La torre dei record: focus tecnico sulla torre di collaudo Thyssenkrupp | Ingegneri.info

La torre dei record: focus tecnico sulla torre di collaudo Thyssenkrupp

Un'analisi tecnica sulla torre con nucleo in calcestruzzo armato e facciata polimerica. I tasselli per carichi pesanti Fischer hanno permesso un fissaggio spettacolare nella torre di prova degli ascensori di Thyssenkrupp a Rottweil, la più alta della Germania

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Realizzata in 10 mesi, svetta sulla cittadina sveva di Rottweil la torre di Thyssenkrupp Elevator AG che detiene un primato: quello di avere la piattaforma panoramica più alta della Germania, ovvero a 232 m di altezza rispetto ad uno sviluppo complessivo di 246 m, il doppio del Big Ben di Londra (96 m) e del Duomo di Milano (107 m).

Figura 1 - Guinness dei primati, in Germania, per la torre di Thyssenkrupp (fonte: Sito web Thyssen)

Figura 1 – Guinness dei primati, in Germania, per la torre di Thyssenkrupp (fonte: Sito web Thyssen)

È una costruzione che domina sulla vallata, la geometria dinamica converge come una spirale verso l’alto, l’effetto è quello di un tassello che si avvita verso il cielo e non è un caso che al suo interno vi siano le colonne dedite al collaudo degli ascensori prodotti da Thyssen. La contrapposizione tra il contesto verde circostante e l’alta tecnologia contenuta nella torre è lampante e spiazzante al tempo stesso: nell’atrio, di ingresso alla torre, vi è il prototipo della cabina Multi, il primo ascensore magnetico al mondo capace di spostarsi in verticale ed orizzontale. Il design, i corrimano ricordano i legami dell’atomo di carbonio, elemento chimico costruttivo della cabina, che unitamente alla tecnologia rendono il prodotto estremamente avveniristico, un tuffo nel futuro a porta di mano, basta varcare le soglia e l’impressione è di entrare in un’altra dimensione. La dinamica della cabina si basa unicamente sul campo magnetico, a cui sono consentiti movimenti sia verticali sia orizzontali, il tutto controllato da una ghiera posta sul retro della cabina.

Figura 2 - Prototipo della cabina ascensore Multi in scala 1:1

Figura 2 – Prototipo della cabina ascensore Multi in scala 1:1

Nessun impiego di elettricità solo conversione di energia che al tempo stesso è utilizzata anche per la fruizione degli uffici dislocati lungo lo sviluppo verticale della torre.

La torre di Thyssenkrupp: il progetto in numeri

La torre è stata progettata dagli architetti Werner Sobek e Helmut Jahn e rappresenta, letteralmente, il picco architettonico del Baden-Württemberg. Con i suoi 246 m di altezza, l’edificio sovrasta tutte le costruzioni del Baden-Württemberg. La torre ha un diametro di 21 m, il suo nucleo è calcestruzzo armato e sul prospetto è realizzata una facciata polimerica ventilata.

Figura 3 - La torre di prova degli ascensori della thyssenkrupp Elevator AG di Rottweil è una costruzione superlativa, che sovrasta tutti gli edifici del Baden-Württemberg con i suoi 246 mt di altezza

Figura 3 – La torre di prova degli ascensori della thyssenkrupp Elevator AG di Rottweil è una costruzione superlativa, che sovrasta tutti gli edifici del Baden-Württemberg con i suoi 246 mt di altezza

La torre quindi, oltre ad essere un simbolo de Thyssen e della Germania, ha caratteristiche, riportate nella tabella sottostante, che la rendono unica nel suo genere.

Tabella 1 – I numeri della torre Thyssen

4 Le zone in cui è suddivisa la torre
21 Il diametro, espresso in m, della torre
246 L’altezza massima, espressa in m.
17.000 Sono i m2 di tessuto di fibre di vetro rivestito di polimeri che avvolgono il nucleo portante in calcestruzzo armato.
L’involucro, in tessuto di fibre di vetro, si avvita su sé stesso e progressivamente è più trasparente verso l’alto, conferendo alla torre un aspetto tuttavia esile e leggero.
La membrana cambia l’aspetto della torre a seconda dell’ora del giorno, della stagione e dell’incidenza della luce nei locali.
È autopulente e protegge dal vento, dall’irraggiamento solare intenso e dal raffreddamento.
40.000 Il peso della torre espresso in tonnellate
240 Le tonnellate dello “smorzatore armonico” che ha l’obiettivo di compensare le oscillazioni della struttura. Sarà possibile simulare in anticipo i possibili movimenti ondulatori degli edifici causati da qualsiasi condizioni metereologica. Le oscillazioni degli edifici rappresentano una delle più grandi sfide nello sviluppo di un ascensore e, poter testare queste condizioni in modo realistico all’interno della torre di test, garantisce molti vantaggi rispetto alle tradizionali simulazioni sotterranee.
22.000 I prodotti Fisher utilizzati, sia per la cremagliera della “navetta di montaggio” che per l’ancoraggio della facciata ventilata.
Per fare in modo che il costruttore della facciata potesse spostarsi lungo la parete della torre con le sezioni di membrana e i materiali di lavoro, è stata sviluppata una piattaforma di montaggio mobile extra (navetta). Questa costruzione ad anello si spostava verticalmente sulla base di tre cremagliere con ruote dentate. La struttura era mossa da nove motori. La partecipazione di Fischer, anche in questa fase, è stata decisiva anche sulla struttura degli ancoraggi delle rotaie.
Per l’area 0–50 m nella zona 1, il produttore ha fornito la resina Superbond FIS SB 390 S con barre filettate FIS A M30x325 (8.8) e dadi piatti M30 a norma ISO 4035, classe di resistenza 05.
68 I giorni realizzati a costruire il nucleo in calcestruzzo armato
5.6 I metri costruiti giornalmente la torre è riuscita a crescere tre volte più velocemente di una pianta di bambù in perfette condizioni.

