Grattacieli: Chengdu Greenland Tower in un focus strutturale

Grattacieli:   la   Chengdu
Greenland Tower in un focus
strutturale
Ecco il focus strutturale della Chengdu Greenland Tower,
grattacielo dalla complessa geometria in costruzione a
Chengdu, Provincia del Sichuan, Cina. Grazie ai suoi 468 m di
altezza complessiva e ai 101 piani fuori terra, ad oggi
diverrebbe l’11° edificio più elevato al mondo, superando la
quota altimetrica stabilita nel 1998 dalle malesi Petronas
Tower, a Kuala Lumpur (451,9 m). Le informazioni in merito ci
vengono offerte direttamente dall’ing. Dennis C.K. Poon, vice
Presidente della società di ingegneria statunitense Thornton
Tomasetti e responsabile strutturale dell’opera.

Strutture di fondazione della Chengdu Dongcun Greenland Tower

La torre impiega una fondazione superficiale a platea, avente
spessore di 4,5 m, supportata da omologhe ma di tipo profondo,
quest’ultime costituite da pali portanti in cls gettato in
opera. Tali elementi colonnari contano di un diametro pari a
1.200 mm, con allargamento della sezione di scavo, alla base
degli stessi, con forma a campana e avente un diametro di
2.000 mm. Tale azione consente di incrementarne la capacità
portante, proprio grazie allo sviluppo di una maggiore
superficie alla loro base.

Chengdu Greenland Tower – fase di scavo delle fondazioni – courtesy Greenland
Southwest

Strutture di piano e verticali del grattacielo cinese

Gli orizzontamenti sono di tipo misto, costituiti da lamiere
grecate collaboranti in metallo portate da travi di piano in
acciaio, il cui spessore usuale riscontrabile è pari a s=125
mm. Alcune di questi sono stati progettati tenendo conto delle
azioni orizzontali, dovute alla particolare inclinazione
locale degli elementi puntiformi verticali. In totale, la
struttura conta di 16 mega-colonne circolari, dal diametro
variabile a seconda dei livelli in cui viene rilevato. Esso,
infatti, passa da 2.800 mm ai piani inferiori dell’edificio
fino a rastremarsi a soli 1.200 mm nella parte sommitale della
struttura. A coronamento del grattacielo, verrà realizzata una
struttura intelaiata in acciaio la quale registrerà, nel punto
apicale, un’altezza di 15 m.

Il comportamento sismico

Il sistema resistente laterale, adottato per la Chengdu
Greenland Tower, è riassumibile come un sistema composto da:
“core (o nucleo) + travature reticolari/stabilizzatori +
esoscheletro tridimensionale”. Le pareti del nucleo resistono
alla maggior parte degli sforzi imputabili al taglio laterale,
ergendosi dunque a primario baluardo al fine di evitare il
crollo dell’edificio sotto severi eventi sismici. In
concomitanza di quote altimetriche maggiori, tali setti
andranno ad inclinarsi al fine di ridurre il peso proprio
della struttura e, contemporaneamente, incrementare la
superficie di piano calpestabile della torre. Ulteriori
pilastrature in acciaio, incorporate nella struttura
ordinaria, sono disposte, ad esempio, ove si verifichino le
connessioni tra le pareti e le loro intersezioni. Queste
andranno a migliorare anche la duttilità delle pareti in
calcestruzzo armato, al fine di prevenire improvvisi cedimenti
del core.

Chengdu Greenland Tower – sezione trasversale – courtesy Thornton Tomasetti

A differenza di altri edifici, che posseggono un esoscheletro
planare su di una sola superficie, l’insolito sistema ad
esoscheletro utilizzato per la Chengdu Greenland Tower è di
tipo tridimensionale non planare. Come precedentemente
accennato, tale sistema strutturale conta di 16 colonne dalla
geometria circolare, una ad ogni vertice dell’esadecagono
rispetto alla sua sezione trasversale. Queste mantengono il
proprio asse ad inclinazione costante in ciascun campo, il
quale andrà a mutare nella transizione tra le zone adiacenti.
Di conseguenza, le colonne procedono con andamento a zigzag
lungo l’altezza della torre, seguendo le superfici previste
dal progetto. Ma non solo queste invertono le direzioni della
propria inclinazione da zona a zona: le colonne loro prossime
registrano anche direzioni opposte relativamente alla
pendenza.

