Grattacielo Intesa Sanpaolo di Torino: deformazione ed 'effetto banana' | Architetto.info

Grattacielo Intesa Sanpaolo di Torino: deformazione ed ‘effetto banana’

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Una voce ambigua, un mito che, in realtà, fa apparire tale fenomeno come qualcosa di poco controllato o controllabile. La realtà, invece, è qualcosa di diverso: un effetto nel suo complesso controllato e le cui rispondenze sono vicine alle attese teoriche. 

Dopo il primo articolo che approfondiva i problemi di risposta della struttura alle deformazioni differite del calcestruzzo nelle epoche successive, ecco un focus dedicato al comportamento del Grattacielo Intesa Sanpaolo a Torino, l’edificio firmato Renzo Piano Building Workshop la cui inaugurazione è prevista per fine anno.

In funzione del processo costruttivo, che porta alla realizzazione di opere di dimensioni importanti, si hanno (a seconda dei materiali impiegati, talvolta anche a manufatto ultimato) fenomeni deformativi che conferiscono alla struttura una configurazione geometrica che si discosta da quella teorica indeformata. Spesso, si sceglie di contrastare questi fenomeni attraverso l’impiego di contromonte o comunque configurazioni antagoniste a quelle che i pesi propri e i carichi permanenti produrranno nella costruzione. La particolare configurazione oggetto della trattazione (definita come “effetto a banana”) è conseguenza della geometria e delle rigidezze in gioco. Per meglio comprendere il fenomeno, per nulla eccezionale e poco “dannoso” per la struttura in servizio (tale da non richiedere particolari interventi mirati alla sua mitigazione o annullamento) occorre esaminare sommariamente lo schema statico a cui può essere ricondotto l’edificio.

Nel modello statico del grattacielo Sanpaolo possono essere individuate, in maniera semplificata, due zone che costituiscono l’ossatura portante dell’intero edificio: la zona Sud, caratterizzata dalla struttura reticolare di trasferimento che porta i carichi verticali sulle megacolonne, e la zona Nord, che è rigidamente collegata al nucleo in cls armato, decentrato rispetto al baricentro dell’intera geometria. Pertanto, tutte le strutture in elevazione interne alla zona Sud si attestano sulla reticolare di trasferimento, il cui compito è appunto quello di riportare i carichi sulle sei megacolonne perimetrali.

Ne consegue che la parte Sud, ed in particolare le colonne interne e tutte le strutture che sorreggono i piani tipologici, risulti essere molto più deformabile nel piano verticale rispetto alle strutture della zona Nord. Queste ultime, infatti, si ancorano direttamente alnucleo in cls armato, oppure sfruttano la geometria decisamente più rigida offerta dal transfer Nord; seguono quindi un percorso più breve e meno deformabile per giungere a terra o meglio sul basamento. Inoltre il nucleo in cls armato (detto core) è fortemente decentrato verso Nord, accorciando la luce di calcolo del relativo transfer, il quale, data la conformazione a triangolo (mensola e puntone inclinato), ha inoltre una geometria maggiormente rigida rispetto al graticcio Sud.

 

 

Tale differenza di rigidezze ha generato in fieri un comportamento asimmetrico. Pertanto, all’aggiungersi dei carichi verticali, la zona Sud tendeva ad un abbassamento maggiore, mentre la porzione Nord ad uno minore. Il tutto risultava accentuarsi sempre più, mano a mano che si procedeva in elevazione. Questo comportamento, conseguenza del singolare schema statico, era, in realtà, già stato previsto in sede teorica e di modellazione matematica della struttura. Se la costruzione non fosse stata realizzata con le modalità illustrate successivamente, il risultato costruttivo finale avrebbe presentato uno scostamento dalla configurazione teorica decisamente più evidente e più prossimo ad una semplice rotazione della parte alta della costruzione, attorno ai livelli in cui è localizzata la struttura di trasferimento. Crescendo in elevazione, infatti, tale deformazione alla base, dovuta alla maggiore cedevolezza della parte Sud, avrebbe portato la struttura del grattacielo ad inclinarsi in tale direzione, subendo un incremento della rotazione man mano che la costruzione si sviluppava in altezza e che quindi cresceva l’entità dei carichi verticali applicati.

