Se c'è un termine che campeggia nell'architettura contemporanea, oltre a sostenibilità, è sicuramente verticalità. La crescente urbanizzazione e la necessità di dare una risposta alla sempre maggiore richiesta abitativa sta portando alla realizzazione di strutture sempre più alte. Ma quali sono le sfide che architetti e progettisti devono affrontare nella realizzazione di edifici alti più di 300 metri? Quali le scelte che devono intraprendere, le problematiche da affrontare e i parametri da tenere maggiormente in considerazione?
Vuole dare una risposta a queste domandi, proponendosi come un valido supporto al lavoro dei professionisti il documento 'Tall Buildings - Structural design of concrete buildings up to 300 m tall”, pubblicato dal The Concrete Centre (TCC), centro di ricerca inglese sul calcestruzzo strutturale, e dalla Fédération Internationale du Béton (Fib). Scritte dopo un lungo lavoro di approfondimento e di dibattito svoltosi in seno al Task Group 'Hugh-rise buildings', le Linee Guida rappresentano uno dei documenti più avanzati a livello internazionale sul tema della progettazione di grattacieli. Queste regole saranno, quindi, un fondamento per tutti i progettisti che dovranno affrontare la sfida di realizzare un edificio alto, utilizzando il materiale più diffuso a livello mondiale, il calcestruzzo.
Punto primo: coordinamento fra professionisti
Nelle parti introduttive del documento ci si sofferma sulle modalità di lavoro e sulla necessità di creare un modus lavorandi che sia efficace e corretto. Vengono spiegate le interfacce critiche che si vengono a creare fra i progettisti strutturali e gli altri professionisti coinvolti come gli architetti, gli specialisti per la costruzione di servizi tecnici, di facciata e di sollevamento, gli ingegneri geotecnici ed i specialisti del vento. Evidenziando tutti questi attori coinvolti debbano interagire con gli aspetti più propriamente connessi alla progettazione strutturale influenzando l’elaborazione della soluzione finale.
Scelta del sistema strutturale
Si passa poi alla discussione dei fattori chiave nella scelta del sistema strutturale più idoneo. Il bollettino contiene i criteri utilizzati per selezionare gli elementi strutturali più economici, tra cui le fondazioni, gli elementi verticali e le solette. Sono presentati esempi di metodi comuni di costruzione e discussi i loro effetti sulla progettazione strutturale. Vengono pertanto presi in esame i diversi possibili schemi strutturali quali i sistemi intelaiati, ed altri schemi quali, fra gli altri, quelli basati sull’impiego di shear walls, nuclei, od altri elementi strutturali come le travi orizzontali (ourtriggers) utilizzate per il coinvolgimento delle colonne perimetrali. Vengono successivamente discussi singolarmente i diversi elementi, orizzontali e verticali, della struttura, mentre un intero capitolo è dedicato, in ragione della complessità dell’argomento, al tema delle fondazioni e dell’interazione suolo-struttura, e alle connesse problematiche di carattere geotecnico.
Contrastare i carichi
Una delle principali particolarità della progettazione di edifici alti è il dominio delle azioni agenti sulla struttura. Oltre ai carichi verticali, che possono essere propri della struttura, legati alle fasi costruttive o al verificarsi di eventi accidentali, ci si sofferma in particolar modo sulle azioni orizzontali laterali, che risultano di particolare rilevanza nel caso degli edifici alti. Primi fra tutti i carichi dovuti alle azioni sismiche e al vento. Per quest'ultimo caso viene proposta una guida pratica su quando può risultare necessaria un’indagine sperimentale in galleria del vento, al fine sia di valutare gli effetti dell’edificio alto sull’azione del vento nell’area circostante, che di stabilire l’entità dei carichi dovuti al vento agenti sull’edificio stesso.
Valutare il comportamento dinamico della struttura
I progettisti di edifici alti devono anche comprendere il comportamento dinamico della struttura e limitare il movimento della costruzione entro limiti accettabili. Sono quindi discussi, approcci allo smorzamento e prestazioni dinamiche con l’indicazione dei relativi limiti e vengono fornite indicazioni sui valori limite delle vibrazioni in termini di accelerazione, secondo criteri di comfort per gli occupanti, con riferimento alle specifiche internazionali in argomento.
12 casi studio
Al termine del documento vengono presentati dodici casi studio, esempi significativi di edifici alti realizzati in diverse parti del mondo e caratterizzati da diverse altezze, tipologie e concezioni strutturali. Si tratta di: The Shard ( Londra, Regno Unito); Damac Heights ( Dubai); Omkar Worli Towers ( Mumbai, India); Onterie Tower (Chicago); Millharbour (Londra); Riviera Twinstar Square (Shanghai); 500 West Monroe (Chicago); Strata (Londra); Majunga Tower (Parigi); Torre Cajasol (Siviglia); Shining Tower (Abu Dhabi); Bank Boston Headquarters (Sao Paolo).