Il carico accidentale determinate è il vento agente sulla torre, ed è anche per questo motivo che la torre sia in fase esecutiva di cantiere che in fase di progetto è stata suddivisa altimetricamente in quattro zone distinte:
• Zona 1: dalla quota 0 a 63 m con uno spessore strutturale del setto di 40 cm;
• Zona 2: da 63 m a 110 m, sempre con uno spessore di 40 cm.
• Zona 3: da 110 a 207 m, a partire da questo settore si ha una riduzione dello spessore a 25 cm, che si mantiene costante fino alla sommità.
• Zona 4: da 207 m a 243 m.
Le classi di resistenza del calcestruzzo sono C50/60 nella zona 1 e C40/50 nel resto della torre.

Figura 4 - Alla torre di test thyssenkrupp di Rottweil, una struttura di acciaio unisce la membrana esterna alle pareti di calcestruzzo. Questa struttura è stata ancorata al fondo di ancoraggio dal costruttore della facciata con i fissaggi per carichi pesanti fischer

Figura 4 – Alla torre di test thyssenkrupp di Rottweil, una struttura di acciaio unisce la membrana esterna alle pareti di calcestruzzo. Questa struttura è stata ancorata al fondo di ancoraggio dal costruttore della facciata con i fissaggi per carichi pesanti fischer

Questo implica anche sistemi di fissaggio distinti in funzione della zona: i fissaggi Fischer utilizzati permettono di ottenere la massima portata e sono omologati a norma ETAG 001/EOTA-TR029 per il calcestruzzo fessurato. “I sistemi selezionati sono economici a parità di prestazioni, affidabilità e facilità di montaggio. Nella zona 1 nell’area 0–27 m sono state integrate ad accoppiamento tra materiali le barre filettate FIS A M20x320 in acciaio inossidabile (A4) con la resina epossidica ad alte prestazioni FIS EM 390 S.
Nell’area 27–63 m e nella successiva zona 2 si è fatto ricorso al sistema di ancoraggio fischer Powerbond con barre diametro M16 in A4. I componenti sistemici impiegati sono le barre filettate (FIS A M16x250 A4), principalmente con profondità di ancoraggio di 180 mm, e i tasselli Power Sleeve FIS PS. Questi sono stati abbinati alla resina speciale Highbond FIS HB 345 S.
Hanno fatto optare per questa soluzione numerosi vantaggi, come ad esempio, i tempi di indurimento ridotti e l’alta resistenza alla trazione con profondità di ancoraggio relativamente ridotte.
Nella zona 3 (110–207 m) la scelta è caduta sul sistema di ancoraggio composito fischer SuperBond in versione RSB 16 mini (fiale di ancoraggio a reazione) in combinazione con le barre filettate RG M 16×300 A4. Decisivi per la scelta, i tempi di indurimento rapidi e il montaggio nel calcestruzzo a dispetto di temperature esterne rigide, fino a -30 °C. Le barre filettate sono dotate di rondelle in acciaio inossidabile (A4) a norma DIN 7349 quale articolo speciale. Hanno trovato applicazione anche altri sistemi, come FIS EM 390 S con FIS A M16x270 A4 e i tasselli per ancoranti a iniezione FIS H 22×1000 L. Sulla base della perizia dello studio di ingegneria IEA Eligehausen-Asmus-Hofmann di Stoccarda, questa soluzione era adatta soprattutto per il fondo di ancoraggio che si discostava dalle normative attuali. Quasi tutti i sistemi installati, con prestazioni analoghe ai fori praticati a percussione, sono omologati per i fori praticati al diamante. Pertanto, è stato possibile praticare rapidamente i fori”.

Il vento rappresenta sì l’azione predominante dimensionante della torre ma al contempo è anche la variabile che consente la validazione dei collaudi che sono svolti all’interno della torre, in quanto lo spostamento massimo raggiunto è pari a 75 cm in sommità.

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