La scelta di realizzare una struttura, con scrupolosi controlli geometrici durante la costruzione e un attento occhio alle tolleranze, ha portato all’impiego di una verifica di tipo topografico ripetuta a tutti i piani, mediante strumentazione per il controllo plano-altimetrico ad alta precisione. Il suddetto sistema ha permesso di verificare, a tutti i livelli, di avere la medesima dislocazione in pianta dei principali punti che ne governano la posizione. La conseguenza di questa scelta è stata che, man mano che si costruiva, la parte bassa tendeva a ruotare, a causa delle differenti deformabilità sopra descritte; la parte alta, in contemporanea, veniva riportata in posizione mettendo ogni piano di nuova realizzazione nelle coordinate spaziali teoriche. L’azione contemporanea di questi due eventi ha comportato il prodursi di questa curiosa forma “a banana”.

 

 

La forma a “banana” (imprescindibile a causa delle modalità costruttive e dello schema statico), ha comunque una freccia che è dell’ordine dei 70÷80mm nella zona maggiormente deformata (in corrispondenza dei livelli intermedi), con valori leggermente più contenuti in base e in sommità.

L’ultimo piano è stato montato nella sua posizione teorica e, una volta ultimato, è stato sottoposto ai carichi permanenti addizionali legati alla realizzazione della serra e delle chiusure/facciate, i quali risultano essere una frazione non trascurabile dei pesi medi della struttura. Perciò, la rotazione subita dall’intero sistema e lo spostamento orizzontale generato nei piani alti, successivo al montaggio dell’ultimo livello, risulta essere una grandezza comunque rilevante. In basso, in corrispondenza della sezione d’imposta delle strutture in elevazione (a livello dei piani 6 e 7) lo spostamento orizzontale è di più modesta entità, derivante da fattori diversi.

Un piccolo contributo è originato dalla deformabilità della struttura sottostante (dovuto in parte all’eccentricità del baricentro delle masse e in parte dall’effetto di trascinamento della parte sovrastante). Il contributo maggiore, invece, è dato dall’insorgere di una deformata cilindrica della platea di fondazione (nonostante la notevole rigidezza determinata dallo spessore di 4,30 m) dovuta all’applicazione dei carichi della torre, che agiscono su impronte di diversa estensione e configurazione nella parte Sud e Nord, rispettivamente per quanto riguarda i basamenti delle sei megacolonne e del nucleo. La modesta differenza di rotazione (espressa in termini assoluti) rispetto ai valori stimati in sede progettuale, imputabile perciò all’inflessione della platea, ha portato ad una modificazione della tangente di base che, su una struttura molto alta qual è quella del grattacielo, ha in realtà accentuato la deformata.

Ad opera ultimata, si è potuto constatare che il comportamento è in linea con quello che ci si aspettava, anche se, nelle previsioni, queste entità erano lievemente inferiori, a causa della difficoltà di valutare in modo preciso gli effetti delle deformazione della platea di fondazione sui vincoli alla base delle strutture principali di elevazione (nucleo e megacolonne).

 

 

“Spostamenti teorici”: spostamenti attesi ottenuti considerando esclusivamente la deformabilità strutturale e supponendo il piano di fondazione infinitamente rigido.

 

 

 

“Spostamenti dovuti alla rotazione della fondazione”: spostamenti attesi ottenuti considerando esclusivamente la deformabilità della fondazione e supponendo infinitamente rigida la struttura in elevazione.

 

 

 

“Spostamenti totali”: spostamenti attesi considerando sia la deformabilità della fondazione che quella della struttura di fondazione; tali valori risultano dalla somma delle grandezze calcolate separatamente e descritte nei precedenti grafici.

 

 

 

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