Century Tower

testo di Andrea Lugli

Il Century Tower rivela di essere un edificio completamente differente da tutti gli altri grattacieli.
Un'audace visione architettonica ed una visione ingegneristica creativa sono state combinate insieme per produrre una nuova soluzione strutturale al problema della resistenza al terremoto; una soluzione che non solo mostra i suoi principi strutturali chiaramente ma lo fa con un impressionante equilibrio estetico.
Il terremoto è una delle sfide più grosse con cui gli ingegneri si devono cimentare. Colpendo senza avvertire e causando violenti movimenti sussultori e ondulatori raramente prevedibili, può causare ingenti distruzioni con perdite anche di migliaia di vite umane in pochi minuti.
Il Giappone è uno dei paesi sismici più attivi e tutte le costruzioni, ed in particolare gli alti edifici, devono essere progettate tenendo in debito conto il problema dei terremoti.
A differenza delle forze dovute alla pressione dei venti, che tendono ad essere mono direzionali e a mandare sostanzialmente in crisi i rivestimenti, il sisma causa carichi ciclici di differente intensità che cambiano continuamente direzione e che tendono a minare la struttura di base dell'edificio. La soluzione strutturale definitiva per il Century Tower è scaturita passando al vaglio i vari 'seismic - resisting - systems' e scegliendo quello più adatto e che forniva maggiori garanzie. Qui di seguito nel dis. 1 sono riportati i vari schemi strutturali che si possono contrapporre ad un sisma. I primi 3 sono variazioni del sistema più comune 'Moment Resisting Frame' (o MRF) che consiste in una struttura a griglia regolare di travi e pilastri avente funzione di assorbire le sollecitazioni sismiche. Naturalmente più larga è la campata più basso è in numero di elementi e conseguentemente maggiore è l'intensità con cui le forze sismiche agiscono su di essi.
Campate molto larghe diventano inoltre antieconomiche, congiuntamente al fatto che le dimensioni delle singole membrature e i giunti diventano molto grandi. Di contro, con piccole campate, il sistema è molto efficace ed è sicuramente il sistema più usato; ma comporta dal punto di vista architettonico una scelta progettuale molto limitata in quanto il risultato finale consiste in una più o meno uniforme distribuzione di piccole o grandi finestre. Tale sistema non permette naturalmente ambienti completamente liberi da colonne.
Era intento dei progettisti realizzare grandi campate e spazi open space.
Il metodo, per altro molto usato, di rafforzare l'edificio con controventi diagonali incrociati può essere applicato in zona sismica ma bisogna fare molta attenzione affinché la struttura non sia troppo rigida. E' bene infatti che la struttura, una volta assorbita soddisfacentemente l'energia sismica, mantenga una certa flessibilità. Affinché ciò avvenga la soluzione più appropriata è il sistema 'Eccentrically braced frame' EBF. Infatti gli elementi diagonali sono necessari per fornire supporto alle colonne e parte delle travi ma la zona centrale di quest'ultima è lasciata libera di allungarsi e flettersi. Anche se il principio è decisamente conosciuto e la tecnica è comunemente usata in tutto il mondo la Century Tower è il primo edificio che ha proposto lo schema strutturale resistente a vista 'EBF' incorporato nella struttura principale e non nascosto nelle pareti esterne dell'edificio come spesso accade o utilizzato come schema separato rispetto alle travi e ai pilastri portanti.
Come si può notare assume 'EBF' system su tutti i 4 lati. Siccome gli elementi diagonali ostruivano l'accesso ai servizi ed agli ascensori è stato optato per una soluzione strutturale finale in cui risulta un sistema misto 'MRF' e 'EBF'.
La struttura in questo caso è l'architettura stessa dell'edificio e il prospetto principale che esprime la sua struttura portante in maniera così chiara e nitida lascia a bocca aperta.
Affinché i diagonali svolgessero le loro funzioni strutturali (devono avere un adeguato angolo di inclinazione rispetto all'orizzontale per caricarsi correttamente sotto l'effetto del sisma) è stato necessario che la griglia portante 'EBF" comprendesse un'altezza di due piani appendendo quindi con adeguate strutture il piano mezzanino.
Anche se erano sufficienti travi a doppio T, per fabbricare il sistema 'EBF', sono state impiegate travi scatolari in quanto offrivano decisamente maggiore stabilità torsionale (i profili arrivano ad avere spessori di 80 mm).Tale scelta risulta naturalmente più costosa.
Tutti le membrature strutturali sono state poi saldate in posto con saldature a completa penetrazione.

Fonte testo, disegno e fotografia:
C. Davies, I. Lambot, Century Tower, Ernst et Sohn, Berlino 1992.

Autore disegno:
Alessio Rullani

Autore foto:
Ian Lambot e Kent Lui