercussioni sulle strutture di copertura. Perciò la loro forma è influenzata da quella della strutture e a come si evolvono nel tempo.
Tensostrutture per architetture – Le tipologie
Le tensostrutture per architetture possono essere applicate per:
- aeroporti per cantieri
- maneggi
- campi sportivi
- fiere
- circhi
- hotel
Le tensostrutture a membrana presentano una forte riduzione dei pesi propri. Le tensostrutture per architetture aggiungono leggerezza e la limitazione degli spessori delle strutture
Le tensostrutture sono in grado di offrire una resa e funzionalità eccellenti. In genere presentano delle funi sottoposte a forza di trazione.
Abbiamo le strutture a fune singola, e sistemi a trave di funi oltre che rete di funi, che devono essere stabilizzati con apposita procedura, tramite suddivisione in gruppi strallati e in gruppi sospesi.
Nel sistema a fune strallata (utilizzato ad esempio per i ponti) la fune funziona come tirante rettilineo e parte da un punto all’altro implicati nell’ancoraggio del sistema. Il sistema presenta funi, piloni e orditura orizzontale. Vengono utilizzate per la realizzazione di ponti strallati, che coprono grandi luci, anche maggiori a centinaia di metri.
Le strutture strallate ricorrono a piloni compressi verticali o inclinati, con cavi rettilinei che giungono ai punti di collegamento tramite un impalcato, o attraverso elementi di copertura orizzontali. I ponti strallati sono molto richiesti per distanze che superano una o più centinaia di metri.
Le strutture sospese presentano un impalcato retto da un sistema di funi tese in senso verticale e legate a cavi portanti anch’essi retti da strutture anch’esse portanti a sviluppo verticale. I cavi portanti servono a scaricare le forze che intercorrono sul sistema.
Le strutture sospese venivano utilizzate per i ponti realizzati nei tempi antichi, che altro non erano che passerelle.
Le strutture spaziali presentano membrane dalla configurazione a maglia sospesa. Presentano inoltre sistemi reticolari di funi stabilizzati attraverso una serie di supporti verticali o inclinati. La forma del sistema può variare a seconda del caso.
Nelle strutture a curvatura singola riscontriamo sensibili somiglianze con quella dei ponti sospesi: la copertura è collegata alle funi portanti mediante tiranti verticali. La superficie delle membrane deve presentare doppia curvatura, una convessa e una concava.
Le strutture spaziali vedono la disposizione delle funi portanti e stabilizzanti poste su diversi piani, invece che poggianti sullo stesso. In questo modo si formano diverse conformazioni che si influenzano a vicenda per reggere i carichi. Le strutture a membrana (architetture tessili) offrono la possibilità di adottare la forma preferita.