Introducendo un mega elemento diagonale tra ogni coppia di
colonne, la superficie viene così suddivisa in 2 sotto-
superfici planari. Queste ultime seguono anch’esse
l’articolarsi delle differenti zone, accompagnando così
l’andamento a zigzag proprio dell’altezza della torre. Dunque,
esse forniscono non solo supporto ai montanti delle facciate
continue, ma assolvono anche all’importante ruolo di
componente del sistema strutturale perimetrale. Il prodotto
finale che se ne ricava è un sistema ad esoscheletro di tipo
tridimensionale, non planare, in grado di adattarsi
perfettamente alle superfici indicate dal progetto
architettonico. Infine, una terna di travature reticolari,
disposta a distanza regolare rispetto la sezione longitudinale
della torre, connette l’esoscheletro esterno al nucleo in cls
armato, incrementando ulteriormente l’efficienza del sistema
laterale.

Chengdu Greenland Tower – fase di cantiere – courtesy Greenland Southwest

Il BIM

L’applicativo Revit, sviluppato dalla software house Autodesk,
è stato utilizzato con l’obiettivo di ottimizzarne il design.
I progettisti architettonici, così come quelli ingegneristici
e impiantistici, hanno congiunto i propri modelli BIM
all’interno di un unico modello consolidato, procedendo dunque
al controllo delle collisioni. In seguito, ognuno di essi è
stato analizzato e sanato. Per quanto concerne invece il
curtain wall di facciata, il team di Thornton Tomasetti ha
coordinato le differenti fasi connesse, concertandole con la
controparte architettonica e il consulente preposto. Infine,
in merito l’analisi dei costi dell’opera, è possibile
affermare che non ci si è avvalso del processo BIM.

Approfondimenti

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4 casi studio esemplari, costituiti da edifici alti di chiara
fama, universalmente riconosciuti quali icone: il Burj Khalifa
(838 m), a Dubai, la Shanghai Tower (632 m), il One World
Trade Center (541,3 m), a New York,, la Jamsil Lotte World
Tower (554,5 m), a Seoul.

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Crediti

Cliente: Greenland Group     Chengdu      Shu   Feng   Real   Estate
Development Co. LTD;

Progetto   architettonico:      Adrian      Smith+Gordon       Gill
Architecture;

Progetto architettonico – studio locale:               East   China
Architecture Design & Research Institute;

Progetto strutturale: Thornton Tomasetti;

Progetto ingegneria del vento: RWDI;

Progetto impiantistico: PositivEnergy Practice;

Progetto acustico: Shen Milsom Wilke, Inc.;

Progetto antincendio: Rolf Jensen & Associates;

Progetto paesaggistico: SWA Group;

Progetto illuminotecnico: OVI Lighting;

Progetto impianto antintrusione: Rolf Jensen & Associates;

Progetto impianti di risalita: Fortune Consultants, Ltd;

Piano manutenzione delle facciate: Lerch Bates.

Photogallery

Chengdu Greenland Tower - render notturno di progetto -
courtesy Adrian Smith + Gordon Gill Architecture

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Chengdu Greenland Tower - render di progetto - courtesy Adrian

Smith + Gordon Gill Architecture

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Chengdu Greenland Tower - render di progetto - courtesy
Greenland Southwest

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Chengdu Greenland Tower - struttura facciate - courtesy Adrian
Smith + Gordon Gill Architecture

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Chengdu Greenland Tower - modello fisico per galleria del
vento - Dennis C.K. Poon, P.E., Principal in Charge e Dr.
Jianhai Liang, Project Manager

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Chengdu Greenland Tower - fase di cantiere - courtesy
Greenland Southwest

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Chengdu Greenland Tower - struttura facciate - courtesy Adrian
Smith + Gordon Gill Architecture

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Chengdu Greenland Tower - concept facciate - courtesy Adrian
Smith + Gordon Gill Architecture

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Chengdu Greenland Tower - sezione trasversale - courtesy
Thornton Tomasetti

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Chengdu Greenland Tower - fase di scavo delle fondazioni -

courtesy Greenland Southwest

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